Observatorio de Sierra Nevada

Es un centro de investigación de renombre internacional dedicado al estudio de diversos fenómenos astronómicos. Está situado en un entorno privilegiado, a gran altitud y con condiciones atmosféricas óptimas. El observatorio ofrece una plataforma única para la observación del cielo nocturno.

Observatorio de Sierra Nevada.

HISTORIA

Su historia se remonta a 1977, cuando el Instituto de Astronomía de Andalucía solicitó al Consejo Superior de Investigaciones Científicas la construcción de un observatorio propio, debido a que desde 1976 se utilizaban las instalaciones del Observatorio del Mohón del Trigo. La obra del nuevo observatorio se culminó en 1981 y fue cuando se inauguró el hoy conocido Observatorio de Sierra Nevada, completamente renovado y modernizado con nueva tecnología y equipamiento de vanguardia.

Antiguo Observatorio del Mohón del Trigo.

DESCRIPCIÓN

El observatorio está ubicado en el Parque Nacional de Sierra Nevada en Granada, España. Consta de un edificio principal de dos cúpulas, varios telescopios e instrumentos, así como otras instalaciones astronómicas, entre las que destacan:

• Telescopio Ritchey-Chrétien de 90 cm.
• Telescopio Ritchey-Chrétien de 1.5 m
• Radiotelescopio de Sierra Nevada.
• Fotómetro Strömgren.
• Monitores de seeing DIMM.
• Estación de detección de meteoros.

ÁREAS DE ESTUDIO

Se dedica a la investigación en diversas áreas de la astronomía, tales como:

Física solar: estudio del Sol, incluyendo la actividad solar, el ciclo solar y las manchas solares, entre otros.
Astrofísica estelar: investigan estrellas individuales, su formación, evolución, propiedades físicas y químicas.
Astrofísica galáctica: estudio de la estructura y dinámica de nuestra galaxia, la Vía Láctea, así como los objetos astronómicos que la componen, como cúmulos estelares, nebulosas y la distribución de la materia interestelar.
Astrofísica extragaláctica: investigación de galaxias situadas fuera de la Vía Láctea.
Astrofísica de alta energía: estudio de los fenómenos astrofísicos que involucran altas energías, como los agujeros negros, las estrellas de neutrones y la radiación cósmica, entre otros.
Cosmología: investigación sobre la estructura, origen y evolución del universo, incluyendo la radiación de fondo de microondas, la distribución de la materia oscura yla formación de estructuras a gran escala, entre otros.

¿Sabías qué?
El observatorio de Sierra Nevada cuenta con el telescopio más grande de Europa en su categoría. Se trata del telescopio de 1,5 metros, el cual es utilizado para la observación de diversos fenómenos astrológicos.

Observatorio Very Large Array

Es una instalación de radioastronomía ubicada en Nuevo México, Estados Unidos. Esta impresionante estructura es capaz de captar y analizar las radiaciones electromagnéticas provenientes del espacio, permite a los científicos estudiar una amplia gama de fenómenos astronómicos, desde la formación de estrellas y galaxias, hasta la presencia de agujeros negros y la exploración de señales extraterrestres.

Observatorio de Radioastronomía Very Large Array.

HISTORIA

Comenzó en la década de 1960, cuando se propuso la idea de construir un sistema de radiotelescopios capaz de explorar el universo con una claridad sin precedentes. Tras varios años de planificación y desarrollo, el observatorio Very Large Array fue inaugurado en 1980 y ha sido fundamental en el avance de la astronomía gracias a su capacidad para detectar emisiones de radio emitidas por cuerpos celestes.

CARACTERÍSTICAS

Antenas parabólicas en el Observatorio Very Large Array.

El observatorio Very Large Array consiste en 27 antenas parabólicas de 25 metros de diámetro cada una, dispuestas en un patrón en forma de “Y” con vías ferroviarias que permiten modificar su posición. La disposición de las antenas es crucial, ya que les permite funcionar en conjunto como un solo telescopio gigante. Esta característica le da al observatorio una resolución angular extremadamente alta, lo que permite a los astrónomos obtener imágenes detalladas de objetos astronómicos distantes.

INVESTIGACIONES

Se han realizado una serie de observaciones significativas desde su inauguración. Algunas de ellas son:

Agujeros negros supermasivos: el VLA ha sido fundamental en el estudio de agujeros negros supermasivos en el centro de galaxias. Ha permitido observar la emisión de radio proveniente de estos objetos, lo cual ha ayudado a los astrónomos a comprender mejor su comportamiento y su influencia en sus entornos galácticos.
Supernovas y remanentes de supernovas: mediante el estudio de las emisiones de radio de las supernovas y sus remanentes, el VLA ha contribuido a la comprensión de la evolución estelar y la dinámica de las explosiones estelares.
Observaciones detalladas de galaxias cercanas y lejanas: ha proporcionado imágenes detalladas de galaxias en distintas etapas de evolución, ayudando a los astrónomos a entender mejor su estructura, composición y dinámica.
Nubes moleculares y formación estelar: las observaciones en el VLA han contribuido a la comprensión de las nubes moleculares en nuestra galaxia, así como de los procesos de formación estelar que ocurren en su interior.
Estudios de líneas de emisión de radio: también ha sido utilizado para estudiar las líneas de emisión de radio de moléculas, lo que ha permitido investigar la composición química y las condiciones físicas de diversas regiones del espacio, incluyendo nubes de gas interestelar y atmósferas de planetas y lunas.

¿Sabías qué?
El observatorio Very Large Array ha sido escenario de películas y series de televisión de ciencia ficción, como la película Contact y la serie The Messenger. Su distintiva disposición de antenas ha capturado la imaginación del público y ha contribuido a su popularidad, convirtiéndolo en un icono de la exploración espacial y el estudio del cosmos.

Galaxia del Cigarro

Conocida como M82, es un fascinante objeto celeste que despierta la curiosidad de científicos y entusiastas del espacio por igual. Con su distintiva forma de un cigarro en llamas y su intensa actividad de formación estelar, esta galaxia ofrece un espectáculo visual impresionante y revela procesos cósmicos intrigantes.

Galaxia del Cigarro.

Tipo de galaxia: irregular.

Distancia a la Tierra: aproximadamente 12 millones de años luz.

Radio: alrededor de 18500 años luz.

Magnitud aparente: 8.41

Constelación: Osa Mayor.

Año de descubrimiento: 1774.

HISTORIA

Fue descubierta por Johann Elert Bode en 1774. Sin embargo, su descubrimiento fue atribuido erróneamente a Charles Messier, quien la incluyó en su famoso catálogo de objetos celestes en 1779. Por esta razón también se conoce como Messier 82 o M82. A finales del siglo XX y principios del siglo XXI se descubrió que la galaxia del Cigarro experimentaba una intensa actividad de formación estelar, así como emisiones de rayos X y rayos gamma, lo que sugiere la presencia de agujeros negros y otros objetos compactos en su núcleo.

DESCRIPCIÓN

Es una galaxia irregular situada a unos 12 millones de años luz de la tierra en la constelación de la Osa Mayor. Su morfología es distintiva y se caracteriza por su apariencia desordenada, filamentosa y su intensa actividad de formación estelar. Muestra una región central muy luminosa y densa, conocida como su núcleo galáctico activo. Esta región está asociada con un agujero negro supermasivo en el centro de la galaxia, a partir del cual se generan vientos estelares extremadamente poderosos. También presenta unas bandas de polvo oscuro y densas nubes moleculares distribuidas irregularmente a lo largo de sus brazos espirales, lo que le da la apariencia de un cigarro en llamas, de ahí su nombre.

Constelación Osa Mayor.

¿Sabías qué?

Se cree que parte del aspecto “distorsionado” de la galaxia del Cigarro se debe a la interacción gravitacional con su vecina galáctica, la galaxia Molinete (también conocida como M81). Esta interacción ha causado que la galaxia del Cigarro experimente una tasa inusualmente alta de formación de estrellas y la expulsión de gas y polvo al espacio interestelar, lo que la convierte en un objeto fascinante para su estudio.

CAPÍTULO 12 / EJERCICIOS

EL CIELO DESDE LA TIERRA | EJERCICIOS

LAS ESTRELLAS

1. Completa las siguientes oraciones:

  • Dentro del Sol caben ________________ de planetas Tierra.
  • Las estrellas ________________ que aparecen como ráfagas luminosas en el cielo nocturno son ___________________ o trozos de piedra que al penetrar en la atmósfera entran en combustión y producen un brillo intenso visible desde la ________________.
  • Las ________________ son muy importantes porque esparcen material estelar por toda la galaxia; entre aquello que expulsan se encuentran el ________________ y el hierro, dos elementos fundamentales que conforman casi todo lo que hay en la ________________ , incluidos nosotros.
  • Las ________________ son grupos convencionales de estrellas que forman figuras determinadas. Se las vincula mediante ________________ imaginarios y suelen estar a cientos de ________________ luz de distancia entre ellas. Las más antiguas que se conocen fueron establecidas hacia el ________________ a. C.

2. Escribe dentro del paréntesis el número que corresponde a la secuencia del ciclo de vida de una estrella.

3. Responde las siguientes preguntas.

  • ¿Qué son las estrellas?

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  • ¿Cómo se forman las estrellas?

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  • ¿Qué son las novas y supernovas?

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  • ¿Qué es la constelación del Sur?

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4. Escribe en las etiquetas el nombre de cada constelación del Zodiaco.

LA LUNA

1. Indica en el siguiente diagrama las características de la Luna.

2. Escribe el nombre de cada fase lunar que aparece en las imágenes

3. Realiza un mapa conceptual que explique la influencia de la Luna en las mareas.

EL SOL

1. Escribe en el diagrama las características del Sol.

2. Indica si las siguientes proposiciones son verdaderas (V) o falsas (F). Justifica tu respuesta en los casos falsos.

  • Las manchas solares son zonas de la superficie visible del Sol (fotósfera) donde hay gases atrapados por los campos magnéticos. (  )

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  • La “umbra” es la zona más iluminada del Sol y corresponde al lugar con mayor magnetismo. (  )

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  • Los ciclos solares se presentan aproximadamente cada 110 años. (  )

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  • Por cada segundo el Sol lanza un millón de toneladas de material al espacio, este material es conocido por la ciencia como viento solar. (  )

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  • La helipausa es considerada como el borde más interno del Sistema Solar, y es allí donde la fuerza que ejerce el viento solar es muy significativa como para movilizar o desplazar el medio interestelar. (  )

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ECLIPSES

1. Completa el siguiente cuadro indicando el tipo de eclipse (solar o lunar) y realiza una breve descripción de cada uno.

Tipo de eclipse: _____________________________ Tipo de eclipse: _____________________________
Descripción:  ________________________________

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Descripción:  ________________________________

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2. Responde las siguientes interrogantes:

  • ¿Qué son los eclipses?

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  • ¿Cuáles son los tipos de eclipse solar que se pueden presentar?

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  • ¿Qué astrónomo y matemático propuso utilizar los eclipses lunares como señal absoluta para medir la longitud geográfica de un lugar sobre la Tierra?

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  • ¿A qué ritmo ha aumentado la duración del día en la Tierra debido al fenómeno de fricción de marea?

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  • ¿Por qué se considera peligroso mirar directamente y sin protección un eclipse solar?

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Fenómenos espaciales

Asteroides, cometas, meteoritos y agujeros negros, entre otros tantos objetos, pueblan el cosmos combinando belleza y misterios por resolver más allá de los límites de nuestro planeta.

El universo ha cautivado a la humanidad desde el principio de la historia en el espectáculo infinito de las estrellas y sus constelaciones. Poco a poco, la ciencia y la tecnología permitieron avanzar en el estudio del espacio y comenzaron a descubrirse diversos fenómenos que aún en la actualidad están plagados de interrogantes. Las distancias, incomparables con las dimensiones de nuestro planeta, dificultan aún más su estudio preciso y obligan a teorizar más allá de lo actualmente verificable.

Pero así como las dudas continúan persistiendo en la mayoría de los ámbitos, también han comenzado a obtenerse algunas certezas que permiten realizar predicciones empíricamente comprobables que contribuyen a conocer un poco más acerca de todo lo que nos rodea. De esta manera, los cuerpos celestes empiezan a clasificarse, a distinguirse con un nombre concreto, en suma, a diferenciarse para especificar cada una de sus cualidades. Conozcamos un poco más de los misterios del universo en esta nota.

¿Sabías qué...?
El Sol tiene una atmósfera muy extensa, llamada Corona Solar, fácilmente visibles durante eclipses totales de Sol.

Asteroides

Los asteroides son una serie de cuerpos celestes de dimensiones reducidas que se mueven en órbitas de tipo planetario alrededor del Sol. El primero de ellos fue descubierto por el astrónomo italiano Giuseppe Piazzi en enero de 1801: se trataba de Ceres, desde 2006 considerado un planeta enano. Hoy se conocen varios miles de asteroides, pero con seguridad existen centenares de miles.

En general, estos cuerpos celestes describen órbitas ligeramente alargadas y estables que están situadas entre Marte y Júpiter (el llamado cinturón de asteroides), si bien algunos penetran dentro de la órbita de Marte y otros llegan hasta las de Venus y Mercurio.

A causa de sus pequeños tamaños (entre 500 km y 50 metros de diámetro aproximadamente), las fuerzas de gravitación internas son demasiado débiles para proporcionarles forma esférica, por lo que se cree que la mayoría de los asteroides tienen estructuras irregulares. Palas, el más grande del cinturón de asteroides (532 km), fue encontrado por Heinrich Wilhelm Olbers en marzo de 1802.

Los estudios realizados durante años permitieron conocer varios de los que penetran en la órbita de Marte y pasan cerca de la Tierra. Eros, por ejemplo, circula a unos 22.400 millones de kilómetros de ella. Otros asteroides han pasado también muy cerca de la órbita terrestre: en 1932, Amor pasó a unos 16.000 millones de kilómetros y Apolo a 10.500 millones de kilómetros. En 1936 Adonis lo hizo a unos 2.000 millones de kilómetros de las órbitas de Venus, la Tierra y Marte, y un año después, Hermes llegó aún más cerca: a casi 776.000 km, esto es, dos veces la distancia a la Luna. Algunos cálculos muestran que este último podría incluso llegar a acercarse directamente hasta 355.000 km.

A pesar de la cercanía con nuestro planeta, las posibilidades de colisión son prácticamente nulas. En el pasado eran mucho más frecuentes, pero con el tiempo el número de los asteroides ha disminuido, especialmente entre Mercurio y la Tierra. Existe mayor abundancia de ellos entre Marte y Júpiter; puesto que es donde se encuentra el cinturón de asteroides, y por ello sufren continuamente su bombardeado.

Cometas

Los cometas son pequeños cuerpos celestes esferoidales constituidos por polvo cósmico, partículas de hielo, rocas y gases en estado sólido, un conjunto que se asemeja a una bola de nieve sucia. Sus núcleos poseen una masa tan pequeña que se necesitarían millares para igualar a la terrestre.

Cometa Halley.

En cuanto a su disposición, se sabe que los cometas cruzan las órbitas de los planetas en todas direcciones. Algunos vuelven con frecuencia al perihelio, otros tienen órbitas tan alargadas que pasan una vez cada millón de años alrededor del Sol, y un tercer grupo orbita en los confines del sistema solar a la velocidad de unos centímetros por segundo manteniéndose en esas regiones. Estos últimos tardan de 10 a 50 millones de años en realizar una órbita alrededor del Sol.

La característica cabellera de gas y polvo que puede observarse en muchos de ellos al aproximarse al Sol es causada por la radiación que la estrella emite y que produce la vaporización de los hielos. Al liberarse y ser impelidos por la presión del viento solar, crean esa especie de cola que identifica a los cometas.

El más conocido y estudiado de ellos es sin lugar a dudas el Halley, un cometa que pasa regularmente cerca de la Tierra y que, como tantos otros, describe una órbita alrededor del Sol, lo que permite predecir su trayecto. Cada 76 años aproximadamente, desde al menos el 240 a.C, tenemos la oportunidad de verlo pasar muy próximo a nuestro planeta, hecho que ya ocurrido en más de treinta oportunidades.

Meteoritos

Los meteoritos son vestigios del material con el que se formó el sistema solar y abundan en el universo al punto de ser junto con el polvo uno de sus principales constituyentes. Cuando entran en la atmósfera terrestre se vuelven estrellas fugaces, un fenómeno conocido que en ocasiones puede darse como si se tratara de una lluvia, contándose de a decenas por hora. Incluso se han registrado récords de millares de meteoros por hora durante las famosas lluvias de las Leónidas, Jacobínidas, etc. La mayoría, sin embargo, suelen presentarse aisladamente.

Meteorito.

Al entrar en la atmósfera terrestre los más pequeños se disgregan, mientras que los más grandes, aquellos que alcanzan el suelo, pueden tener dimensiones considerables y pesar mucho más. Los primeros son semejantes a copos de nieve y están constituidos del mismo material que los planetas, los segundos son petreoferrosos y están formados a elevadas presiones (50.000 atmósferas aproximadamente), por lo que se cree que sólo pueden formarse en el interior de los planetas.

El origen de estos cuerpos celestes es muy diverso: o son partículas residuales de la nebulosa originaria que poco a poco caen sobre el Sol al ser frenadas en sus órbitas por la presión de la radiación solar, o provienen de los espacios interestelares.

¿Sabías qué...?
El Cráter de Meteoro en Arizona es un ejemplo de lo que puede suceder cuando llega un meteoro a la Tierra.

De todos modos, es conveniente advertir que los meteoritos, aparte de haber experimentado la alteración normal durante su recorrido por el universo, han sufrido la importante acción de la atmósfera al producirse su penetración en la Tierra. Por ello, al estudiar este tipo de materiales, es necesario tratar de distinguir entre su propia naturaleza y los efectos sufridos, subsiguientes a su formación.

Interesante es rescatar las teorías recientes que postulan la posibilidad de que un bombardeo de meteoritos, hace 3.900 millones de años, haya podido ser el responsable de promover la vida en nuestro planeta.

Lluvia de meteoritos.

La idea se funda en la liberación que se produce de minerales y materiales orgánicos (como agua y dióxido de carbono) cuando estos cuerpos celestes entran en contacto con el calor extremo de la atmósfera terrestre. Si, como se cree, la Tierra fue bombardeada durante 20 millones de años por meteoritos, los cálculos indican que unas 10.000 millones de toneladas de dióxido de carbono y una cantidad similar de vapor de agua se pudieron inyectar en la atmósfera cada año, lo que habría hecho más cálidas y húmedas las superficies, favoreciendo de esta forma la vida tal y como la conocemos.

Nebulosas galácticas

Las nebulosas galácticas son nubes de materias constituidas principalmente por hidrógeno que se distribuyen por todo el plano galáctico y se hacen visibles únicamente cuando las alcanza la luz de las estrellas cercanas o contenidas en su interior.

Estos fenómenos espaciales pueden clasificarse en:

• Nebulosas planetarias: de forma generalmente circular con una estrella en el centro
• Nebulosas difusas: de forma irregular.
• Nebulosas reflejas: reflejan la luz de las estrellas próximas.

Nebulosa de Orión, es una de las más brillantes y se puede observar con facilidad durante el cielo nocturno.

Cúmulo estelar

Denominamos cúmulo estelar a la agrupación de estrellas que tienen un origen común, como por ejemplo la Vía Láctea. Estos conglomerados pueden tener miles de estrellas con tamaños diversos, por lo que no es raro encontrar algunas 30 y 40 veces más pesadas que el Sol, y hasta un millón de veces más luminosas.

En algunas ocasiones, los cúmulos pueden estar ocultos detrás de nubes interestelares de gas y polvo que son capaces de bloquear la mayor parte de su luz visible, pero gracias a los telescopios son en la actualidad un fenómeno conocido y estudiado.

Los científicos se encuentran especialmente atraídos por ellos debido a que al observar su estructura en profundidad pueden comprenderse mejor los detalles que hacen a la formación de las estrellas.

Ilustración de un cúmulo estelar.

Cuásares

A pesar de haber sido descubiertos en 1950, aún existen varias dudas en torno a la constitución y formación de los cuásares. Al principio, los científicos no encontraban ninguna relación entre ellos y las galaxias, pero al descubrir que algunas de estas últimas poseían núcleos semejantes se comenzó a pensar en una posible relación. Una de las hipótesis es que se trata de núcleos de galaxias muy jóvenes y que su actividad disminuye con el tiempo, aunque no desaparece del todo.

Uno de los impedimentos más grandes para estudiarlos es la distancia que nos separa de ellos (miles de millones de años luz), pero lo que más sorprende es que a pesar de ello podamos verlos, lo que corrobora al menos la cualidad de un intenso brillo.

El término cuasar o quasar, provine de la contracción de las palabras inglesas quasi stellar sources, esto es, cuasi fuentes estelares. Su apariencia estelar, la posibilidad de que sean galaxias distantes y la creencia de que dentro de ellos se encuentran los agujeros negros más grandes y activos del universo los convierten en un misterio absoluto.
Los quásares binarios, como otros quásares, se cree que son el producto de la fusión de galaxias. Hasta ahora, sin embargo, ningún quásar binario había sido observado en alguna galaxia que estuviera inequívocamente en pleno acto de fusión.

Agujeros negros

Las estrellas de mayor masa en los cúmulos consumen su combustible de hidrógeno con relativa rapidez (unos pocos millones de años) y sus núcleos se colapsan dando lugar a una violenta explosión de supernova en la que sus capas externas son expulsadas al espacio. Si un núcleo es lo suficientemente masivo, la gravedad hará que colapse sobre sí mismo hasta convertirlo en un objeto extremadamente denso y compacto, con un campo gravitacional tan fuerte que ni siquiera la luz puede escapar de él: un agujero negro.

En vez de una superficie, los agujeros negros poseen un “horizonte de sucesos”, esto es, una frontera a partir de la cual es imposible ver nada de lo que ocurre en su interior, una especie de agujero sin fondo. Esto quiere decir que sólo es posible ver el exterior de un agujero negro, al menos hasta que se encuentre la forma de entrar en ellos, algo completamente impensado por el momento.

Agujero negro.

Cualquier tipo de material que sea capturado por la fuerte gravedad que poseen se precipitará en una trayectoria en espiral sobre ellos para ser asimilado sin remedio. El material puede alcanzar velocidades de hasta la mitad de la velocidad de la luz, transformando una parte de la inmensa energía gravitatoria que experimenta en emisiones de rayos-X. De esta manera, cualquier elemento, simplemente cae dentro del “agujero”, llevándose la restante energía con él y desapareciendo para siempre.

Cuando se habla específicamente de agujeros negros supermasivos, se está haciendo referencia a un tipo determinado de agujero negro cuya masa es entre un millón y mil millones de veces la masa del Sol. Estos fenómenos espaciales parecen encontrarse en el centro de un gran número de galaxias, la nuestra entre ellas.

Otro fenómeno que se está estudiando en torno a estos misteriosos objetos son las “arrugas” u ondas en el tiempo y el espacio (ondas gravitatorias) que se producen a causa de su fusión. En el año 2015, científicos detectaron las ondas gravitacionales que resultaron de la colisión de dos agujeros negros, el instrumento utilizado se llama LIGO por sus siglas en inglés, observatorio de ondas gravitatorias por interferometría láser.