Tema 02 gg-estudio universo

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ

La astronomía -Definición -División El Universo Hipótesis sobre el origen del Universo Las galaxias La Vía Láctea Las estrellas Las constelaciones Pulsares Quásares Agujeros negros

LA ASTRONOMÍA estudia los objetos que pueblan el Universo, sus propiedades y las leyes que gobiernan sus movimientos. LA ASTRONOMÍA, es la ciencia que tiene por objeto de estudio, el Universo. A ello le corresponde determinar qué cuerpos lo componen, cuáles son sus posiciones relativas, cómo y cuándo se formaron y qué leyes sigue sus movimientos y su evolución pasada y futura. LA ASTRONOMÍA es la ciencia que estudia el Universo y sus componentes como los astros de toda clase, las estrellas, los planetas, los cometas, los meteoritos, las galaxias, la materia interestelar y la materia intergaláctica.

DIVISION

DE LA

ASTRONOMIA

COSMOGRAFIA o COSMOLOGIA.

Estudia la descripción del

Universo.

ASTROMETRIA

ASTROFISICA. Estudia la relación entre la Física y la

Astronomía.

COSMOGONIA. Estudia el origen del

universo.

ASTRONALITICA o COSMONAUTICA.

Estudia los viajes espaciales.

ASTROBIOLOGIA o COSMOBIOLOGIA. Estudia la posibilidad de vida en el Universo.

ESPECTROGRAFIA. Estudia las

estrellas.

NEUMOSTATICA. Estudia los gases en

el espacio.

EL UNIVERSO

CUMULOS GALACTICOS

GALAXIAS

SISTEMAS PLANETARIOS

ASTROS

METEORITOS

COMETAS

PLANETAS

PLANETOIDES O ASTEROIDES

CONSTELACIONES

ESTRELLAS

NO LUMINOSOS LUMINOSOS

SATELITES

ORIGEN. Nebulosas de emisión.

FINAL. Dependiendo de su masa y tamaño original.

GRUPO LOCAL

VIA LACTEA

SPS

Es la extensión ilimitada de lo existente en todos los sentidos, donde todas las cosas están ordenadas y relacionadas. Esta formado por millones de galaxias que a su vez son agrupaciones de millones de estrellas, de cuerpos cósmicos como manchones de luz, que son las nebulosas, y de planetas que son cuerpos que giran alrededor de estrellas. Espacio curvo en proceso de expansión, constituido por una serie de cuerpos celestes que gravitan en forma organizada. No es correcto considerarlo actualmente como la totalidad de la materia, puesto que existen hipótesis que afirman la existencia de otros supuestos universos en torno al nuestro.

COMPONENTES DEL UNIVERSO

• Galaxias • Estrellas • Pulsares o Pulsars • Cuásares o Quásars • Agujeros negros • Nebulosas • Cúmulo • Otros cuerpos celestes (materia interestelar)

CARACTERÍSTICAS DEL UNIVERSO

Es uniforme , no presenta deformaciones

Es indeterminado no sabemos hasta donde llega

Es curvo

Es silencioso

Abunda H y He

Se encuentra mayormente en estado plasmático

Esta organizado y ordenado

Esta en expansión

Es oscuro a pesar de haber muchas estrellas

HIPOTESIS DE LA GRAN EXPLOSION O BIG BANG.

Sustentada: George Lemaitre (1931) “átomo primitivo”, George Gamow “huevo cosmico” Sinónimos: caos de la materia, Gran estallido. Fundamento: el universo en sus inicios, estaba formado por una masa de pequeño volumen, denominado Ylem, considerado como un superatomo de materia y energía compuesta por protones, neutrones y fotones que inicialmente en equilibrio, pero en un momento esta se volvió inestable debido a su alta densidad, elevada temperatura y a la acción de las fuerzas de la naturaleza, nucleares, de gravedad y electromagnética, ocurrió la gran explosión de la masa en diferentes direcciones y la energía se transformo en materia y la temperatura fue descendiendo gradualmente y se formaron los astros en un instante nació el tiempo y espacio cuyos componentes iníciales estarían formados por elementos químicos livianos como H, He, Li, De y los demás elementos pesados Ni, Cu C, Fe se formaron al interior de las estrellas quienes se esparcieron en el cosmos.

HIPOTESIS DEL UNIVERSO OSCILANTE.

Sustentada: Paul Friedman (1880 - 1925) Sinónimos: cíclico, oscilante, pulsación Fundamento: el universo esta en expansión como resultado del Big Bang, pero en un futuro la fuerza gravitatoria resultante del universo, va a frenar esa expansión y se va a iniciar un proceso contrario que es la contracción de todos los cuerpos celestes y se van a acercar unos a otros concentrándose en un mismo punto y constituir un huevo cósmico “Big Crunch” que marcaria el fin de nuestro universo y el nacimiento de otro en expansión.

en conclusión esta teoría afirma que el universo alterna 2 procesos sucesivos a través del tiempo.

HIPOTESIS DEL UNIVERSO ESTACIONARIO.

Sustentada: Hermann Bondi, Tomas Gold y Fred Hoyle (1948)

Sinónimos: Steady State, de creación continua de la materia, en equilibrio, permanente Fundamento: plantea que el universo nunca tuvo un principio, sino por el contrario ha estado en permanente creación, debido a que la densidad del universo por acción del H+, permanece constante en su parte central y de aquí la materia sigue renovándose, a medida que las galaxias se alejan se crean otras galaxias que se suponen crean presión para el alejamiento de las galaxias. Su modela planteo el principio cosmológico perfecto.

Llamadas por Kant “Universos - Islas”, constituyen las Unidades Básicas del Universo. Acumulaciones de cuerpos cósmicos de orden superior, caracterizados por poseer una estructura mas complicada, elíptica e irregular.

Años Luz ((A.L.) distancia que la luz recorre en un año). Las galaxias Están distribuidas uniformemente por toda la bóveda celeste y su variedad es enorme: las hay viejas y jóvenes; muy luminosas y muy opacas; gigantescas y enanas; regulares e irregulares.

Según se cree, hay 100000 millones de galaxias, destacándose la Vía Láctea, donde se encuentra el sistema solar. En una galaxia se reconocen cuatro partes:

El núcleo, un esferoide aplastado y tal vez centrado en un agujero negro El disco, que contiene estrellas y polvo interestelar Un componente esferoidal (halo), donde están las

estrellas viejas La corona, tenue pero muy extensa, donde al parecer no

hay estrellas, solo materia oscura o faltante, aquella que no es detectada por medio directos.

Movimientos en la galaxia. Rotación. En torno a su centro. Traslación. Respecto al centro del Universo. Expansión. Que consiste en el alejamiento respecto a los

demás.

EN FORMACION 3% JOVENES 80% VIEJAS 17%

IRREGULARES ESPIRALES NORMALES

ESPIRALES BARRADAS

ELIPTICAS

No tiene forma definida, en formación. Carecen de núcleo. Son las mas pequeñas y frecuentes Presentan material estelar desordenado Tienen mas polvo y gas.

La Pequeña y Gran Nube de Magallanes

Forma de espiral. Se representa con la letra S. Constituido por un núcleo brillante, disco y halo. Corona (tenue) Tienen estrellas azules. Vía láctea Andrómeda Cangrejo

Presenta núcleo casi en forma rectangular. De los bordes sobresalen dos extremidades. Se subdividen en Sba,SBb,SBc desde las mas cerradas a las mas abiertas. Cumulo de Hércules Marcarian 348 Seyfert

Forma de elipse o esfera. Carecen de gas y polvo. Galaxia vieja por presentar cierta oscuridad. Sus estrellas son de color rojo. Leo I Leo II Escultor Fornax

5.8.- GALAXIAS (UNIVERSO-ISLA)

DEFINICION Definirla como un microsistema, que son agrupaciones de millones de estrellas y polvo cósmico.

C LAS I F I CAC I ON

ESP.NORMAL

ELIPTICAS

IRREGULARES

ESP. BARRADA

Forma elipsoide ,regulares, achatadas. Varia E0 a E7 , GALAXIAS VIEJAS, oscuridad Ejm : ESCULTOR-M38

Representada por la letra S. Con núcleo brillante del cual sobresalen brazos. Ejm: Vía Láctea, Andrómeda

Núcleo en forma rectangular con bordes sobresalientes. Ejm: Cumulo de Hércules, Markarian348

Carente de forma definida, el material estearal esta desordenado, sin núcleo. Ejm: La pequeña y la Gran

nube de Magallanes.

PARTES DE UNA GALAXIA

La galaxia se divide en tres partes bien diferenciadas: 1.- halo

halo exterior halo interior

2.-disco disco delgado disco grueso disco extremo

3.- bulbo

PARTES DE UNA GALAXIA

G.ELIPTICAS

G.ESPIRAL NORMAL

G.ESPIRAL BARRADA

G.IRREGULAR

DEFINICIÓN: Son poderosos esferas de hidrógeno que generan energía termonuclear. Se aglutinan en CONSTELACIONES. Las estrellas son masas de gases, principalmente de hidrógeno y helio que admiten luz. Se encuentran a temperaturas muy elevadas. En su interior hay radiaciones nucleares.

Son objetos de masas enormes comprendidas entre 0,08 y 120-200 masas solares (Msol). Los objetos de masa inferior se llaman enanas marrones mientras que las estrellas de masa superior parecen no existir debido al límite de Eddington. Su luminosidad también tiene un rango muy amplio yendo desde una diezmilésima a tres millones de veces la luminosidad del Sol.

5.6.- ESTRELLAS Son astros que tienen luz y calor

propios; consideradas como esferas de gas incandescente, fuente de emisora de energía térmica, radiante y calórica.

• Las estrellas rojas son las mas frías (viejas) • Estrellas azules las mas calientes(jóvenes)

Tº superficial, deducido de sus colores, las clasifica en espectros de acuerdo a las letras: O,B,A,F,G,K,M,N,R y S

Estrella tipo O son azules y mas calientes (Ejm: Pléyades; Tºsuperf.= 30000ºC) ; y las de tipo S son las mas frías.

TAMAÑO DE LAS ESTRELLAS

*ENANAS: Existen menores que la tierra. Ejm: Moamen, Taulis , Epsilon. •MEDIANAS: Sol, Sirio, Alfa •GIGANTES: Mayores que el sol. Ejm: Aldebarán, Escorpión •SUPER-GIGANTES: Antares(mas grande conocida)

Clase Descripción

Ia Supergigantes Luminosas

Ib Supergigantes

II Gigantes luminosas

III Gigantes

IV Sub-gigantes

V Enanas (Sol)

VI Sub-enanas

VII Enanas blancas

El color de las estrellas, aunque a simple vista, todas se ven blanquecinas, las 25 estrellas mas brillantes son de diferentes colores. Cada color, que es un inicio del tipo espectral de la estrella ha sido designado con una letra: G, para estrellas amarillas; M, para rojas,… por los astrónomos. El orden completo de los colores se muestra a continuación.

BOREALES (28) ZODIACALES (12) AUSTRALES (48)

Se observa desde el hemisferio norte

Osa mayor (formada por 7 estrellas llamado el gran carro) Osa menor (contiene la estrella polar) Boyero (tiene forma de M ó W) Hércules Cochero Lira Águila

Se observa desde la zona tropical y se sitúa a lo largo de la trayectoria elíptica descrita por el sol llamada el “circulo de los animales”

Tauro Acuario Virgo Libra Aries Capricornio

Se observa desde el hemisferio sur

Cruz del sur (mas famosa) Hidra (mas grande) Can mayor (Sirio la estrella mas brillante) Altar Centauro Copa Cuatro aves (grulla, pavo, tucán y fénix)

CONSTELACION BOREAL

CONSTELACION ZODIACAL

CONSTELACION AUSTRAL

Estos objetos fueron descubiertos en 1967.

Se distinguen por emitir señales de radio con gran rapidez y regularidad. Recientemente se han descubierto pulsares de frecuencia muy alta, del orden de mas de 600 pulsaciones por segundo, al parecer débilmente magnetizados y no cercanos a restos de supernovas, en consecuencia, puede existir en la galaxia otra clase de estrella neutrónica caracterizada por su pulsación rápida, poca brillantez y débil campo magnético.

Poderosa fuente de radiación visible, varios millones de veces mas intensa que la del sol. Fueron descubiertos en 1963 por medio de la radiotelescopia. El gran desplazamiento hacia el rojo que producen en las líneas del espectro indica que se encuentran a miles de millones de años luz de la Tierra y las convierten en los objetos mas lejanos que se ha detectado, tal como el llamado PKS – 2000- 330, que se sitúa a una distancia de aproximadamente 12 000 de años luz, el mas lejano hasta la fecha.

Es un hipotético cuerpo celeste con un campo gravitatorio tan fuerte que ni siquiera la radiación electromagnética puede escapar de su proximidad. El cuerpo esta rodeado por una frontera esférica, llamada horizonte de sucesos, a través de la cual la luz puede entrar, pero no puede salir, por lo que parece ser completamente negro. Un campo de estas características puede corresponder a un cuerpo de alta densidad con una masa relativamente pequeña, como la del sol o inferior, que esta condensada en un volumen mucho menor, o a un cuerpo de baja densidad con una masa muy grande, como la colección de millones de estrellas en el centro de una galaxia.

Formación de un agujero negro. 1° Cuando el gas y el polvo interestelar de una nebulosa se condensan, se forma una

protoestrella que emite chorros de materia. Esta continua condensándose por gravitación al tiempo que se calienta.

2° Cuando la temperatura del núcleo de la protoestrella llega a 10 millones de grados, se inician una serie de reacciones nucleares y nace así una estrella nueva.

3° Mas adelante, la corteza del astro sufre una expansión acompañada de calentamiento, lo que da lugar a la formación de una gigante roja, de diámetro de entre 10 a 100 veces el del sol.

4° La evolución de la gigante roja depende de su masa. Si es inferior a 1.4 veces el sol, el astro es inestable, lanza las capas externas al espacio y crea una nebulosa planetaria.

5° A continuación, la estrella se contrae de nuevo y se transforma en enana blanca, un astro del tamaño de la Tierra. Esta pequeña estrella se enfría y da lugar a una enana negra, que por su baja temperatura no brilla.

6° Si la gigante roja es muy grande, produce hierro y otros elementos pesados, aumenta de tamaño y se transforma en supe gigante. Después estalla y libera la materia en el espacio.

7° Si estalla el astro completo, evoluciona hacia una supernova; si solo estalla la parte externa, se forma una nova. Según su masa, la supernova engendra una estrella de neutrones, o un agujero negro si el núcleo del astro desintegrado tiene una masa suficientemente elevada.