Pregunta: ¿Cuáles son las tres regiones principales de cometas?

1. Cinturón de asteroides (cinturón principal): se ubica entre las órbitas de Marte y Júpiter, entre aproximadamente 2{,}1 y 3{,}3\,\text{UA} del Sol.
2. Cinturón de Kuiper (también llamado cinturón Neptuniano): se extiende más allá de la órbita de Neptuno, desde unas 30\,\text{UA} hasta unas 50\,\text{UA}.
3. Nube de Oort: envuelve al Sistema Solar como una cáscara esférica, a distancias estimadas entre 2\times 10^{3} y 10^{5}\,\text{UA} del Sol.

Observación complementaria: si el texto se refiere a las partes de un solo cometa, estas son el núcleo (hielo y polvo), la coma (envoltorio gaseoso que rodea al núcleo) y la cola (que se dirige siempre en sentido contrario al Sol).

Pregunta: ¿En dónde se encuentran la mayoría de los asteroides?

1. Los asteroides son rocas del Sistema Solar primitivo que no llegaron a formar un planeta.
2. La mayor parte se concentra en el cinturón principal de asteroides.
3. Este cinturón está situado entre las órbitas de Marte y Júpiter, es decir, entre 2{,}1\,\text{UA} y 3{,}3\,\text{UA} del Sol.

Pregunta: ¿Existen cometas en el cinturón principal?

1. Los cometas son cuerpos helados (hielo de agua, hielo de CO_2, metano y polvo) que se formaron lejos del Sol, donde las temperaturas permiten que los hielos se conserven.
2. En el cinturón principal el calor solar y la radiación desgastan y subliman el hielo, por lo que esos cuerpos no pueden permanecer allí.
3. Por eso, en ese cinturón predominan asteroides rocosos y metálicos; los cometas que pasan cerca lo hacen de forma transitoria, no residen ahí.

Pregunta: ¿A qué cinturón se le conoce como Neptuniano y por qué?

1. Identifico la posición de Neptuno: su órbita está a una distancia media de 30{,}1\,\text{UA} del Sol.
2. El cinturón de Kuiper se inicia donde termina la influencia dominante de Neptuno, alrededor de 30\,\text{UA}, y llega hasta unas 50\,\text{UA}.
3. Al estar localizado más allá de la órbita de Neptuno, recibe el nombre de cinturón Neptuniano (cinturón de Kuiper).

Pregunta: ¿Cuál fue el primer objeto helado identificado en el cinturón de Kuiper?

1. Clyde Tombaugh descubrió Plutón en 1930 mientras buscaba el "planeta X" más allá de la órbita de Neptuno.
2. Plutón orbita el Sol a una distancia media de 39{,}5\,\text{UA}, dentro del rango del cinturón de Kuiper.
3. Es un cuerpo helado (hielo de nitrógeno, metano y agua) y, por su tamaño, ahora se lo clasifica como planeta enano.

Pregunta: ¿En qué cinturón se encuentran los cometas de la familia del "Cometa Halley"?

1. El cometa Halley tiene un periodo de aproximadamente 76\,\text{años}, por lo que pertenece a los cometas de periodo corto (T<200\,\text{años}).
2. Los cometas de periodo corto proceden de la región helada exterior situada más allá de Neptuno.
3. Esa región es el cinturón de Kuiper (o, para periodos intermedios, la zona de objetos centauros que lo rodea).

Pregunta: ¿Por qué es difícil observar el movimiento de los objetos helados presentes en el cinturón de Kuiper?

1. Se encuentran a enormes distancias: entre 30 y 50\,\text{UA}, es decir, entre 4{,}5\times 10^{9}\,\text{km} y 7{,}5\times 10^{9}\,\text{km} del Sol.
2. A esa distancia los objetos son muy pequeños y débiles: su brillo disminuye con el cuadrado de la distancia, I\propto 1/r^{2}, por lo que apenas reflejan la luz solar.
3. Además, su velocidad orbital es pequeña (por la tercera ley de Kepler, T^{2}=a^{3}), de modo que su desplazamiento aparente contra el fondo de estrellas es mínimo en cortos intervalos.
4. Detectar el movimiento exige fotografías de larga exposición tomadas en fechas separadas y comparadas con precisión, usando telescopios potentes.

Pregunta: ¿Cuánto equivale una unidad astronómica?

1. La unidad astronómica (\text{UA}) se define como la distancia media entre la Tierra y el Sol.
2. Valor: 1\,\text{UA}=1{,}496\times10^{8}\,\text{km} (aproximadamente 150\,\text{millones de km}).
3. En metros: 1\,\text{UA}=1{,}496\times10^{11}\,\text{m}. En años luz: 1\,\text{UA}=\frac{1{,}496\times10^{8}\,\text{km}}{9{,}46\times10^{12}\,\text{km/año}}\approx 1{,}58\times10^{-5}\,\text{años-luz}.

Pregunta: Explico con fundamentos por qué Plutón ya no es considerado un planeta.

1. En 2006 la Unión Astronómica Internacional (IAU) definió tres criterios para ser planeta: (i) orbitar al Sol, (ii) tener masa suficiente para adoptar una forma hidrostáticamente esférica y (iii) haber "limpiado la vecindad de su órbita".
2. Plutón cumple (i): orbita el Sol a 39{,}5\,\text{UA}.
3. Plutón cumple (ii): su masa y gravedad le dan forma casi esférica.
4. Plutón no cumple (iii): comparte su órbita con numerosos objetos del cinturón de Kuiper (como Makemake, Haumea y Eris), de modo que no domina gravitacionalmente su entorno.
5. Al no cumplir el tercer criterio, en 2006 fue reclasificado como planeta enano.

Pregunta: Argumento si la distancia promedio a la que se encuentran los cuerpos helados en el cinturón de Oort es de 400\,\text{UA}.

1. Convierto a kilómetros: d=400\,\text{UA}\times1{,}496\times10^{8}\,\text{km/UA}=5{,}98\times10^{10}\,\text{km}.
2. En metros: d\approx 5{,}98\times10^{13}\,\text{m}.
3. En años luz: d=\frac{400}{63\,241}\approx 6{,}3\times10^{-3}\,\text{años-luz}.
4. Tiempo que tarda la luz en recorrer esa distancia: t=\frac{d}{c}=\frac{5{,}98\times10^{13}\,\text{m}}{3\times10^{8}\,\text{m/s}}\approx 2{,}0\times10^{5}\,\text{s}\approx 56\,\text{horas}\approx 2{,}3\,\text{días}.
5. Aplico la tercera ley de Kepler con a=400\,\text{UA}: T=\sqrt{a^{3}}=\sqrt{400^{3}}=\sqrt{64\,000\,000}=8\,000\,\text{años}.
6. Argumento: 400\,\text{UA} son unos 6\times10^{10}\,\text{km}, equivalentes a 2,3 días-luz; por la tercera ley de Kepler, un cuerpo helado a esa distancia tardaría alrededor de 8\,000\,\text{años} en completar una órbita, lo que explica por qué los cometas de la nube de Oort son de periodo muy largo y por qué su estudio requiere instrumentos de alta sensibilidad.