Órbita

Te explicamos qué es una órbita y cuál es su significado en el área de la química. Además, órbitas elípticas y órbitas del Sistema Solar.

¿Qué es una órbita?

En física, la órbita es la trayectoria descrita por un cuerpo alrededor de otro, en torno al cual gira por acción de una fuerza central, como lo es la fuerza gravitatoria en el caso de los astros celestes. Se trata de la trayectoria que traza un objeto al moverse en torno a un centro de gravedad por el cual es atraído, en principio sin llegar nunca a impactar con él, pero tampoco a alejarse del todo.

Las órbitas son desde el siglo XVII (cuando Johannes Kepler e Isaac Newton formularon las leyes físicas básicas que las rigen) un concepto importante para el entendimiento del movimiento en el universo, especialmente en lo que atañe a los astros celestes y también a la química subatómica.

Una órbita puede tener diversas formas, ya sea elíptica, circular o elongada, y puede ser parabólica (con forma de parábola) o hiperbólica (con forma de hipérbola). Del modo que sea, toda órbita comprende los siguientes seis elementos keplerianos:

• Inclinación del plano de la órbita, representado con el signo i.
• Longitud del nodo ascendente, representado con el signo Ω.
• Excentricidad o grado de desviación de una circunferencia, representado con el signo e.
• Eje semieje mayor, o la mitad del diámetro más largo, representado con el signo a.
• Argumento del perihelio o periastro, el ángulo que va del nodo ascendente al periastro, representado con el signo ω.
• Anomalía media de la época, o la fracción de tiempo orbital transcurrida y representada como ángulo, representado con el signo M0.

Ver además: Cinturón de asteroides

Órbita en química

En química, se habla de órbitas a propósito del movimiento de los electrones alrededor del núcleo de los átomos, debido a la diferencia de cargas electromagnéticas que presentan (negativa en los electrones y positiva en el núcleo de protones y neutrones). Estos electrones no poseen una trayectoria definida, pero clásicamente se las describe como órbitas conocidas como orbitales atómicos, dependiendo del grado de energía que albergan.

Cada orbital atómico se expresa con un número y una letra. El número (1, 2, 3… hasta el 7) denota los niveles de energía con los que la partícula se mueve, mientras que la letra (s, p, d y f) denotan la forma del orbital.

Órbita elíptica

Una órbita elíptica es aquella que en lugar de un círculo, traza una elipse, o sea, una circunferencia achatada y alargada. Esta figura, la elipse, posee dos focos, en donde estarían los ejes centrales de cada uno de los dos círculos que la componen; además, este tipo de órbita tiene una excentricidad mayor que cero y menor que uno (0 equivale a una órbita circular y 1 a una parabólica).

Toda órbita elíptica posee dos puntos notables:

• Periapsis. El punto más cercano de la trayectoria orbital al cuerpo central en torno al cual se traza la órbita (y ubicado en uno de los dos focos).
• Apoapsis. El punto más lejano de la trayectoria orbital al cuerpo central en torno al cual se traza la órbita (y ubicado en uno de los dos focos).

Órbitas del Sistema Solar

Las órbitas descritas por los astros de nuestro Sistema Solar son, como en la mayoría de los sistemas planetarios, de tipo más o menos elíptico. En el centro está la estrella del sistema, nuestro Sol, cuya gravedad mantiene a los planetas en movimiento; mientras que los cometas en sus respectivas órbitas parabólicas o hiperbólicas en torno al Sol no tienen un lazo directo con la estrella. Por su parte, los satélites de cada uno de los planetas también trazan órbitas alrededor de cada uno, como hace la Luna con la Tierra.

Sin embargo, los astros se atraen también entre sí, generando perturbaciones gravitacionales mutuas, haciendo que las excentricidades de las órbitas varíen con el tiempo y entre sí. Por ejemplo, el planeta Mercurio es el de órbita más excéntrica, quizá por estar más cerca del Sol, pero le sigue en la lista Marte, mucho más lejos. Venus y Neptuno, por otro lado, poseen las órbitas menos excéntricas de todas.

Órbita de la Tierra

La Tierra, como sus planetas vecinos, orbita el Sol en una trayectoria ligeramente elíptica, que tarda 365 días aproximadamente (un año) y que denominamos movimiento de traslación. Dicho desplazamiento ocurre a unos 67.000 kilómetros por hora.

Al mismo tiempo, existen alrededor de la Tierra cuatro tipo de órbitas posibles, por ejemplo, para los satélites artificiales:

• Órbita baja (LEO). De 200 a 2.000 km de la superficie planetaria.
• Órbita media (MEO). De 2.000 a 35.786 km de la superficie planetaria.
• Órbita alta (HEO). De 35.786 a 40.000 km de la superficie planetaria.
• Órbita geoestacionaria (GEO). A los 35.786 km de la superficie planetaria. Esta es la órbita sincronizada con el ecuador terrestre, dotada de excentricidad nula y a la que un objeto luce inmóvil en el cielo para los observadores terrestres.

Referencias

• “Órbita” en Wikipedia.
• “¿Qué es la órbita de un planeta?” en Muy Interesante.
• “Órbita (astronomía)” en Enciclopedia.us.
• “What is an orbit?” en NASA.
• “Orbit” en The Encyclopaedia Britannica.