Introducción a la astronomía

Introducción a la astronomía
Rosa Martha Torres y Ramiro Franco
18 de abril de 2016
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Astronomía
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¿Qué es la astronomía?
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Es la ciencia que se ocupa del estudio de los
componentes del Universo
Estudia la evolución de dichos componentes y su
mutua interrelación
Y trata de explicar todos los fenómenos
observados por medio de las leyes de la física
La astronomía ha estado ligada al ser humano
desde la antigüedad y todas las civilizaciones han
tenido contacto con esta ciencia
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Astronomía no es astrología
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Las culturas antiguas creían que los astros influían sobre lo
que ocurría en la Tierra, los estudiaban para tratar de entender
el futuro y controlarlo
Los horóscopos afirman poder predecir aspectos de la
personalidad de las personas y su futuro a partir de los astros
Pero no existe ninguna razón para pensar que esto pueda ser
posible y cualquier análisis comprueba su falta de poder
predictivo
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La astronomía es una ciencia
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La astrología es una pseudociencia
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Unidades de longitud
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Unidad astronómica = 149,597,870,700 m y
equivale a la distancia entre la Tierra y el Sol
Año luz = 9.46×1012 km y equivale a la distancia
que recorre la luz en un año
Pársec = 206,265 UA = 3.2616 años luz =
3.0857×1016 m
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Kilopársec (kpc): mil pársecs
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Megapársec (Mpc): un millón de pársecs
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Tipos de objetos que se estudian
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Planetas
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Según la definición adoptada por la UAI, un
planeta es un cuerpo celeste que:
–
Orbita alrededor de una estrella o remanente de ella
–
Tiene suficiente masa para que asuma una forma
prácticamente esférica
–
Ha limpiado la vecindad de su órbita de
planetesimales (tiene dominancia orbital)
Entonces el Sistema Solar tiene 8 planetas
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Planetas rocosos
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Planetas gaseosos
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Tamaños
Venus
Tomate cherry
Júpiter
Sandía
Tierra
Tomate cherry
¿Qué tan grandes son los planetas?
Aquí están los tamaños relativos de
los planetas del Sistema Solar. El Sol
sería tan grande como si tuviera de
diámetro 10 veces la sandía
Neptuno
Lima
Saturno
Toronja grande
Mercurio
Pimienta
Marte
Arándano
Urano
Manzana
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Planetas enanos
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Según la definición adoptada por la UAI, un planeta
enano es un cuerpo celeste que:
–
Está en órbita alrededor del Sol
–
Tiene suficiente masa para que asuma una forma
prácticamente esférica
–
No es un satélite de un planeta u otro cuerpo no estelar
–
No ha limpiado la vecindad de su órbita
Entonces el Sistema Solar tiene varios planetas
enanos
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Planetas enanos
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Cometas
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Son cuerpos celestes constituidos por hielo, polvo y
rocas que orbitan alrededor del Sol siguiendo
diferentes trayectorias elípticas, parabólicas o
hiperbólicas
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Forman parte del Sistema Solar
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Tienen tamaños de hasta decenas de kilómetros
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Se subliman en las cercanías del Sol
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A 5-10 UA del Sol desarrollan una atmósfera
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Tienen apariciones periódicas
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Cometa ISON
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Crédito imagen: Damian Peach
Núcleo del cometa 103P/Hartley
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Crédito imagen: Sonda Deep Impact
Asteroides
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Son “pequeñitos planetitas” rocosos
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La mayoría se encuentra entre Marte y Júpiter
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Algunos siguen órbitas diferentes, hacia el centro del Sistema
Solar o cerca de la Tierra
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Hay otros en la órbita de Júpiter
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Tamaño de los asteroides (diámetros):
–
200 tienen más de 100 km
–
2,000 tienen más de 10 km
–
2 millones tienen más de 1 km
–
Miles de millones son más pequeños
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Asteroides
Troyanos
Cinturón
principal
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Meteoroide
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Meteoro (estrella fugaz)
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Meteorito
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Estrellas
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Son esferas luminosas de gas que brillan
gracias a las reacciones de fusión nuclear
Mantienen su forma esférica gracias al
equilibrio hidrostático
Nacen en nubes de gas y polvo (nebulosas)
Mueren de diferentes maneras dependiendo
de la masa que tengan
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Formación estelar
Grumo de gas
Gravedad
Nube molecular
Materia
cayendo
Disco nebular
Fragmentos de nube
Viento estelar
Protoestrellas
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Evolución estelar
Alta masa
Masa intermedia
Baja masa
Baja masa
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Crédito imagen: NASA/CXC/SAO
Cúmulos de estrellas
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Es un grupo de estrellas atraídas entre sí por su
gravedad
Los hay de dos tipos
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Cúmulos abiertos
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–
Contienen millares de estrellas jóvenes, ricos en metales,
pertenecen al disco de la galaxia, tamaños de unos pocos pársecs
Cúmulos globulares
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Contienen millones de estrellas viejas, pobres en metales,
pertenecen al halo de la galaxia, tamaños de unos pocos pársecs
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Cúmulo abierto Pléyades M45
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Crédito imagen: APOD 03 de septiembre de 2012
Cúmulo globular M71
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Crédito imagen: APOD 10 de diciembre de 2014
Las trazas de las estrellas
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Se consigue lograr fotografías de las trazas
estelares tomando fotografías de larga
exposición, esto es, con el obturador abierto
por varios minutos
Nos indican el camino por el cual se mueven
las estrellas en el cielo
Los caminos van a ser diferentes dependiendo
de a qué parte del cielo miremos
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Luces de bengala
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Trazas estelares
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Crédito imagen: J. J. Losada
Nebulosas
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Son regiones del medio interestelar constituidas
por gas y polvo
En muchas de ellas nacen las estrellas:
–
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Nebulosas de absorción, emisión y reflexión con
tamaños desde unos pocos hasta cientos años luz
Otras son el resultado de la muerte de una estrella:
–
Nebulosas planetarias con tamaños como de 1 año luz
y remanentes de supernova con tamaños como de 11
años luz
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Nebulosa cabeza de caballo
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Crédito imagen: APOD 07 de octubre de 2003
Nebulosa de Orión
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Crédito imagen: APOD 04 de noviembre de 2015
Nebulosas planetarias
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Crédito imagen: ESA/HUBBLE, NASA, ESO
Supernova 1054
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Crédito imagen: APOD 16 de agosto de 2015
Agujeros negros
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La región del espacio en donde la densidad es tan
grande que ni la luz puede escapar se llama agujero
negro
Si un objeto con una masa de al menos 3 Msol se
convierte en un agujero negro, colapsa
Un agujero de esa masa formaría un agujero negro del
tamaño de una ciudad (~18 km de diámetro).
No se conoce nada que pueda parar la gravedad y el
colapso forma una punto de densidad infinita llamada
singularidad.
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Agujero negro estelar
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Agujero negro supermasivo
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Crédito imagen: NASA/JPL-Caltech
Galaxias
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Son un conjunto de estrellas, nubes de gas, planetas, polvo,
materia oscura y energía unidos gravitacionalmente
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Tienen subestructuras como nebulosas y cúmulos estelares
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Se clasifican de acuerdo a su morfología visual
–
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Galaxias elípticas, espirales barradas y no barradas, lenticulares,
irregulares, starburst, radiogalaxias y cuásares
Existen más de 100 mil millones de galaxias en el Universo
observable
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Tienen tamaños entre 100 y 100 mil pársecs
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Están separadas por 1 millón de pársecs
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Galaxia elíptica M87
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Crédito imagen: APOD 20 de mayo de 2010
Galaxia espiral no barrada M74
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Crédito imagen: APOD 06 de abril de 2011
Galaxia espiral barrada NGC1300
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Crédito imagen: APOD 12 de enero de 2005
Galaxia lenticular NGC5866
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Crédito imagen: APOD 09 de marzo de 2016
Galaxia irregular Nube Mayor
de Magallanes
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Crédito imagen: APOD 28 de mayo de 2013
Colisión de galaxias NGC4038 y
NGC4039
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Crédito imagen: APOD 12 de febrero de 2015
Colisión de galaxias NGC4038 y
NGC4039
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Crédito imagen: APOD 24 de octubre de 2006
La Vía Láctea
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Es una galaxia espiral barrada donde se encuentra el
Sistema Solar y, por lo tanto, la Tierra
Tiene masa de 1012 masas solares y un diámetro de
100,000 años luz
Contiene entre 200 y 400 mil millones de estrellas
La distancia desde el Sol hasta el centro de la galaxia es
de 27,700 años luz o 8,500 pársecs
Forma parte de un conjunto de unas cuarenta galaxias
llamado Grupo Local, y es la segunda más grande y
brillante
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Vista de canto
y de perfl
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Crédito imagen: ESA Science and Technology
Vía Láctea en Atacama
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Crédito imagen: Ramiro Franco
El Universo observable
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Tiene un tamaño de 28 mil millones de pársecs
Tiene una edad de 13 mil 800 millones de
años
Está constituido por 71.4% energía oscura,
24% de materia oscura y 4.6% de materia
observable (galaxias)
Las galaxias están constituidas por 75% de H,
20% de He y 5% de elementos pesados
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Estructura del Universo
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Vista panorámica de todo
el cielo en infrarrojo
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Crédito imagen: 2MASS
La escala del Universo
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¿Qué es lo que se puede ver?
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Crédito imagen: National Geographic
Brazos espirales de nuestra galaxia
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