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Masa solar para niños

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La masa solar (M) es una unidad de medida muy importante que usan los científicos en la astronomía y la astrofísica. Sirve para comparar y medir el tamaño de las estrellas y otros objetos gigantes en el espacio, como las galaxias.

Imagina que el Sol es una balanza gigante. La masa solar es como el peso de referencia en esa balanza. Una masa solar equivale a un valor aproximado de 2 seguido de 30 ceros kilogramos (2 × 1030 kg). ¡Es un número enorme!

Para que te hagas una idea, la masa solar es:

En números más exactos, la masa del Sol es de (1.98847 ± 0.00007) × 1030 kg.

Archivo:Rho Cassiopeiae Sol VY Canis Majoris - 2019-05-14
Comparación de varias estrellas con el Sol (punto gris a la izquierda). Se puede observar la órbita de Júpiter (en rojo) y la de Neptuno (azul).

¿Cómo se calcula la masa del Sol?

Midiendo el movimiento de la Tierra

Como la Tierra gira alrededor del Sol en una órbita elíptica (no es un círculo perfecto), los científicos pueden usar esta información para calcular la masa del Sol. Utilizan una fórmula que relaciona el tiempo que tarda la Tierra en dar una vuelta completa (su período orbital) con la distancia al Sol.

La fórmula general para el período orbital (T) de un objeto que gira alrededor de otro más grande es:

T=2\pi \sqrt{\frac{a^3}{\mu}}

Donde:

  • a es el semieje mayor de la órbita (la mitad de la parte más larga de la elipse).
  • \mu = GM es un valor llamado parámetro gravitacional estándar. Aquí, G es la constante gravitacional (un número fijo que describe la fuerza de la gravedad) y M es la masa del objeto más grande (en este caso, el Sol).

La fórmula específica para la masa solar

Si conocemos cuánto dura un año en la Tierra, la distancia promedio de la Tierra al Sol y la constante gravitacional, podemos calcular la masa del Sol con esta fórmula:

M_\odot = \frac{4 \pi^2 \times (1\,\mathrm{UA})^3}{G \times (1\,\mathrm{a})^2}

El valor de G multiplicado por la masa de un objeto (el parámetro gravitacional estándar) se conoce con mucha más precisión para el Sol y otros planetas que el valor de G por sí solo. Por eso, la masa solar se usa como una medida estándar en el sistema de unidades astronómicas.

Historia de la medición de la masa solar

Primeras estimaciones y mejoras

El científico Isaac Newton fue el primero en intentar calcular la masa del Sol. Lo hizo en su famoso libro Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica. Con el tiempo, sus cálculos se fueron haciendo más precisos.

En 1798, Henry Cavendish realizó experimentos con un aparato llamado resorte de torsión para medir la constante gravitacional. El valor que obtuvo fue muy cercano al que usamos hoy en día, con solo un 1% de diferencia.

Las distancias en el espacio también se midieron con más exactitud. Por ejemplo, la distancia del Sol a la Tierra se calculó con mayor precisión durante los tránsitos de Venus (cuando Venus pasa por delante del Sol) en 1761 y 1769.

¿El Sol siempre ha tenido la misma masa?

La masa original del Sol cuando empezó a brillar (en la etapa llamada "secuencia principal") no se conoce con exactitud. Se cree que al principio, el Sol perdía masa mucho más rápido de lo que lo hace ahora.

Los científicos estiman que, a lo largo de toda su vida desde que se encendió, el Sol ha perdido entre el 1% y el 7% de su masa original. Esto significa que el Sol de hoy es un poco menos masivo que cuando era "joven".

Durante mucho tiempo, no se conocían con gran precisión ni la distancia de la Tierra al Sol (llamada unidad astronómica) ni la constante gravitacional. Sin embargo, medir la masa de otros planetas o estrellas en "unidades de masas solares" no dependía tanto de esos valores exactos. Por eso, era muy útil expresar esas masas usando la masa solar como referencia.

Hoy en día, la distancia de la Tierra al Sol se ha medido con mucha precisión usando técnicas de radar. La constante gravitacional también se conoce mejor. A pesar de esto, la masa solar sigue siendo una unidad de medida muy usada en la astronomía por su importancia histórica y su utilidad.

Véase también

Kids robot.svg En inglés: Solar mass Facts for Kids

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Masa solar para Niños. Enciclopedia Kiddle.