ASTRONOMIA: Cuerpos Celestes

Compilado y estructurado por el Dr. Fernando Durand Mejía

El hombre que observa el espacio no considera lo pequeño como demasiado poco, ni lo grande como enorme, porque sabe que no existen límites a las dimensiones.  

Anónimo

HISTORIA DE LA ASTRONOMIA

Uno de los primeros en realizar un trabajo astronómico-científico fue Aristarco de Samos ( 310 a.C - 230 a.C.) fue un astrónomo y matemático griego, nacido en Samos, Grecia. Él es la primera persona, que se conozca, que propone el modelo heliocéntrico del Sistema Solar, colocando el Sol, y no la Tierra, en el centro del universo conocido. Quien calculó las distancias que separan a la Tierra de la Luna y del Sol, comenzó el desarrollo de las matemáticas y geometría, herramientas que unidas a la observación celeste permitieron la determinación precisa de fenómenos tales como solsticios, equinoccios y aun la predicción de eventos celestes como los eclipses solares y lunares. Para estos efectos se construyeron verdaderos observatorios astronómicos algunos de los cuales aún se conservan, siendo los más famosos Stonehenge (en Inglaterra) y Carnac (en Francia).

GALAXIA ESPIRAL

VIA LACTEA

SISTEMA SOLAR

CUMULO DE ESTRELLAS

EL SISTEMA SOLAR

El Sistema Solar es un sistema planetario de la Vía Láctea que se encuentra en uno de los brazos de ésta, conocido como el Brazo de Orión. Según las últimas estimaciones, el Sistema se encuentra a unos 28 mil años luz del centro de la Vía Láctea. Está formado por una única estrella llamada Sol, que da nombre a este Sistema, más ocho planetas que orbitan alrededor de la estrella: Mercurio, Venus, Tierra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno; más un conjunto de otros cuerpos menores: planetas enanos (Plutón, Eris, Makemake, Haumea y Ceres), asteroides, satélites naturales, cometas, así como el espacio interplanetario comprendido entre ellos. Según sus características, los cuerpos que forman parte del Sistema Solar se clasifican en:·        

   Sol.- Una estrella de tipo espectral G2 que contiene más del 99% de la masa del sistema. Con un diámetro de 1.400.000 km, se compone, de un 75% de hidrógeno, un 20% de helio y el 5% de oxígeno, carbono, hierro y otros elementos.
·         Planetas.- Divididos en planetas interiores (también llamados terrestres o telúricos) y planetas exteriores o gigantes. Entre estos últimos Júpiter y Saturno se denominan gigantes gaseosos mientras que Urano y Neptuno suelen nombrarse como gigantes helados. Todos los planetas gigantes tienen a su alrededor anillos.
·            Planetas enanos.- Se trata de cuerpos cuya masa les permite tener forma esférica, pero no es la suficiente para haber atraído o expulsado a todos los cuerpos a su alrededor. Cuerpos como Plutón (hasta 2006 considerado noveno planeta del Sistema Solar), Ceres, Makemake, Eris y Haumea están dentro de esta categoría.
·         Satélites.- Cuerpos mayores orbitando los planetas, algunos de gran tamaño, como la Luna, en la Tierra, Ganimedes, en Júpiter o Titán, en Saturno.
·        Asteroides.- Cuerpos menores concentrados mayoritariamente en el cinturón de asteroides entre las órbitas de Marte y Júpiter, y otra más allá de Neptuno. Su escasa masa no les permite tener forma regular.
·        Objetos del cinturón de Kuiper.- Objetos helados exteriores en órbitas estables, los mayores de los cuales serían Sedna y Quaoar.

·  Cometas.- Objetos helados pequeños provenientes de la Nube de Oort.

GALAXIA

La galaxia por excelencia es el sistema de estrellas del que forma parte nuestro Sol; está descrita detalladamente en la voz Via Láctea. Las galaxias en general son sistemas de miles de millones de estrellas mantenidas juntas por la fuerza de atracción gravitacional.

Vistos desde la Tierra, estos sistemas aparecen como minúsculas nebulosidades de forma esférica o elíptica, o bien como girándulas o nubes irregulares. Hasta el siglo XIX no estaban claras ni sus estructuras ni su situación con respecto a nuestra Galaxia. Sólo a principios del siglo xx se pudo determinar con certeza que esas tenues y pequeñas nubes son sistemas de estrellas completamente similares a nuestra Galaxia, pero mucho más lejanos, y se pudieron medir con diversos métodos sus distancias y su distribución en el espacio.

De todas las galaxias exteriores sólo tres son visibles a simple vista: se trata de la famosa nebulosa de Andrómeda, situada en la homónima constelación, catalogada con el número M 31 en el catálogo Messier; de la Pequeña y Gran Nube de Magallanes. Estas dos últimas son bien visibles sólo en el hemisferio Sur, desde latitudes mayores de 20º y se llaman así porque fueron por primera vez descritas por el navegante portugués Fernando de Magallanes. 

VIA LÁCTEA

La Vía Láctea es la galaxia espiral en la que se encuentra el Sistema Solar y, por ende, la Tierra. Según las observaciones, posee una masa de 1012 masas solares y es una espiral barrada; con un diámetro medio de unos 100.000 años luz, se calcula que contiene entre 200 mil millones y 400 mil millones de estrellas. La distancia desde el Sol hasta el centro de la galaxia es de alrededor de 27.700 años luz (8.500 PC, es decir, el 55 por ciento del radio total galáctico).

La Vía Láctea forma parte de un conjunto de unas cuarenta galaxias llamado Grupo Local, y es la segunda más grande y brillante tras la Galaxia de Andrómeda (aunque puede ser la más masiva, al mostrar un estudio reciente que nuestra galaxia es un 50% más masiva de lo que se creía anteriormente)

El nombre Vía Láctea proviene de la mitología griega y en latín significa camino de leche. La Vía Láctea, también llamada la Galaxia, es un agrupamiento de estrellas con forma de disco, que incluye al Sol y a su Sistema Solar.

La Vía Láctea se extiende a través de las constelaciones Perseo, Casiopea y Cefeo. En la región de la Cruz del Norte, que forma parte de Cisne, se divide en dos corrientes: la corriente occidental que brilla cuando atraviesa la Cruz del Norte, palidece cerca de Ofiuco, a causa de las nubes de polvo, y aparece de nuevo en Escorpio; y la corriente oriental, que es más brillante cuando pasa por el sur a través del Escudo y Sagitario.

La parte más brillante de la Vía Láctea se extiende desde la constelación del Escudo a Escorpio, a través de Sagitario. El centro galáctico está en dirección a Sagitario y se encuentra a unos 26.000 años luz del Sol.

CONSTELACIONES
Son grupos de estrellas que no tienen necesariamente vínculos físicos o de proximidad y que son consideradas en conjunto para facilitar su reconocimiento. Desde la   antigüedad, los pueblos orientales, los griegos, los latinos, etc., atribuyeron a cada constelación semblanzas humanas o animales. Así tenemos la Osa Mayor, la Osa Menor, Hércules, Andrómeda, los Lebreles, etc. Se trata de figuras que no son completamente abstractas, pero que pueden lograrse, con un poco de imaginación, uniendo idealmente por medio de segmentos, las estrellas que forman parte de la constelación.

ESTRELLA
Es un cuerpo celeste que brilla emitiendo luz propia.
En términos generales, una estrella está formada por una esfera de gas que se mantiene a elevadísimas temperaturas en virtud de los procesos termonucleares que se desarrollan en su interior. Nuestro Sol es una típica estrella de medianas dimensiones.

Observando a simple vista, en una noche serena, podemos distinguir alrededor de tres mil estrellas. Sin embargo, ya en uno de los más gigantescos catálogos estelares, el Palomar Sky Suzuey realizado con el telescopio Schmidt de 122 cm. de Monte Palomar, pueden contarse más de 800 millones de estrellas. El número de estrellas existente en el Universo es enorme: sólo en nuestra Galaxia se encuentran 100 mil millones.

Las estrellas se forman como consecuencia de la condensación de grandes nubes de gases y polvos existentes en el Universo. Acontecimientos como una colisión entre dos de estas nubes o variaciones de temperatura y presión en el interior de una de ellas, inducidas por la actividad de estrellas cercanas, provocan fenómenos de colapso gravitacional: las partículas de gas polvo, entonces, caen hacia un centro de gravedad.

Una gran nube puede fragmentarse en muchos pedazos, cada uno de los cuales entra en colapso hacia un centro propio: en este caso, cada parte de la nube puede darle vida a una estrella. Por efecto del colapso la temperatura de la nube aumenta gradualmente, hasta alcanzar valores de una decena de millones de grados: en este punto se desencadenan esas reacciones nucleares que dan vida a una estrella y le proporcionan energía durante toda su existencia.

METEORITO
Con este nombre se indica un fragmento más o menos grande de material extraterrestre, que cae al suelo y es recuperado. El fenómeno luminoso al que da lugar este cuerpo penetrando en la atmósfera se llama en cambio Meteoro.

El número total de meteoritos que caen en nuestro planeta es estimado en unos 500 al año; pero de estos, 300 terminan en los océanos, mientras un buen porcentaje de los que llegan al suelo caen en zonas desérticas; así, el número de los que se encuentran anualmente es muy bajo y no supera actualmente la decena.

Para cada una de estas clases hay también subdivisiones. Las observaciones ópticas han demostrado que la gran mayoría (92,7 por 100) de todos los meteoritos que caen a la Tierra, pertenece a la clase de los pétreos, y, en particular, a la subclase de los condritos (84,8 por 100); mientras es muy pequeño el porcentaje de los ferrosos (5,6 por 100) y de los pétreo-ferrosos (1,7 por 100).

Desde el punto de vista de su naturaleza, los meteoritos se dividen en tres clases: pétreos o aerolitos; ferrosos o sideritas; pétreo-ferrosos o siderolitas.

Estas proporciones avalan la hipótesis de algunos estudiosos, según la cual la mayor parte de los meteoritos proviene de la desintegración de núcleos de cometas.

METEORO
Meteoro es un fenómeno luminoso consistente en un cuerpo celeste de apariencia estelar que se desplaza sobre el fondo del cielo oscuro, a veces dejando detrás una estela persistente. Su definición popular es la de estrella fugaz.
Un meteoro no debe confundirse con un Meteorito, mientras el primero consiste en el fenómeno luminoso, el segundo es un cuerpo sólido más o menos grande que provoca el fenómeno luminoso mismo.

Los meteoros más luminosos, que superan la magnitud estelar de -4m llegando hasta -22m, son habitualmente llamados bólidos o bolas de fuego.

Los meteoros se forman cuando un meteorito que se encuentra en el espacio entra en la atmósfera terrestre y, por efecto de la fricción, se quema en las capas altas de la atmósfera.

ORION (nebulosa de) 

Es un cúmulo de gas y polvos que emite una tenue luminosidad a causa de un fenómeno de excitación producido por estrellas que se encuentran en su interior. Se halla en la célebre constelación de Orión, bajo las tres estrellas que forman el cinturón del mítico cazador, y puede observarse fácilmente con binoculares o con un telescopio de poca potencia.

Su magnitud integral es de alrededor de 3m, pero en realidad el objeto no se llega a distinguir a simple vista, si no es en condiciones de visibilidad excepcionalmente buenas, por el hecho de que su luminosidad está l uz y contiene una cantidad de materia equivalente a 10 masas solares. Debido al gran volumen en el que esta masa está distribuida, su densidad media es extremadamente baja, inferior al mejor vacío absoluto que se puede lograr en los laboratorios terrestres.

Orión tiene un importante valor cosmogónico, porque se considera que en algunas regiones de la nebulosa estén produciéndose fenómenos de condensación de la materia muy similares a los que acompañaron la formación de nuestra nebulosa solar primordial. La nebulosa de Orión es una cuna en la que están naciendo nuevas estrellas y tal vez nuevos sistemas solares similares al nuestro.

En el interior de la nebulosa se notan cuatro estrellas muy próximas, conocidas como el Trapecio de Orión, Orionis), con magnitudes respectivas d 5,4, 6,9, 7 y 8. Una de ellas es la responsable de los fenómenos de excitación que produce sobre la nebulosa y que hacen que esta sea visible a nuestros ojos.

Distante unos 1.500 años-luz de nosotros, la nebulosa de Orión tiene un diámetro aproximado de 25 años-
distribuida en una superficie muy amplia.

Descubierta en 1610 por el astrónomo francés, discípulo de Galileo, Nicola Fabri de Peiresc (1580-1637), la nebulosa de Orión está clasificada en el catálogo Messier bajo la sigla M 42 (correspondiente a NGC 1976). En los últimos años también ha adquirido una gran importancia en lo que respecta a los estudios de Astrobiología, desde el momento que en ella se han localizado moléculas orgánicas interestelares.

Esta palabra deriva de una griega que quiere decir errante, y se trata de un cuerpo que no emite luz propia, sino que brilla en el cielo por luz reflejada, y que está en órbita alrededor de una estrella.

PLANETA 

Desde un punto de vista físico, un planeta puede estar formado por materiales sólidos, como rocas y metales, o bien por un cúmulo de gas. Desde un punto de vista genético, hoy se piensa que los planetas se forman por procesos de condensación de gases y polvos alrededor de una o más estrellas. Nuestro Sistema Solar no sería por lo tanto un caso único, sino uno de los muchos existentes en el Universo.

El límite superior de materia que puede estar contenida en un planeta es del 1 por 100 con respecto a la masa de nuestro Sol (es decir unas 10 veces la masa de Júpiter, el mayor planeta de nuestro sistema solar). Además de este límite, las temperaturas y las presiones que se crean en el interior del cuerpo serían suficientes como para hacer desencadenar procesos nucleares, y el planeta se transformaría progresivamente en una estrella.

Cuerpos con dimensiones de algunos centenares de km. son en cambio llamados Asteroides o Planetas Menores; y cuerpos aún más pequeños entran en la clase de los Meteoritos y Micrometeoritos. Todos estos fragmentos menores se pueden considerar como los restos de procesos formativos de nuestro sistema solar, o bien como los fragmentos de acontecimientos colisionales.

 PLANETAS MENORES

Nombre que suele darse a una clase de objetos menores del sistema solar, con dimensiones inferiores a los 1.000 km., los cuales por lo general se encuentran confinados entre las órbitas de Marte y Júpiter, entre 2,2 y 3,3 UA del Sol.
Son también conocidos con el término de Asteroides.

El cinturón de asteroides es una zona de "escombros" espaciales, un anillo que en muchos aspectos es representativo del tipo de material del que se formaron los planetas interiores. El material de este anillo no pudo agruparse para constituir un planeta porque se vio perturbado continuamente por la influencia gravitatoria de Júpiter, el planeta más grande del Sistema Solar.

QUASÁR (Cuásar)

Palabra derivada de la frase Quasi Stellar Object (objeto casi estelar) creada en 1963 para definir una nueva clase de objetos celestes descubiertos en el transcurso de conjuntas observaciones ópticas y radioastronómicas.
Se trata de cuerpos celestes que tienen una apariencia estelar y que, en el telescopio, aparecen como débiles estrellitas; sin embargo, observadas con el radiotelescopio, muestran una emisión energética tan intensa como para ser comparable con la de una galaxia íntegra.

Los quásar muestran también un desplazamiento de las rayas espectrales hacia el rojo tan fuerte que, si este fenómeno tuviera que ser interpretado en términos de Expansión del Universo, ellos deberían estar animados con velocidades próximas a las de la luz y encontrarse en los extremos confines del Universo mismo, a miles de millones de años-luz de nosotros.

El primer quásar fue descubierto por el astrónomo Maarten Schmidt del observatorio de Mount Palomar (California), en 1963. El encontró una pequeñísima estrella cuya posición coincidía con la de una gran fuente de ondas de radio de tipo galáctico. El espectro de esta estrella era sin embargo muy especial: en efecto, mostraba un redshift elevadísimo.

Algunos quásar, visibles ópticamente, muestran, si se fotografían con largas exposiciones, una envoltura de gas alrededor del objeto central.

SATÉLITES
Cuerpos menores del sistema solar que se desplazan alrededor de los planetas.

Existen planetas con un numeroso cortejo de satélites como Júpiter y Saturno, planetas con un solo satélite como la Tierra, alrededor de la cual orbita la Luna, y planetas carentes de satélites como Venus.

El movimiento de la mayor parte de los satélites conocidos del Sistema Solar alrededor de sus planetas es directo, es decir, de oeste a este y en la misma dirección que giran sus planetas. Solamente ciertos satélites de grandes planetas exteriores giran en sentido inverso, es decir, de este a oeste y en dirección contraria a la de sus planetas; probablemente fueron capturados por los campos gravitatorios de los planetas algún tiempo después de la formación del Sistema Solar.

Muchos astrónomos creen que Plutón, que se mueve en una órbita independiente alrededor del Sol, pudo haberse originado como satélite de Neptuno; recientemente se ha descubierto que el mismo Plutón tiene un satélite, Caronte.

SUPERNOVA (estrella)

Es una estrella que estalla y lanza a todo su alrededor la mayor parte de su masa a altísimas velocidades.

Después de este fenómeno explosivo se pueden producir dos casos: o la estrella es completamente destruída, o bien permanece su núcleo central que, a su vez, entra en colapso por sí mismo dando vida a un objeto muy macizo como una estrella de neutrones o un Agujero Negro.

El fenómeno de la explosión de una supernova es similar al de la explosión de una Nova, pero con la diferencia sustancial de que, en el primer caso, las energías en juego son un millón de veces superiores. Cuando se produce un acontecimiento catastrófico de este tipo, los astrónomos ven encenderse de improviso en el cielo una estrella que puede alcanzar magnitudes aparentes de -6m o más.

La explosión de una supernova es un fenómeno relativamente raro. De todos modos tenemos testimonios de hechos de este tipo: en 1054, cuando se encendió una estrella en la constelación de Tauro, cuyos restos aún pueden observarse bajo la forma de la espléndida Crab Nebula; en 1572, cuando el gran astrónomo Tycho de Brahe observó una supernova brillando en la constelación de Casiopea; en 1640, cuando un fenómeno análogo fue contemplado por Kepler. Todas estas son apariciones de supernovas que estallaron en nuestra Galaxia.
Hoy se calcula que cada galaxia produce, en promedio, una supernova cada seis siglos. Una famosa supernova de una galaxia exterior es la aparecida en 1885 en Andrómeda.


TIERRA
La Tierra es el tercer planeta en orden de distancia desde el Sol. Forma parte, junto con Mercurio, Venus y Marte, de los llamados planetas sólidos, y es el único en albergar, por lo que sabemos hasta hoy, formas evolucionadas de vida.

La Tierra gira alrededor del Sol en una órbita poco excéntrica acercándose a él hasta 152,1 millones de km. Su distancia media es de 149,6 millones de km. y es utilizada por los astrónomos como unidad de medida de las distancias en el sistema solar, bajo la definición de Unidad Astronómica (UA).

El plano de esta órbita es tomado como referencia para medir las inclinaciones de los planos orbitales de los otros planetas los que, a excepción del Plutón, se separan en pocos grados o fracciones con respecto a este. La Tierra emplea 365,256 días para realizar una vuelta completa alrededor del Sol (este periodo es llamado periodo sideral, es decir referido a las estrellas fijas), desplazándose a la velocidad de 29,79 km./seg. a lo largo de su órbita.

Nuestro planeta también está animado de un movimiento de revolución alrededor de su propio eje que, medido con respecto al Sol, se realiza en 24h (día solar). La inclinación del eje terrestre con respecto al plano de la órbita es de 66 33' (con respecto al eje de la órbita es de 23 grados 27 minutos).

La masa de la Tierra es de 5,976 x 10 elevado a 24 kg. y su densidadad media de 5,52 g./cm3, es decir unas cinco veces mayor que la del agua. Se trata de la densidad más elevada con respecto a los otros planetas interiores. En cuanto a dimensiones, la Tierra tiene una radio medio de 6.371 km., es el más grande de los planetas sólidos, pero tiene un volumen 1.316 veces más pequeño que el del gigante Júpiter. Su forma no es perfectamente esférica, siendo su radio ligeramente más grande en el Ecuador (6.378 km.) que en los polos (donde llega a los 6.356 km.).

El Universo es todo lo que nos rodea: la materia, el espacio y el tiempo.

UNIVERSO

Los antiguos creían que el Universo estaba constituido por una gran esfera a la que se hallaban adheridas las estrellas fijas. En su interior, los planetas y el Sol ocupaban esferas de radio cada vez más pequeño y la Tierra se mantenía inmóvil en el centro. Esta era la denominada visión geocéntrica del Universo, que predominó desde el tiempo de los filósofos de la Grecia clásica hasta la gran revolución científica llevada a cabo por Copérnico y Galileo en los siglos XVI y XVII.

Sin embargo, aunque la contribución de estos grandes llevó a un exacto conocimiento de la estructura de nuestro sistema solar, las ideas sobre la estructura y dimensiones del Universo íntegro permanecieron relativamente limitadas y confusas hasta el nacimiento de la astrofísica, a comienzos del siglo XX.

Hoy sabemos que el Sol, con el cortejo de planetas que lo acompaña, no es más que una de las tantas estrellas de nuestra Galaxia y que ésta, a su vez, no es más que uno de los tantos sistemas de estrellas en los que se concentra la materia del Universo.

En lo que respecta al resto del Universo, está esencialmente constituido por inmensos espacios vacíos.

ZODIACO
Es una franja de la esfera celeste, con una amplitud de aproximadamente 9 grados, a lo largo de la cual parecen moverse el Sol, la Luna y todos los otros planetas excepto Plutón.

Esta sensación se debe a que todos los cuerpos del sistema solar, con la excepción de Plutón, giran en órbitas que resultan casi coplanares.

El zodíaco se divide en 12 secciones de 30° cada una, a las que llamamos signos del zodíaco. Comienza en el equinoccio de primavera y continúa hacia el este a lo largo de la eclíptica; cada una de sus secciones recibe el nombre de la constelación que estaba situada dentro de sus límites en el siglo II a.C.

Los nombres de los signos del zodíaco son: Aries, Tauro, Géminis, Cáncer, Leo, Virgo, Libra, Escorpión, Sagitario, Capricornio, Acuario y Piscis

Debido a la precesión de los equinoccios sobre la eclíptica, un ciclo de 26.000 años, el punto Aries retrocede aproximadamente 1° en 70 años, de modo que el signo Aries, actualmente, se encuentra en la constelación Piscis. En 24.000 años, aproximadamente, cuando la retrogradación haya completado un ciclo completo de 360°, volverán a coincidir los signos del zodíaco y las constelaciones