Medellín, Marzo 2011
MAPAS ESTELARES Y VOCABULARIO ASTRONÓMICO.
Al igual que en la Tierra necesitamos mapas para encontrar un sitio en una ciudad, también necesitamos mapas para auscultar el cielo. Un mapa estelar puede mostrarnos con exactitud dónde se encuentra un objeto, dentro de una miríada de objetos en el cielo. Es bueno tener un buen Atlas para realizar buenas observaciones astronómicas. Hoy hay programas de computador gratuitos tales como Stellarium, que pueden ser utilizados en computadores portátiles, tabletas e ipods, en cualquier lugar y cualquier hora, siempre y cuando tengamos conexión de internet. Hay muchos Atlas buenos para observaciones a ojo limpio. Se estima que en hay cerca de 6000 estrellas que son visibles a ojo limpio, siempre y cuando las condiciones climáticas nos lo permitan. Cuando utilicemos un Atlas, asegurémonos de orientarlo en la misma forma en que nosotros veríamos el objeto en el cielo. Para principiantes como yo, el Atlas virtual de Stellarium o los de Norton o Will Tirion’s Bright Star son muy útiles.
NÚMEROS ASTRONÓMICOS
En el sistema inglés un billón es igual a mil millones. En la cultura española un billón es un millón de millones. Hay que tener cuidado cuando traducimos del español al inglés o viceversa, que un billón no es lo mismo en cada uno de estos idiomas.
Los astrónomos y astrofísicos estiman que la vida del universo es de 13000 millones de años, desde que supuestamente se dio el big ban. Para un astrónomo americano o inglés, estos 13000 millones de años equivaldrían a 13 billones de años, pero para nosotros no.
La coma y el punto en números decimales.
Aunque no hay reglas fijas para el uso de las comas y los puntos en los números, ya que en algunas oportunidades utilizamos el punto para separar los enteros de los decimales y en otras utilizamos la coma para hacer esta separación, es bueno tener una regla personal.
No es conveniente que algunas veces escribamos:
13.23 años luz y en otras 13,23 años luz para referirnos al mismo número. Por disciplina, es conveniente tener una regla fija y que la apliquemos siempre. Yo aconsejo utilizar el punto para separar enteros y decimales y la coma para separar miles y millones así:
El número pi
3.1416 (no 3,1416)
149.6 millones de kilómetros (No 149,6 millones de kilómetros)
Escala de brillo de las estrellas
Los astrónomos han dividido el brillo de las estrellas y objetos estelares entre brillantes y débiles. Han definido una variable llamada magnitud aparente para referirse al brillo de una estrella. Cada escala de magnitud es 2.5 veces más brillante o débil que la anterior. La escala es tal que la magnitud aparente 6 es 100 veces más débil que una estrella de magnitud 1. Una estrella de magnitud -1 es 2.5 veces más brillante que la de magnitud 0 y una de magnitud 0 es 2.5 veces más brillante que otra de magnitud 1.
En las áreas urbanas y en sus alrededores, nuestro ojo limpio tiene capacidad de ver objetos estelares cuya magnitud aparente sea inferior a 2.5. En el pasado, cuando la atmósfera era más limpia, los observadores griegos y aquellos de la edad moderna cómo Galileo, Kepler y Copérnico, podían observar estrellas y objetos estelares de magnitudes inferiores a 6. Hoy eso es casi imposible, salvo en lugares muy alejados de las grandes ciudades y dónde no hay industrias ni polución.
El Sol tiene una magnitud aparente de -27, La Luna llena es -12, Venus en su máxima aproximación es -4.4, Júpiter es --2, Sirio es -1.5, Vega es 0 y Polaris (Polo Norte Celeste) NCP aproximadamente 2.
PUNTOS CARDINALES
Gracias a Dios alguien inventó la brújula y con ella nos podemos orientar Norte - Sur - Este - Oeste, en forma más o menos aproximada, ya que el norte magnético y el norte celeste nunca coinciden, pero son muy cercanos, suficientemente cercanos para realizar observaciones astronómicas a ojo desnudo. El Sol no es una buena guía para determinar los puntos cardinales, ya que, aunque teoría sale por el Este y se pone por el Oeste, esto no es cierto, ya que dependiendo de la latitud y del periodo del año (de las estaciones) estos puntos son variables. Digamos que el Sol sale por los lados del Este y se pone por la vecindad del Oeste.
La noche es mejor guía para determinar los puntos cardinales. En el Sur, a latitudes superiores a 40º la constelación Cruz del Sur, que es visible todo el año en las noches, nos permite ubicar el polo sur celeste. Basta tomar lo que llamaríamos el eje mayor de la cruz y tomar una medida igual a 4.5 veces esta distancia a partir de A Cruz.
Todas las estrellas y constelaciones que están dentro del circulo mostrado en la figura, son visible todo el año, de día y de noche, desde Melbourne. De día con aparatos especiales y de noche a ojo desnudo.
En el Norte, la estrella polar “Polaris” casi coincide con el Polo Norte Celeste NCP. En la figura , que corresponde al cielo de Nueva York el 22 de febrero de 2011 a las 8 de la noche, vemos la estrella Polar alfa. Polaris y todas las estrellas que están dentro del círculo mostrado, se ven todo el año, de día y de noche. La Osa Mayor, que es como una cuchara invertida tratando de tomar a Polaris, nos ayuda en las noches a identificar a Polaris. Merak y Dubhe, dos estrellas de magnitud aparente 2, dentro del asterismo de la Osa Mayor, que es fácilmente reconocible, nos ayudan a ubicara Polaris. Cinco veces la distancia Merak – Dubhe, desde Dubhe, nos determina la posición de Polaris. La constelación Casiopea, fácilmente reconocible por ser una w, también nos ayuda a ubicar a Polaris.
Figura 1
Figura 2
Vista del cielo desde New York, el 22 de febrero de 2011 a las 8 de la noche.
Figura 3
Puntos cardinales, planto del observador en una latitud norte intermedia, meridiano del lugar o del observador y Polo Norte Celeste, NCP.
ASCENSIÓN RECTA Y DECLINACIÓN.
Lo mismo que los mapas de la Tierra, los mapas estelares tienen longitud y latitud. El equivalente a la longitud terrestre es la ascensión recta AR y el equivalente a la latitud terrestre es la declinación.
Ecuador celeste.
Justo como la esfera terrestre tiene sus polos, la bóveda celeste también. Ellos son el NCP y el SCP ( Polos norte y sur celestes), la intersección de un plano perpendicular al eje sur norte, que pasa por el centro de la Tierra y la esfera celeste es una gran circunferencia llamada “Ecuador Celeste”. Hay declinación norte y sur. Cada circunferencia perpendicular al eje sur norte es paralela al ecuador celeste. El ecuador tiene declinación 0o y cada plano paralelo a éste, que está al norte de este gran círculo, tiene una declinación positiva, que varía de 0o en el ecuador y 90º en el polo norte celeste. Al igual, las circunferencias similares, ubicadas en el hemisferio sur, tienen declinación que varía entre -90º en el polo sur y 0 en el ecuador. (Las declinaciones en el sur son negativas).
Los semi - círculos máximos que pasan por los polos NCP y SCP se denominan ascensión recta. Hay 24 semicírculos máximos, separados de a 15º entre cada uno. (15º x 24 = 360º ). La tradición no las denomina en grados sino en horas. Hay un círculo inicial que pasa por la constelación de Piscis, que corresponde a la ascensión recta AR = 0h y 24h. La SR crece en sentido Oeste – Este.
Cómo saber, cual es la AR correspondiente al meridiano del lugar o del observador? (Figura 3)
Si tenemos un buen Atlas y reconocemos un asterismo encima de nuestra cabeza, tal vez podemos identificar alguna estrella y el Atlas nos da la AR correspondiente. Sabemos que entre cada hora de AR hay 15º y que la AR crece en sentido Oeste – Oriente y con esto, podemos determinar la cuadrícula celeste.
Otra forma de determinar el meridiano del observador es utilizando las fórmulas:
Para calcular la ascensión recta del meridiano local en:
Entre el 21 de Marzo y el 22 de Junio
AR=N/15+ (H-12) N es el número de días transcurridos desde el 21 de Marzo y H es la hora (0, 24)
Entre el 22 de Junio y el 22 de Septiembre:
AR=6+N/15+ (H-12) N es el número de días transcurridos desde el 22 de Junio y H es la hora (0, 24)
Entre el 22 de Septiembre y el 21 de Diciembre:
AR=12+N/15+ (H-12) N es el número de días transcurridos desde el 22 de Septiembre y H es la hora (0, 24)
Entre el 21 de Diciembre y el 21 de Marzo.
AR=18+N/15+ (H-12) N es el número de días transcurridos desde el 21 de Diciembre y H es la hora (0, 24)
NOMBRE DE OBJETOS ESTELARES
En nuestro cielo, además de las estrellas, los planetas, cometas, satélites naturales y artificiales hay objetos del cielo profundo, cúmulos estelares, nebulosas y galaxias. En los catálogos encontramos objetos con nombres tales como M45 o NGC 1321. Estos perteneces a catálogos estelares reconocidos por la astronomía internacional. M significa Messier. Un astrónomo francés llamado Charles Messier, en el siglo XVIII hizo un catálogo de unos 100 objetos, que él identificaba no eran planetas, cometas o estrellas. A estos objetos los llamó Objetos Messier.
Los objetos que aparecen con nombres precedidos por NGC, pertenecen al nuevo catálogo general, por su sigla en inglés.
Las estrellas tienen nombres científicos, nombres comunes y denominaciones numéricas. La estrella alfa centauri también es conocida como Rigel Kent. Es observable todo el año en las latitudes sur, tal cual se indicó en la figura 1.
CENIT.
Es el término dado a la región del cielo, directamente encima de nuestra cabeza. Cualquier estrella en nuestro cenit, tiene una declinación igual a la latitud terrestre del observador.
CULMINACIÓN.
Cuando un objeto alcanza su punto más alto en el cielo, se dice que ha culminado. Cuando la estrella pasa por el meridiano del lugar o del observador, alcanza su punto más alto y a ese punto se le denomina culminación.
ECLÍPTICA.
Es la trayectoria que parece tener el Sol, en su viaje sobre la esfera celeste a lo largo de un año. La eclíptica forma un ángulo de 23.5º con el Ecuador Celeste. Realmente, la eclíptica es la trayectoria de la Tierra alrededor del Sol a lo largo de un año. Nosotros vemos el Sol directamente en la eclíptica. La Luna, los planetas y sus satélites los vemos cerca de la eclíptica, al igual que las famosas constelaciones del Zodiaco.
CÓMO PODEMOS MEDIR EL CIELO EN GRADOS?
La figura 4 nos da una idea de cómo tomar medidas angulares, mientras estamos haciendo una observación a ojo desnudo.
Figura 4
Medición aproximada de ángulos en observaciones a ojo desnudo.
ROTACIÓN REAL DE LA TIERRA Y APARENTE DEL SOL.
Tal como ya lo hemos expresado, todos los días vemos como el Sol sale aproximadamente en el oriente y a lo largo del día rota en dirección Este – Oeste, hasta que desaparece cuando comienza la noche. Igualmente, vemos como muchas de las estrellas que miramos en la noche, dos o tres horas después se han desplazado hacia el Oeste, también ejerciendo una rotación Este Oeste.
Esta rotación es sólo aparente. Es la Tierra la que rota en sentido contrario, Oeste – Oriente en una forma permanente, día y noche.
Las estrellas están fijas en la bóveda celeste. La estrella Betelgeuse, de la constelación de Orión, tiene AR=5h 55m y dec= +7º 24m. Todas las estrellas tienen esta característica, no así los cuerpos del sistema Solar, incluyendo los planetas y sus satélites. Para el caso del Sol y los planetas su AR y su declinación cambian permanentemente. Eso fue lo que le permitió a los antiguos griegos diferenciar entre Estrellas y Planetas. Ellos veían siempre las estrellas ubicadas en la misma constelación, mientras que los planetas vagaban por el cielo a lo largo de los años, ubicándose en las diferentes constelaciones del zodiaco.
El firmamento no rota, es la Tierra la que rota. Creemos que el Sol y las estrellas rotan en sentido Este Oeste, pero somos nosotros, los terrícolas los que rotamos en sentido Oeste Este.
En la medida en que las observaciones se hacen en latitudes superiores a 40º tanto norte como sur, figuras 1 y 2, vemos varias cosas interesantes.
Los polos NCP y SCP no están en el plano del observacor sino en el cielo medio. Como nuestra rotación es sobre este eje, hay un poco de estrellas que siempre están a la vista, día y noche y todo el año.
En el caso de la vista del cielo, desde Melbourne, vemos como la famosa Cruz del Sur, rota siempre a nuestra vista, lo mismo ocurre con las estrellas de la constelación Centauro, las hermanitas alfa y beta centauri. Todas las estrellas y constelaciones que están dentro del círculo que observa en la figura 1, siempre están a la vista.
En el caso del hemisferio norte es igual. Una vista del cielo desde New York, nos ubica la estrella Polaris a medio cielo y todas las estrellas y constelaciones que están dentro del círculo de la figura 2, siempre estarán a al vista desde New York. Mencionemos que las constelaciones Casiopea (Asterismo en forma de W), las Osas Mayor y Menor, Cepheus y Draco, siempre están a la vista, no alcanzan a ocultarse en el horizonte.
Astros más luminosos.
El Sol es el astro más brillante, observado desde la Tierra. En la noche, la Luna es la campeona. Pero hay sorpresitas.
La estrella Sirio, que está en el pecho de la constelación Can mayor, es la más visible en todo tiempo. Se localiza al sur este del cinturón de Orión. No obstante hay objetos de mayor brillo.
Sólo es posible observar a Venus y a Mercurio, en las primeras horas de la noche o en la madrugada. Venus, cuando está en su posición más cercana a la Tierra y es visible, es el astro más brillante después de la Luna con una magnitud de -4.4. Algunas veces, aunque sea visible, su tamaño y brillo es muy pequeño. Ver Figura 5
Júpiter, dependiendo de su acercamiento o lejanía de la Tierra, tiene magnitudes aparentes entre -1.6 y -2.9 (Siempre es más brillante que Sirio, cuya magnitud aparente es -1.5).
Marte, normalmente es un pequeño puntico rojo, cerca de la eclíptica, pero en su máximo acercamiento a la Tierra, su magnitud es de -2.8. De no ser por el color, se confundiría con Júpiter.
Finalmente, Mercurio y Venus, los astros del atardecer y de la madrugada, tienen fases como la Luna, debido a que son planetas interiores.
Figura 5
Tamaño de los planetas, observados desde la Tierra.
Distancias astronómicas
La distancia media entre la Tierra y el Sol es de 149.6 millones de kilómetros. A esa distancia la llamamos “ unidad astronómica UA (o AU por sus iniciales en Inglés).
Por tanto la primera unidad astronómica es la UA.
La segunda unidad de distancia astronómica es el año luz LY (por sus iniciales en Inglés)
Que es un año luz? Es la distancia que recorre un rayo de luz, a una velocidad de 300000km/s durante un año solar o 365 días.
O sea que el año luz, no es una medida de tiempo sino de distancia. Para imaginarnos que un año luz, hagamos la conversión a km.
1año luz = 9461,000,000,000 km (recordemos que hemos decidido que la coma no es para marcar decimales sino para separar miles y que en español un billón es un millón de millones), por tanto 1 año luz = 9.461 billones de km.
(Aquí si cabe el punto para separa decimales)
1 Año Luz = 63,242 UA
La otra medida de distancia astronómica es el parsec. Si nos imaginamos un triángulo isósceles cuyo ángulo desigual es 1” y el lado desigual es una unidad astronómica 1 UA, la altura de ese triángulo respecto del lado desigual es lo que se llama un Parsec.
1 Parsec=3.262 años luz = 3.262x63,242 UA =206,295UA
Resumen:
1UA = 149.6 millones de km
1 año luz= 63,242 UA
1 Parsec=3.262 años luz =206,295UA
Para que nos formemos una idea de estas distancias, digamos que la estrella más próxima a la Tierra se llama Próxima Centauri en la constelación de Centauro, en el hemisferio sur y está a 4.2 años luz.
4.2 años Luz = 4.2x9461,000,000,000 km= 3.97362 x 10 13 km
Si la mayor velocidad que ha conseguido el hombre y que permite vencer la fuerza de la gravedad es de unos 20km/s, aplicando la fórmula v= e/t o t=e/v
20km/s =630,720,000 km/año
El tiempo en años para viajar de la Tierra a Próxima Centauri, a una velocidad de 20000km/s será:
t=3.97362 x 10 13//630,720,000 =63000 años
(Nuestra civilización tiene 10000 años y además la velocidad supuesta es casi imposible de alcanzar con los combustibles y materiales conocidos hoy)
Juan Fernando Sanin E
Juanfernando.sanin@gmail.com
La temática abordada está muy relacionada con el curso que termine de ver llamado Agujeros Negros.
ResponderEliminarViviana
hola podrías especificar tu fuente de información, gracias...
ResponderEliminarGenial el tema super bueno me ancanta encontrar soñadores y tocallos buen trabajo
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