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ASTRONOMÍA
1. DESCRIPCIÓN DEL UNIVERSO
2. LOS PLANETAS DEL SISTEMA SOLAR
3. EL SOL
4. EL CINTURÓN DE ASTEROIDES
5. LEYES FÍSICAS QUE GOBIERNAN EL UNIVERSO
6. COORDENADAS CELESTES
7. ILUSIONES ÓPTICAS ENTRE SOL Y LUNA
8. LA LUNA
9. FENÓMENOS CURIOSOS
TRÁNSITO DE VENUS
LÁGRIMAS DE SAN LORENZO
11. LAS CONSTELACIONES
La Astronomía es una disciplina
científica que se ocupa del estudio
de los cuerpos celestes del
Universo
2009 AÑO INTERNACIONAL DE LA ASTRONOMÍA
INTERNATIONAL YEAR OF ASTRONOMY
ANNEÉ INTERNATIONAL DE L’ASTRONOMIE
El 20 de diciembre de 2007, las Naciones Unidas (NU) en su
62ª Asamblea General proclamaron a 2009 como el Año
Internacional de la Astronomía. La resolución fue
propuesta por Italia, patria de Galileo Galilei. El Año Internacional de la Astronomía 2009 es una iniciativa de la Unión Astronómica Internacional y UNESCO. Con el Año Internacional de la Astronomía 2009 celebramos el primer uso astronómico del telescopio por Galileo- un evento que inició 400 años de increíbles descubrimientos astronómicos. Este evento disparó una revolución científica que afectó profundamente nuestra forma de ver el mundo. Actualmente, telescopios desde Tierra y desde el espacio exploran el Universo 24 horas por día.
El Año Internacional de la Astronomía es una colaboración global con propósitos de paz - la búsqueda de nuestro origen cósmico, una herencia compartida por todos los ciudadanos del planeta Tierra. La ciencia de la Astronomía representa milenios de colaboraciones a través de las fronteras: geográficas, de género, de edad, cultura y raza, proveyendo una completa consistencia con los principales principios de la Carta de las Naciones Unidas. En este sentido, la astronomía
es un ejemplo clásico de cómo la ciencia puede contribuir a
una colaboración y cooperación más profunda.
El Año Internacional de la Astronomía está dirigido a transmitir la excitación del descubrimiento personal, el placer de compartir el conocimiento fundamental sobre el Universo y nuestro lugar en él y los méritos del método científico. Los aspectos de inspiración de la astronomía representan una fuente invalorable para la humanidad y para todas las naciones. Todos los humanos deben comprender el impacto de la astronomía y las ciencias básicas en nuestra vida diaria y entender mejor cómo el conocimiento científico puede contribuir a hacer una sociedad más equitativa y pacífica.
LOTERÍAS Y APUESTAS DEL ESTADO
UNESCO
En 2009, las Administraciones Postales Europeas han emitido sellos relacionados con el Año Internacional de la Astronomía. El sello español reproduce una composición artística del espacio proyectado bajo un haz de luz:
CORREOS ESPAÑA
En el mundo de la numismática encontramos las monedas de plata de San Marino, acuñadas en 2009:
AZIENDA AUTONOMA DI STATO FILATELICA E NUMISMÁTICA DI SAN MARINO
Año Internacional de la Astronomía 400 Aniv. de la publicación Astronomia Nova, de Kepler El buscador Google siempre ha gustado de mirar al cielo:
La Organización Nacional de Ciegos Españoles también se ha unido a esta iniciativa:
ONCE ONCE
La galaxia Andrómeda El cometa Hale-Bopp
ONCE ONCE
Galaxias lejanas La Luna
ONCE ONCE
Mancha solar Nebulosa del Cangrejo
ONCE ONCE
Las Pléyades La Vía Láctea
DESCRIPCIÓN DEL UNIVERSO
El Universo está formado, esencialmente, por billones o trillones de galaxias. Las galaxias se
definen como enormes agrupaciones de estrellas, gas y polvo interestelares (formado
fundamentalmente por hidrógeno, además de calcio, sodio, hierro, monóxido de carbono y
vapor de agua, principalmente); pueden contener billones o trillones de estrellas que, a su vez,
poseen en muchas ocasiones sistemas planetarios. Las galaxias se agrupan, en general, en
cúmulos de galaxias.
En las galaxias podemos encontrar:
Concentraciones de gas y polvo interestelar llamadas nebulosas.
Agrupaciones más o menos compactas de estrellas, físicamente próximas entre sí,
llamadas cúmulos estelares.
Las estrellas son grandes esferas de hidrógeno y helio que liberan energía. La energía
generada por las estrellas se origina en una reacción conocida como fusión nuclear, en la que,
además de una enorme cantidad de energía, las partículas de hidrógeno se unen para formar
partículas mayores de helio.
Presentan dos propiedades que se pueden apreciar a simple vista:
- Brillo, relacionado con la distancia (cuánto más próxima se encuentre a la Tierra, más
brillante la vemos).
- Color, depende de la temperatura superficial de la estrella. De mayor a menor temperatura
serán muy azules, azules, blancas, blanco-amarillentas, amarillas, anaranjadas y rojas las
más frías.
Las galaxias se agrupan, en general, en cúmulos de galaxias. Nosotros vivimos en la galaxia Vía
Láctea y se encuentra en el cúmulo de galaxias llamado Grupo Local, junto con las galaxias
Andrómeda y Nubes de Magallanes, entre otras.
En la Vía Láctea se distinguen las siguientes partes:
Núcleo central, la zona de la galaxia formada por una gran cantidad de estrellas viejas.
Brazos espirales o disco galáctico, donde se encuentran las estrellas más jóvenes. En el
llamado Brazo de Orión es donde se encuentra nuestro planeta.
Halo, envuelve al núcleo y al disco. Se compone fundamentalmente de estrellas aisladas y
cúmulos globulares.
TIPOS DE GALAXIAS
El Universo se viene observando desde la antigüedad con lentes acopladas en unos tubos,
posteriormente con telescopios desde la Tierra y, desde
hace pocos años, con satélites orbitando. Un ejemplo es
el del Telescopio Hubble, un telescopio que orbita
alrededor de la Tierra desde 1990a unos 600 Kms. sobre
el nivel del mar:
Se denomina Sistema Solar el conjunto de planetas, planetas enanos, satélites, asteroides y
cometas que orbitan de forma regular en torno al Sol. Sus componentes son los siguientes:
Una estrella mediana, el Sol.
Un conjunto de planetas, planetas enanos y
satélites. Los planetas orbitan alrededor del
Sol, y los satélites, alrededor de los
planetas.
Los planetas son Mercurio, Venus, Tierra,
Marte, Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno
(de más cerca del Sol a más lejos).
En la categoría de planetas enanos se
incluyen Plutón, Ceres y Eris, además de
otros planetas enanos menores y más
lejanos.
En la actualidad, se conocen más de 166
satélites naturales, como la Luna.
Un cinturón de asteroides, unos fragmentos
rocosos de tamaño variable que se mueven,
en su mayoría, alrededor del Sol, entre las
órbitas de Marte y Júpiter.
Cometas (como Halley), cuerpos formados
por rocas, hielo y polvo procedentes o del Cinturón de Kuiper (situado más allá de Plutón) o
de la lejana Nube de Oort.
Algunos planetas se conocen desde la Antigüedad, pero se siguen
descubriendo planetas y satélites. La O.N.C.E. recordó el
descubrimiento de Neptuno y el correo británico nos muestra
Saturno y Titán
Homenaje de Google al telescopio Hubble
Las órbitas que todos los planetas describen alrededor del Sol se encuentran,
aproximadamente, en el mismo plano. Los planetas giran alrededor del Sol en sentido contrario
al de las agujas del reloj (sentido antihorario). El tiempo que tardan en dar una vuelta
completa alrededor del Sol es lo que llamamos año.
La mayoría de los planetas giran sobre sí mismos alrededor de un eje casi perpendicular al
plano de su órbita alrededor del Sol, excepto Urano, cuyo eje de rotación está prácticamente
tumbado sobre el plano orbital.
El tiempo que un planeta invierte en girar sobre sí mismo es lo que se denomina día.
LOS PLANETAS DEL SISTEMA SOLAR
LOS PLANETAS
PLANETAS INTERIORES
PLANETA MERCURIO VENUS TIERRA MARTE
LLAMADO... Mensajero de los
Dioses Lucero del Alba
Planeta Azul o Diosa
Madre
Planeta Rojo o Dios
romano e la guerra
DISTANCIA AL SOL 58 Millones de Km. 108 Millones de Km. 149 Millones de Km. 225 Millones de Km.
DIÁMETRO (Km.) 4.800 12.000 12.700 6.800
COMP.MAYORITARIA Silicatos
ATMÓSFERA
Poco conocida,
compuesta por Na y
K
Muy densa y caliente,
con un 96% de CO2,
con fuertes vientos
Nubosa, ligera y
templada, con N y O
Muy tenue y
polvorienta. Ligera y fría. Con 95% de CO2,
con tormentas de polvo
HIDROSFERA Océanos y mares de
agua que ocupan el 76%
de la superficie
Corrientes de agua en
el pasado. ¿Mares?
CRIOSFERA Casquete de hielo en
el P.N.
Casquetes de hielo en
los Polos
Casquetes de hielo
polares
CORTEZA Rocas Volcánicas Granitos y Basaltos Granitos, Basaltos y
Sedimentos
Rocas Volcánicas y
Sedimentos
MANTO Silicatado Rocoso Pteridofítico
NÚCLEO Es el 80% de la masa
del planeta
De Fe y Ni
semisólido
Exterior fundido e
interior de Fe y Ni De roca sólido
DESCUBRIMIENTO Antigüedad MASA EN RELACIÓN
CON LA TIERRA 0’06 0’81 1 0’12
DENSIDAD (g/cc) 5,5 5,25 5,52 4
TIEMPO ROTACIÓN 59 días 243 días 1 día 24,6 horas
SATÉLITES 0 Luna Phobos y Deimos TEMPERATURA
SUPERFICIAL + 430 ºC a - 150 ºC + 485 ºC a + 75 ºC + 70 ºC a - 50 ºC + 30 ºC a - 140 ºC
PLANETAS EXTERIORES
PLANETA JÚPITER SATURNO URANO NEPTUNO PLUTÓN
LLAMADO... Planeta Gigante o
Dios romano
soberano de los cielos
Planeta de los Anillos o
Dios Romano de la
Agricultura
Dios esposo de la
gran Madre Tierra Dios del Mar
Dios romano de las
tinieblas del
subsuelo
DISTANCIA SOL 775 Millones Km. 1420 Millones Km. 2880 Millones Km. 4500 Millones Km. 5900 Millones Km.
DIÁMETRO (Km.) 140.000 117.000 50.000 44.700 4.800 COMP.MAYORITARIA Hielo e H Silicatos e hielo
ATMÓSFERA
Nubes de Amoniaco y
Metano, con 89% de H y
11% de He. Con vientos
que le dan el aspecto
bandeado a su superficie
Nubes de Amoniaco y
Metano, con 94% de H y
6% de He. Con vientos
ciclónicos
Nubes de Amoniaco
y 3% Metano, con
85% H y 15% He
Nubes de Amoniaco y
3% Metano (le da el
color azul al planeta),
con 85% H y 15% He
Muy delgada, con Metano e H
HIDROSFERA Nada
CRIOSFERA Nada ¿Casquetes polares?
CORTEZA Metano helado
MANTO H líquido e H metálico ¿?
NÚCLEO De roca de 2 veces
el tamaño de Tierra De roca y hielo Sólido de roca Rocoso de Sílice Gran núcleo de roca
DESCUBRIMIENTO Antigüedad 1781 1846 1930 MASA EN RELACIÓN
CON LA TIERRA 317 95’2 14’6 17’3 ¿?
DENSIDAD (g/cc) 1,34 0,68 1,6 1,3 TIEMPO
ROTACIÓN 9,8 horas 10,5 horas 10,8 horas 15,7 horas 6,4 días
SATÉLITES Io, Europa, ...hasta
16 y anillos
Mimas, ... hasta
17 y anillos
Umbrel, ... hasta 5
y 1anillo
Trirón y otro más
y anillos Caronte
TEMPERATURA
SUPERFICIAL - 130 ºC de media - 180 ºC de media - 190 ºC de media - 220 ºC de media - 230 ºC de media
PLUTÓN HA DEJADO DE SER PLANETA EN EL SIGLO XXI
CARACTERÍSTICAS DE LA TIERRA
Situación: La Tierra es un planeta del Sistema Solar que se encuentra a más
de 149 millones de kilómetros de distancia del Sol: A su vez, el Sol se
encuentra a unos 30.000 años luz del centro de la galaxia llamada Vía Láctea.
Esta galaxia forma parte del cúmulo de galaxias denominado Grupo Local.
Forma: Geoide, achatada por los Polos.
Estado Físico: En nuestro planeta, el agua se encuentran los tres estados
físicos.
Velocidad Media en el Movimiento de Traslación: 29’6: Km./s.
Área de la superficie terrestre: 5’01.108 Km2.
Área de las tierras emergidas: 1’4894.108 Km2.
Área ocupada por los océanos: 3’612.108 Km2.
Masa de la Tierra: 111,08·1012 Kg.
Masa de la Atmósfera: 5’098.1018 Kg.
Masa de los Océanos: 1’422.1021 Kg.
Densidad de la Tierra: 5,517 g/cm3.
Distancia media al Sol: 149’600.106 Km.
Periodo de Traslación: 365 días
Radio Medio: 6371’164 Km.
Radio Ecuatorial: 6356’164 Km.
Radio Polar: 6356’779 Km.
Achatamiento: 1/297
Volumen Terrestre: 1’083.1012 Km3.
Densidad: 5’51 gr./c/c
Masa: 5’977. 1024 Kg.
Periodo de Rotación: 23 horas 56 minutos 4 segundos
Velocidad Media Orbital: 29’8 Km./s.
Gravedad en la Superficie: 9’80665 m/s2
Densidad del Aire a 0 °C y 760 mmHg: 0’00129 gr./c/c
Radio de la órbita: 1’4953.108 Km.
Inclinación de la rotación con respecto al plano de la órbita: 23°27’
Potencia solar recibida: 147.10 Kw/ Km2.
Temperatura media superficial: 15°C
La Tierra tiene flujo térmico, con un gradiente geotérmico
La presión asciende desde la superficie terrestre a medida que nos
introducimos en la misma.
Albedo (radiación reflejada): 0’4
Máxima altitud continental: 8850 metros.
Máxima profundidad oceánica: 11035 metros.
La Tierra presenta un campo magnético bipolar.
EL SOL
Dependiendo de la posición de la Tierra en el Universo y de su movimiento con respecto al Sol
surgen dos teorías:
Teoría geocéntrica, establecida por Aristóteles (alrededor del 340 a.C.) y formulada por
Ptolomeo (alrededor del año 150), en la que se indica que la Tierra es el centro del Universo
y los planetas se trasladan alrededor de ella. Esta teoría se ha mantenido vigente durante
muchos siglos.
Teoría heliocéntrica, sugerida por Aristarco de
Samos (alrededor del año 200 a.C.), expuesta por
Nicolás Copérnico en el siglo XV y verificada por
Galileo en el siglo XVI y Kepler en el siglo XVII, en la
que se indica que el Sol es el centro y los planetas se
trasladan alrededor de él.
El momento de la aparición del
Sol sobre el horizonte se llama
Orto, y el momento de
desaparición, Ocaso.
LA TIERRA, su inclinación y su traslación La esfericidad de la Tierra es un hecho no observable desde la superficie; hubo un tiempo en
que se creía que la Tierra era plana y que la bóveda celeste se apoyaba sobre ella. Pero, ya en
la época de Pitágoras y Aristóteles se comenzó a pensar que nuestro planeta tenía forma
esférica o de globo. Una de las observaciones que hacían suponer esta forma era el hecho de
que, cuando se observaba un barco alejarse de la tierra firme, se podía apreciar que primero
dejaba de verse el casco y después las velas, hasta desaparecer totalmente en el horizonte.
En el s. XV y principios del s. XVI, tanto los viajes de Colón como la vuelta al mundo de Juan
Sebastián Elcano fueron los argumentos definitivos para demostrar que la Tierra tenía forma
esférica. La observación de los eclipses de Luna también permitió deducir la forma esférica
de la Tierra, ya que, durante los eclipses, la Tierra proyecta una sombra circular sobre su
satélite.
Eratóstenes (s. II a. C.) pensaba que la Tierra era esférica y estudió la longitud de las
sombras que proyectaban dos bastones iguales, uno situado en Assuán (Sur de Egipto) y otro
en Alejandría (Norte de Egipto). Eratóstenes sabía ya que la distancia entre ambas ciudades
era de 5.000 estadios (1 estadio= 1.600 m.). Además, conocía los siguientes datos:
* La sombra de un mismo bastón era siempre mayor en Alejandría que en Assuán.
* En el solsticio de verano, ambas sombras eran más cortas que en cualquier otro día del
año.
* En el solsticio de invierno, ambas sombras eran más largas que en cualquier otro día del
año.
La relación entre las sombras en ambos lugares le permitió calcular que el arco de
circunferencia entre Alejandría y Assuán era aproximadamente 1/50 de la circunferencia
total de la Tierra. Con técnicas más depuradas se han conseguido posteriormente resultados
mucho más exactos, encontrando algunas diferencias entre las circunferencias meridiana y
ecuatorial; pero estos resultados no son muy distintos de los que obtuvo Eratóstenes.
Desde el espacio podemos ver perfectamente su esfericidad perfectamente, como desde el brazo mecánico Canadarm
La Tierra presenta dos movimientos principales, uno de rotación alrededor de su propio eje y
otro de traslación alrededor del Sol.
Debido al movimiento de rotación, se comprende, además de la existencia del día y de la noche,
el aparente movimiento de la bóveda celeste (la esfera aparente que rodea la Tierra). Nos
parece que el Sol se mueve alrededor de la Tierra, cuando en realidad es ésta la que al girar da
esa sensación. Lo mismo ocurre con las estrellas durante la noche.
De la misma manera que con el movimiento de rotación se comprende la secuencia día – noche,
con el de traslación se entiende el ciclo de los años.
La variación de la distancia que hay del Sol a la Tierra, durante la trayectoria de ésta, no
puede explicar ni las grandes diferencias de temperatura entre verano e invierno ni la distinta
inclinación de los rayos solares sobre la Tierra en las diversas épocas del año.
Lo que ocurre es que el eje de rotación de la Tierra está inclinado veintitrés grados y medio
respecto a la vertical, por lo que unas veces un hemisferio recibirá los rayos del Sol más
perpendiculares y durante más tiempo al día (primavera-verano) y otras más inclinados y
durante menos tiempo (otoño-invierno).
La distancia entre el Sol y los planetas es la siguiente:
EL CINTURÓN DE ASTEROIDES
COMETAS
ESTRELLAS
Las estrellas son grandes esferas de hidrógeno y helio que liberan energía. La energía
generada por las estrellas se origina en una reacción conocida como fusión nuclear, en la que,
además de una enorme cantidad de energía, las partículas de hidrógeno se unen para formar
partículas mayores de helio.
Presentan dos propiedades que se pueden apreciar a simple vista:
- Brillo, relacionado con la distancia (cuánto más próxima se encuentre a la Tierra, más
brillante la vemos).
- Color, depende de la temperatura superficial de la estrella. De mayor a menor temperatura
serán muy azules (24.000ºC), azules, blancas (10.000ºC), blanco-amarillentas, amarillas,
anaranjadas, rojas (2.800ºC) y marrones las más frías (1.000ºC).
Podemos saber la composición de una estrella analizando la luz que nos envía gracias al estudio
de su espectro.
Los elementos químicos poseen una relación específica con el denominado espectro visible de
la luz. La luz blanca se descompone en franjas de colores (piensa en el arco iris) y cada
elemento químico retiene algunas de estas franjas cuando la luz lo atraviesa. En el espectro de
la luz visible quedan huecos oscuros y al conjunto se le denomina espectro de absorción de ese
elemento concreto.
De la misma manera, cuando damos energía a un
elemento químico provocamos emisión de luz, pero
no de todo el espectro de luz visible sino de aquellas
franjas de color características del elemento
elegido. A este espectro se le denomina de emisión.
Cuando analizamos el espectro de la luz proveniente
de nuestro sol vemos como aparecen los espectros
de absorción del hidrógeno y el helio.
ESTRELLAS MÁS CERCANAS
SOL (0 años luz)
PRÓXIMA CENTAURI (4,2 años luz)
ALPHA CENTAURI A (4,3 años luz)
ALPHA CENTAURI B (4,3 años luz)
SIRISU A (8,6 años luz)
ESTRELLAS MÁS BRILLANTES (A SIMPLE VISTA)
SOL
SIRIUS A
CANOPUS
ALPHA CENTAURI
ARCTURUS
VEGA
LEYES FÍSICAS QUE GOBIERNAN EL UNIVERSO
1. LEYES DE KEPLER (s. XVI)
1ª Ley: Todo planeta describe una órbita elíptica con el sol en su foco (otros
cuerpos, como cometas o vehículos espaciales también pueden tomar
órbitas parabólicas o hiperbólicas).
2ª Ley: Trazando una línea desde el sol al planeta, el área recorrida por ella en un
periodo de tiempo siempre será la misma, sea cual sea la posición del
planeta dentro de su órbita (si está cerca del Sol, como la línea es larga se
moverá rápido).
3ª Ley: El tiempo que tarda en dar la vuelta al sol, elevado al cuadrado, es
proporcional al cubo de la distancia al sol. Por eso, los planetas más
cercanos al Sol tardan menos tiempo en dar una vuelta al Sol.
2. LEY DE GRAVITACIÓN UNIVERSAL DE NEWTON
Sabiendo que G vale 6,67·10-11 N·m2/Kg2: F = G· (M·m)/r2
3. LEY DE WIEN
A principios del siglo XX se comprobó que un cuerpo caliente a temperatura T emite
fotones de muchos tipos, pero con un máximo de longitud de onda relacionado con la
temperatura.
4. LEY DE STEFAN BOLTZMAN
Según estos dos físicos, la energía que emite un cuerpo que se va calentando, es
proporcional a la cuarta potencia de T.
5. TEORÍA DE LA RELATIVIDAD DE EINSTEIN
1. La velocidad es constante.
2. Nada puede ir más rápido que la luz.
3. La materia y la energía están relacionadas por la fórmula E = m·c2.
4. La masa gravitatoria deforma el espacio a su alrededor de tal forma que se
puede desviar incluso la luz.
6. PRINCIPIO COSMOLÓGICO
El Universo presenta siempre el mismo aspecto desde todos los puntos, excepto en
algunas irregularidades locales.
