Los movimientos de los planetas

Los planetas realizan dos movimientos principales: el movimiento de traslación, que es la trayectoria de los planetas alrededor del Sol, y el movimiento de rotación, que es el giro que efectúan sobre su eje. Estos dos movimientos son comunes para todos los planetas del sistema solar.

Representación artística de los movimientos orbitales de los planetas
Representación artística de los movimientos orbitales de los planetas.

La Tierra realiza algunos movimientos más que son de menor importancia; por ejemplo: el movimiento de precesión de los equinoccios, que se da cada 25776 años, el de nutación, desplazamiento cada 18,6 años, o el bamboleo de Chandler, que se trata de una pequeña oscilación cada 433 días.

En este artículo se describe con detalle los parámetros de los movimientos de traslación y rotación de cada uno de los planetas, con ilustraciones esquemáticas y tablas de datos que aportan un mayor grado de comprensión.

El movimiento de traslación

Cada planeta realiza estos dos movimientos de forma diferente. En el caso del movimiento de traslación, cada planeta describe una órbita diferente alrededor del Sol. Cuanto más lejos se encuentra un planeta del Sol, más tiempo tarda en completar una vuelta, y cada vuelta determina un año del planeta.

Órbitas de los planetas terrestres o interiores
Esquema de las órbitas de los planetas terrestres. El Sol está en el centro. De dentro a fuera: las órbitas de Mercurio, Venus, la Tierra y Marte. Gráfico generado con Poliastro.
Órbitas de los planetas gaseosos o exteriores
Esquema de las órbitas de los planetas gaseosos. El Sol está en el centro. De dentro a fuera: las órbitas de Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno. Gráfico generado con Poliastro.

Todos los planetas giran alrededor del Sol en sentido antihorario, es decir, contrario al sentido de las manecillas de un reloj. Esto se aplica si observamos el sistema solar desde el Polo Norte del Sol.

Excentricidad orbital

Las órbitas de los planetas no son circulares sino elípticas, por lo tanto, el recorrido que realizan alrededor del Sol tiene forma de elipse. El Sol se encuentra en uno de los focos de la elipse en vez de estar en el centro, y por esta razón las órbitas son excéntricas. La excentricidad orbital también varía en cada planeta.

Cuando hablamos de astrodinámica o mecánica celeste, podemos afirmar que las órbitas elípticas tienen una excentricidad mayor que 0 y menor que 1. Si la órbita tuviera una excentricidad de 0 hablaríamos de una órbita circular, y si la excentricidad fuera de 1 hablaríamos de una órbita parabólica.

Planeta Excentricidad orbital
Mercurio 0,2056
Venus 0,0068
La Tierra 0,0167
Marte 0,0933
Júpiter 0,0484
Saturno 0,0565
Urano 0,0444
Neptuno 0,0086

Afelio y perihelio

La excentricidad orbital de los planetas hace que no estén siempre a la misma distancia del Sol. El punto en el que la distancia entre el planeta y el Sol es mínima se llama perihelio, y el puno en el que la distancia entre los dos astros es la máxima se llama afelio. Por lo tanto, ambos puntos son opuestos.

Diagrama de la órbita elíptica de un planeta alrededor del Sol con sus puntos perihelio y afelio
Diagrama de la órbita elíptica de un planeta alrededor del Sol con el punto más cercano (perihelio) y el punto más lejano (afelio).

Estos dos puntos también tienen otros nombres:

  • Perihelio: periapsis, periastro y pericentro.
  • Afelio: apoapsis, apoastro y apocentro.
Planeta Perihelio Afelio Semieje mayor
Mercurio 0,307 UA 0,466 UA 0,387 UA
Venus 0,718 UA 0,728 UA 0,723 UA
La Tierra 0,983 UA 1,017 UA 1,000 UA
Marte 1,382 UA 1,666 UA 1,523 UA
Júpiter 4,950 UA 5,459 UA 5,204 UA
Saturno 9,041 UA 10,124 UA 9,582 UA
Urano 18,286 UA 20,097 UA 19,191 UA
Neptuno 29,766 UA 30,441 UA 30,103 UA

Velocidad orbital

Cada planeta también tiene una velocidad orbital diferente. Si la órbita fuera circular, la velocidad orbital sería constante, pero debido a que las órbitas son elípticas, la velocidad orbital varía. Cuando un planeta se encuentra en el perihelio alcanza la velocidad máxima, y cuando se encuentra en el afelio, la velocidad orbital es mínima. En general, hablamos de la velocidad orbital media.

Planeta Velocidad orbital media
Mercurio 47,87 km/s
Venus 35,02 km/s
La Tierra 29,78 km/s
Marte 24,08 km/s
Júpiter 13,07 km/s
Saturno 9,67 km/s
Urano 6,81 km/s
Neptuno 5,48 km/s

Mercurio es el planeta que tiene la velocidad orbital media más rápida, mientras que Neptuno es el más lento. Se puede apreciar que la velocidad de los planetas está relacionada con la distancia respecto al Sol.

Período orbital

El tiempo que tarda un planeta en completar una vuelta completa alrededor del Sol es conocido como período orbital. En este caso, siempre nos referimos al período orbital sideral, es decir, tomando como punto de referencia una estrella fija en el firmamento. Este parámetro es considerado el auténtico.

No debe confundirse el período orbital sideral con el período orbital sinódico, correspondiente al tiempo que tarda un planeta en volver a aparecer en el mismo punto del cielo respecto al Sol, cuando es observado desde la Tierra. El período orbital sinódico depende del movimiento de la Tierra.

Planeta Período orbital sideral
Mercurio 87,97 días
Venus 224,70 días
La Tierra 365,25 días
Marte 686,97 días
Júpiter 11,86 años
Saturno 29,46 años
Urano 84,01 años
Neptuno 164,79 años

Como es evidente, cuanto más alejado está un planeta del Sol, más tiempo tarda en completar una vuelta a su alrededor. El período orbital de los cuatro planetas interiores está indicado en días terrestres, y el de los días exteriores está indicado en años terrestres. Los datos terrestres nos sirven de referencia.

Inclinación orbital

Las órbitas que recorren los planetas se encuentran casi en el mismo plano de la órbita de la Tierra. Este plano es conocido con el nombre de plano de la eclíptica. Los planetas tienen el plano de la eclíptica algo inclinado respecto al nuestro. Los de los asteroides y los planetas enanos están mucho más inclinados.

Esquema del plano de la eclíptica
Esquema del plano de la eclíptica. El ángulo "α" es la inclinación del eje de rotación terrestre (23° 26'). El Sol, la Tierra y la distancia que los separa no están a escala.

Tabla de valores de la inclinación orbital de todos los planetas. Se toma como referencia el plano orbital de la Tierra, que es de 0,00°. Tal y como puede notarse, Venus es el planeta que tiene la órbita más inclinada respecto al plano de la eclíptica, y Urano es el planeta que tiene la órbita menos inclinada.

Planeta Inclinación orbital
Mercurio 7,004°
Venus 3,394°
La Tierra 0,000°
Marte 1,850°
Júpiter 1,305°
Saturno 2,484°
Urano 0,772°
Neptuno 1,770°

El movimiento de rotación

Los planetas realizan un movimiento de rotación sobre su eje. Este eje es, en la mayoría de casos, casi perpendicular al plano de la eclíptica de los planetas, aunque tiene algunos grados de inclinación. Urano es una excepción, pues está tan inclinado que tiene los polos donde los demás planetas tienen el ecuador.

La inclinación del eje es uno de los parámetros que permiten definir la rotación de los planetas. Pero hay otro parámetro importante: el período de rotación, tiempo en el que tarda cada planeta en completar una vuelta sobre sí mismo, produciéndose así los días. Cada planeta tiene un tiempo de rotación distinto.

Planeta Inclinación Período de rotación
Mercurio 0,034° 58 d 15 h 36 min
Venus 177,36° -243 d 0 h 14 min (R)
La Tierra 23,44° 23 h 56 min 4,1 s
Marte 25,19° 24 h 37 min 22 s
Júpiter 3,12° 9 h 55 min 30 s
Saturno 26,73° 10 h 33 min 38 s
Urano 97,77° -17 h 14 min 24 s (R)
Neptuno 28,32° 16 h 6 min 36 s

La mayoría de los planetas del sistema solar realizan el movimiento de rotación en la misma dirección que la orbital. No obstante, hay dos planetas que son una excepción: Venus y Urano, cuya rotación es retrógrada. En la siguiente imagen puede verse la dirección del movimiento de rotación de los planetas.

Comparación del movimiento de rotación de los planetas
Esquema comparativo del movimiento de rotación de los planetas del sistema solar. Se puede observar el grado de inclinación del eje de rotación y la dirección del movimiento. La escala de los planetas no es proporcional.

Mercurio

Mercurio es el planeta más cercano al Sol, por lo que es el más rápido en completar una traslación completa. Su período orbital es de 87,97 días. La excentricidad de su órbita es de 0,2056 y está inclinada 7,004°. La distancia mínima entre Mercurio y el Sol es de 0,307 UA, y la máxima es de 0,466 UA.

El eje de rotación de Mercurio es prácticamente perpendicular al plano de la eclíptica, por lo que el ángulo de inclinación es de 0,034°, y su período de rotación es de 58 d 15 h 36 min. Debido a que su rotación es más lenta que su velocidad orbital, el Sol se esconde por el horizonte y vuelve a salir (doble amanecer).

Venus

Venus es el segundo planeta en orden de proximidad al Sol. La excentricidad de su órbita es muy inferior a la de Mercurio, con un valor de 0,0068, por lo tanto, su órbita es casi circular. Por este motivo hay poca diferencia entre su perihelio (0,718 UA) y su afelio (0,728 UA). La inclinación de su órbita es de 3,394°, la mitad que la de Mercurio. El año venusiano es de 224,70 días.

La rotación del planeta Venus es un caso excepcional. Su período de rotación es de -243 d 0 h 14 min, siendo así el día más largo del sistema solar. Esto significa que un día de Venus dura más tiempo que un año. Además, su rotación es retrógrada, a diferencia de la mayoría de planetas. Su eje de rotación es de 177,36°, casi perpendicular al plano de la eclíptica.

La Tierra

La Tierra tarda un total de 365,25 días en completar una vuelta al Sol. Este período orbital lo conocemos como año o año terrestre, que nos sirve de referencia. Dado que la Tierra es nuestro planeta, hay otros valores que también nos sirven de referencia, como es el caso de la distancia media de la Tierra al Sol (semieje mayor), que es de 1,00 UA, equivalente a 149598261 km.

La órbita de la Tierra tiene una excentricidad de 0,0167. Cuando la Tierra se encuentra en el perihelio, la distancia mínima entre nuestro planeta y el Sol es de 0,983 UA, y cuando la Tierra está situada en el afelio, esta distancia incrementa hasta 1,017 UA. La inclinación de la órbita terrestre es de 0,000°, porque el plano de la eclíptica (plano medio de la órbita de la Tierra) se toma como referencia.

Un día terrestre es de 23 h 56 min 4,1 s; que difiere ligeramente del día solar (24 horas exactas): tiempo que tarda el Sol en pasar por el mismo meridiano. El eje de rotación terrestre tiene una inclinación de 23,44°, gracias al cual se producen las cuatro estaciones (primavera, verano, otoño e invierno).

Cabe destacar que el eje de rotación de la Tierra no tiene una inclinación constante debido al movimiento de nutación. En el año 1917 la inclinación era de 23,45°. Pero este valor ha ido disminuyendo de forma gradual. Por poner algunos ejemplos: en el año 1994 la inclinación del eje de rotación terrestre era de 23,44°, y se llegará a una inclinación de 23,43° en el año 2071.

Marte

Marte es el cuarto planeta más alejado del Sol. Su período orbital es de 686,97 días. Cuando Marte se encuentra en el perihelio, la distancia entre él y el Sol es de 1,382 UA, y cuando está en el afelio la distancia es de 1,666 UA. La órbita de Marte tiene una excentricidad de 0,0933 y una inclinación de 1,850°.

Los datos del movimiento de rotación del planeta rojo son similares a los de la Tierra. Por ejemplo, la inclinación de su eje de rotación es de 25,19°, motivo por el cual también se producen estaciones. Su período de rotación es de 24 h 37 min 22 s, por lo que es muy similar al día terrestre.

Júpiter

Júpiter es el quinto planeta que orbita alrededor del Sol y el primero de los gigantes gaseosos. Se encuentra a una distancia mínima respecto al Sol de 4,950 UA, y a una distancia máxima de 5,459 UA. Su órbita tiene una excentricidad de 0,0484 y una inclinación de 1,305°. Júpiter tarda 11,86 años terrestres en completar una vuelta alrededor del Sol, mucho más tiempo que el planeta Marte.

El más grande de los planetas tiene una inclinación axial muy leve, de 3,12°. A pesar de ser muy grande, Júpiter rota a gran velocidad sobre su eje; tanto es así, que un día joviano sólo dura 9 h 55 min 30 s.

Saturno

Saturno es el siguiente planeta que encontramos más alejado del Sol, con un período orbital de 29,46 años terrestres. El perihelio de Saturno está a 9,041 UA, mientras que su afelio se encuentra a 10,124 UA. La excentricidad orbital de Saturno es de 0,0565. Su órbita está inclinada 2,484°.

El período de rotación de Saturno es parecido al de Júpiter, aunque ligeramente más lento: un día de Saturno dura 10 h 33 min 38 s. En cambio, a diferencia del anterior, su eje de rotación está más inclinado: 26,73°.

Urano

Urano es el séptimo planeta del sistema solar en orden de proximidad al Sol. Su órbita tiene una inclinación de 0,772°. Cuando Urano está más cerca del Sol se encuentra a 18,286 UA, y cuando está más alejado está a 20,097 UA. Urano tarda 84,01 años terrestres para completar una vuelta alrededor de nuestra estrella. La excentricidad de su órbita es de 0,0444.

En Urano encontramos un dato excepcional en el sistema solar: su eje de rotación está inclinado 97,77°, de modo que es casi coincidente con el plano de la eclíptica. Esto significa que tiene los polos donde los demás planetas tienen el ecuador. Su período de rotación es de -17 h 14 min 24 s. El movimiento de rotación de Urano es retrógrado, igual que en Venus.

Neptuno

Neptuno es el octavo y último planeta de nuestro sistema solar, por lo tanto, es el que se encuentra más alejado del Sol. El período orbital de Neptuno es de 164,79 años terrestres, y la excentricidad de su órbita tiene un valor de 0,0086. Su perihelio está situado a 29,766 UA, mientras que su afelio se encuentra a 30,441 UA. La inclinación orbital de Neptuno es de 1,770° a la eclíptica.

El eje de rotación del planeta Neptuno está inclinado 28,32°, siendo un valor similar al del planeta Saturno. El período de rotación de Neptuno es de 16 h 6 min 36 s, que es muy similar al del planeta Urano.