Más allá de lo local: la Tierra no es el único planeta con estaciones, pero pueden verse muy diferentes en otros mundos

Dado que las estaciones provienen de diferencias en la cantidad de luz solar que llega a la superficie del planeta, un planeta perfectamente alineado no tendría estaciones.

El siguiente artículo está escrito por Gongji Lee, Instituto de Tecnología de Georgia Apareció originalmente en Conversación Se publica aquí con permiso:

Primavera, verano, otoño, invierno: las estaciones en la Tierra cambian cada pocos meses, aproximadamente en la misma época todos los años. Es fácil dar por sentado este ciclo aquí en la Tierra, pero no todos los planetas tienen un cambio regular de estaciones. Entonces, ¿por qué la Tierra tiene estaciones regulares mientras que otros planetas no las tienen?

soy astrofísico Que estudia el movimiento de los planetas y las causas de las estaciones. Durante mi investigación, descubrí que el patrón regular de las estaciones en la Tierra es único. el El eje de rotación sobre el que gira la Tierra.a lo largo de los polos norte y sur, No completamente compatible Con un eje vertical perpendicular a la órbita de la Tierra alrededor del Sol.

Esta ligera inclinación tiene grandes implicaciones para todo, desde las estaciones hasta los ciclos glaciales. La magnitud de esta inclinación puede determinar si un planeta es habitable o no.

Estaciones en la Tierra

Cuando un planeta tiene una alineación perfecta entre el eje alrededor del cual gira y el eje de rotación, la cantidad de luz solar que recibe es constante mientras orbita alrededor del Sol, suponiendo que su forma orbital sea un círculo. Dado que las estaciones provienen de diferencias en la cantidad de luz solar que llega a la superficie del planeta, un planeta perfectamente alineado no tendría estaciones. Pero la Tierra no está perfectamente alineada sobre su eje.

Este pequeño desequilibrio, llamado pendiente, es… unos 23 grados De la vertical al suelo. Por lo tanto, el hemisferio norte está expuesto más intensamente a la luz solar durante el verano, cuando el Sol está más directamente sobre el hemisferio norte.

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Luego, a medida que la Tierra continúa orbitando alrededor del Sol, la cantidad de luz solar que recibe el hemisferio norte disminuye gradualmente a medida que el hemisferio norte se aleja del Sol. Esto provoca el invierno.

Los planetas que giran sobre sus ejes y orbitan alrededor del Sol parecen una especie de peonzas que giran y se balancean debido a la atracción gravitacional del Sol. Cuando la parte superior gira, es posible que notes que no se mantiene completamente recta y estable. En cambio, puede comenzar a inclinarse o tambalearse ligeramente. Esta inclinación es lo que los astrofísicos llaman inclinación. La iniciativa gira.

Debido a estas oscilaciones, la inclinación de la Tierra no es completamente constante. Estas pequeñas diferencias de pendiente pueden ocurrir Efectos significativos sobre el clima de la Tierra. Cuando se combina con pequeños cambios en la forma de la órbita de la Tierra.

La inclinación oscilante y cualquier cambio natural en la forma de la órbita de la Tierra pueden cambiar la cantidad y distribución de la luz solar que llega a la Tierra. Estos pequeños cambios contribuyen a cambios mayores en las temperaturas del planeta a lo largo de miles a cientos de miles de años. Esto puede, a su vez, Edades de hielo inmediatas y períodos cálidos.

Traducir la desviación en estaciones

Entonces, ¿cómo afectan las diferencias de inclinación a las estaciones del planeta? Baja inclinación, lo que significa que el eje de rotación está alineado con la dirección del planeta mientras orbita alrededor del Sol. Lleva a La luz del sol es más fuerte en el ecuador y la luz solar es baja cerca del polo como lo es en la Tierra.

Por otro lado, hay una gran inclinación, lo que significa que el eje de rotación del planeta apunta hacia o en dirección contraria al Sol. Lleva a Columnas extremadamente calientes o frías. Al mismo tiempo, el ecuador se vuelve frío, ya que el sol no brilla sobre él durante todo el año. Esto da como resultado estaciones muy variables en latitudes altas y temperaturas más bajas en el ecuador.

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Cuando la inclinación de un planeta es superior a 54 grados, el ecuador de ese planeta se vuelve helado y El polo se calienta. Se llama División inversaEsto es lo contrario de lo que tiene la Tierra.

Básicamente, si la inclinación tiene variaciones grandes e impredecibles, los cambios estacionales del planeta se vuelven salvajes y difíciles de predecir. Un cambio grande y dramático en la inclinación podría convertir al planeta entero en una bola de nieve. Donde todo está cubierto de hielo.

Las resonancias orbitales giran

La mayoría de los planetas no son los únicos planetas de su sistema solar. Sus hermanos planetarios pueden perturbar las órbitas de los demás, lo que puede provocar diferencias en la forma de sus órbitas y en sus inclinaciones orbitales.

Entonces, los planetas en órbita parecen peonzas en el techo de un automóvil que sale a la carretera, y el automóvil representa el plano orbital. Cuando la velocidad (o frecuencia, como la llaman los científicos) a la que las capotas avanzan o giran coincide con la frecuencia con la que el automóvil sube y baja, ocurre algo llamado resonancia orbital Esta pasando.

Los s pueden causar estas diferencias en la inclinación, que ocurren cuando el planeta oscila sobre su eje. Piense en empujar a un niño en un columpio. Cuando lo golpeas en el momento justo, o en la frecuencia de resonancia, oscilará cada vez más alto.

Marte se tambalea más sobre su eje que la Tierra, aunque ambos están inclinados aproximadamente en la misma medida, y esto en realidad está relacionado con la rotación de la Luna alrededor de la Tierra. La Tierra y Marte lo tienen. La frecuencia de precesión de rotación es similar.que corresponde a la oscilación orbital – componentes de resonancia orbital.

Pero la Tierra tiene una luna enorme, que tira del eje de rotación de la Tierra y hace que se mueva más rápido. Este movimiento ligeramente más rápido evita que experimente ecos en la órbita de giro. Por lo tanto, la Luna estabiliza la inclinación de la Tierra y la Tierra no se balancea sobre su eje tanto como lo hace Marte.

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Temporadas de exoplanetas

Miles de exoplanetasO planetas fuera de nuestro sistema solar, que han sido descubiertos en las últimas décadas. Mi equipo de investigación quería comprender qué tan habitables son estos planetas, si estos exoplanetas también tienen excentricidades extremas o si tienen lunas que los estabilizan como la Tierra.

Para investigar este asunto, mi grupo dirigió la primera investigación Diferencias en el eje de rotación de los exoplanetas..

investigamos Kepler-186fEs el primer planeta del tamaño de la Tierra descubierto en una zona habitable. Zona habitable Es una región alrededor de una estrella donde puede existir agua líquida en la superficie del planeta y la vida puede aparecer y florecer.

A diferencia de la Tierra, Kepler-186f se encuentra lejos de los demás planetas de su sistema solar. Como resultado, estos otros planetas sólo tienen una influencia débil en su órbita y movimiento. Entonces, Kepler 186f en general Tiene pendiente fija, similar a la Tierra. Incluso sin una luna grande, no tiene estaciones variables o impredecibles como Marte.

De cara al futuro, más investigaciones sobre exoplanetas ayudarán a los científicos a comprender cómo son las estaciones en la enorme diversidad de planetas del universo.

Gongji LeeProfesor Asistente de Física, Instituto de Tecnología de Georgia

Este artículo fue republicado desde Conversación Bajo licencia Creative Commons. Leer el Artículo original.

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