el cielo estrellado
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36 CAPÍTULO 2 El cielo estrellado La Cruz del Sur Cuando las carabelas voladoras al fin trazaron sobre el mar sus huellas, fueron rasgando por delante dellas la inmensidad con sus tremantes proas. Entonces Dios, en las nocturnas horas, tras el misterio de las tardes bellas, una cruz dibujó con cuatro estrellas en el lienzo que pinta sus auroras. Quedó la cruz como argentado broche, que en la punta de un velo resplandece, dejando ver radiantes simbolismos; y hoy, sobre el terciopelo de la noche, en la profunda oscuridad, parece la condecoración de los abismos. José Santos Chocano Escritor peruano, 1875 - 1934 El Atlas de Farnese Estatua romana construida en mármol que muestra las antiguas constelaciones griegas. Atlas sostiene sobre sus hombros la esfera del cielo en la que aparecen 41 constelaciones y círculos de referencia (ecuador, trópicos, etc.) www.editorialcontexto.com.uy - Tel (02) 901 94 93 37 Desde tiempos inmemoriales el hombre ha contemplado el cielo. La sucesión de días y noches, junto al notorio cambio del aspecto lunar en el cielo, deben haber sido los primeros descubrimientos astronómicos del hombre prehistórico. Al salir de su caverna, en las noches cálidas y despejadas, debe haberse entretenido contemplando la silenciosa belleza del cielo estrellado. Este paisaje sereno e ineludible, le permitió sentirse seguro y en casa, aunque estuviera en continuo peregrinar. El cielo lo acompañaba a donde se desplazara, sin necesidad de llevarlo consigo, por lo que nuestros antepasados deben haber reconocido una visión familiar en él. El cielo es un verdadero oasis de tranquilidad y, además, es poco cambiante en contraposición con la dinámica del mundo cotidiano. El hombre primitivo en épocas muy remotas percibió que todo el cielo junto con las estrellas, cambiaba lenta y regularmente de posición, pero las figuras que podía trazar con las estrellas se conservaban invariables con el paso de los días y a través de los años. Al irse familiarizando con las estrellas, los pueblos nómadas descubrieron cómo utilizarlas para orientarse en su deambular. Marineros, aviadores y exploradores se han servido de las estrellas para orientarse. Incluso hoy, en la era espacial, las estrellas siguen siendo los puntos básicos de referencia en nuestros viajes interplanetarios. www.editorialcontexto.com.uy - Tel (02) 901 94 93 38 CAPÍTULO 2 • EL CIELO ESTRELLADO ASTROLABIO • Astronomía 1er. AÑO C.B. ESTE CIELO QUE NOS ENVUELVE El cielo es una ilusión óptica Fig. 1 Representación del cielo como una bóveda que recubre al observador. Cuando nos encontramos en un lugar descubierto de obstáculos, por ejemplo en el campo o en el mar, tenemos la impresión de estar bajo una especie de techo gigantesco con forma de bóveda. Todos los astros parecen estar unidos a ella. Nos sentimos en el centro de esa bóveda celeste que nos recubre por todas partes y que se apoya sobre el horizonte. Esta ilusión óptica, propia de todos los seres humanos, generó el concepto de cielo. Al mirar el cielo de noche, parece que miles de estrellas están distribuidas en una bóveda aproximadamente esférica. La causa de que todos los astros parezcan estar a una misma distancia de la Tierra y de que los veamos mover por la superficie cóncava de la bóveda celeste, es otra ilusión óptica. El horizonte nos impide ver lo que está debajo de él. Si miramos al cielo por espacio de unas horas, veremos que algunas estrellas desaparecen bajo el horizonte mientras surgen otras. Este fenómeno nos sugiere que las estrellas están dispuestas sobre una gran esfera; de la cual, en cualquier instante, sólo apreciaremos la mitad. La luz solar y la atmósfera causan el color del cielo El cielo puede presentar distintas coloraciones dependiendo de la hora del día o del estado del tiempo atmosférico. En un día sin nubes, el cielo es azul claro durante la mañana y la tarde. Al ocultarse el Sol, tonalidades rojizas y anaranjadas tiñen la zona del cielo próxima a la puesta del Sol. En la noche puede observarse azul oscuro o negro. Para ver el cielo de color negro debemos estar en un lugar distante de las luces de una ciudad y cuando no es visible la Luna. La interacción entre la luz del Sol y los componentes de la atmósfera es la causa del color del cielo. Lo vemos azul por la combinación de dos efectos: 1- dispersión de luz: si un rayo de luz blanca se refracta en un prisma de vidrio, se desvía en distintas direcciones (se dispersa) originando una franja de colores: violeta (luz de longitud de onda corta), azul, verde, amarillo, anaranjado y rojo (luz de larga longitud de onda). 2- difusión de luz: si las partículas de la atmósfera tienen un tamaño igual o menor al de la longitud de onda de la luz incidente, ésta cede parte de su energía a los átomos. Pero esa energía no queda almacenada en el aire, porque los átomos emiten toda la energía en forma de luz y en cualquier dirección. Las moléculas de nitrógeno y los átomos de oxígeno de la atmósfera difunden luz azul en todas direcciones, que se dispersa por el aire al incidir sucesivamente en otras moléculas. www.editorialcontexto.com.uy - Tel (02) 901 94 93 ASTROLABIO • Astronomía 1er. AÑO C.B. El color rojo que adquiere el cielo durante los crepúsculos se debe a la presencia de los granos de polvo atmosférico. En las salidas o puestas del Sol, la luz blanca recorre un camino más largo dentro de la atmósfera y las partículas de polvo que se encuentran cercanas a la superficie terminan absorbiendo la luz azul y verde y dispersando el rojo. La luz anaranjada y la roja siguen un camino casi rectilíneo hasta el observador, por eso el cielo presenta una coloración amarillenta o rojiza. Si la atmósfera no existiera, el cielo sería siempre negro con estrellas resplandeciendo en él, tanto de día como de noche. Lo que se ve de día EL CIELO ESTRELLADO • CAPÍTULO 2 Al atardecer, el camino que recorre la luz solar dentro de la atmósfera es mayor, produciendo un efecto de refracción más grande. Por ello, la ilusión óptica de un Sol más ancho y achatado. El astro más brillante del cielo es el Sol que se observa como un círculo incandescente. Su intenso brillo no deja ver a las estrellas. La Luna es otro círculo de luz que, en determinadas ocasiones, puede verse tanto de día como de noche. Tiene la particularidad de cambiar regularmente de forma: unas veces, es un círculo luminoso completo, otras, un semicírculo o un delgado huso. Cuando brilla en el cielo nocturno se siguen viendo las estrellas pues su luz es más débil que la del Sol. Este hecho permite observar cómo cambia de posición noche tras noche. Y lo que se ve de noche Además de la Luna, en una noche oscura resplandecen cientos de puntos con distintos brillos: son las estrellas. Éstas parecen moverse en la bóveda celeste manteniendo sus distancias relativas, hecho que determinó que desde la antigüedad se las agrupara para formar las constelaciones. También se pueden observar cinco puntos de luz, como si fueran estrellas, pero con otras características. Tienen la particularidad de moverse entre las estrellas fijas, cada uno con una trayectoria y velocidad propia. Por su propiedad de moverse (o deambular) entre las estrellas, los antiguos griegos los bautizaron como planethe (del griego, “vagabundo”, “errante”) Luego se denominaron Mercurio, Venus, Marte, Júpiter y Saturno. La constelación del Escorpión está constituida por estrellas del hemisferio sur del cielo. La Vía Láctea se observa como una franja angosta y de brillo débil, que cruza todo el cielo. Eventualmente se puede observar algún cometa, su aspecto es el de un punto brillante rodeado de un pequeño círculo nebuloso que puede presentar un aspecto alargado. El aspecto de un cometa suele ser poco importante, pero en ocasiones se hacen notables por su brillo y su forma tan particular. La observación del cielo durante varias horas de la noche nos permite contemplar algunas estrellas fugaces. Tienen el aspecto de un punto luminoso que corre rápidamente y deja tras de sí una estela luminosa, para “apagarse” apenas algún segundo después de hacerse visible. La Vía Láctea es una franja blanquecina y de luz tenue que cruza todo el cielo. www.editorialcontexto.com.uy - Tel (02) 901 94 93 39 40 CAPÍTULO 2 • EL CIELO ESTRELLADO ASTROLABIO • Astronomía 1er. AÑO C.B. LA MAGIA DEL CIELO CONSTELADO La imaginación del hombre llenó el cielo de imágenes El conocimiento de las constelaciones es fundamental para el estudio del cielo. Una constelación es una agrupación aparente de estrellas. Conociendo bien las constelaciones y sus posiciones a lo largo del año, las estrellas son útiles para orientarse o para saber fecha y hora aproximada. Las estrellas que forman una constelación se observan en una misma región del cielo, es decir, aproximadamente en la misma dirección; pero no tienen, necesariamente, una relación física entre ellas. El globo de Mainz. Es una representación del cielo estrellado de la época romana. En él se dibujaron las constelaciones boreales catalogadas por el griego Hiparco. Las primeras constelaciones se delinearon con las estrellas más brillantes del cielo dibujando animales, seres mitológicos o formas geométricas. Generalmente es difícil asociar la disposición de las estrellas con aquello que significa su nombre. Los distintos pueblos reflejaron el entorno de su época, con un impresionante espíritu creativo. La mayoría de las constelaciones boreales tienen nombres mitológicos En las obras de Homero, Hesíodo, Eudoxio e Hiparco aparecen muchas constelaciones con un origen mitológico, las que reflejan las leyendas griegas antiguas. Hacia el siglo IV A.C. los babilonios y los griegos, identificaron la región del cielo de 12 constelaciones que recorre el Sol a lo largo del año. A esta zona la denominaron Zodiakos (del griego, “círculo de animales”). En algunos textos cuneiformes de aquella época ya aparecen el León, el Toro y el Escorpión Representación del hemisferio norte del cielo. Cita de constelaciones en la Biblia “31 ¿Puedes tú atar firmemente las ligaduras de la constelación Kimá, o puedes desatar las cuerdas mismas de la constelación Kesil? 32 ¿Puedes hacer salir la constelación Mazarot a su tiempo señalado? Y en cuanto a la constelación Ash al lado de sus hijos, ¿puedes conducirlos?” Job 38, versículos 31 y 32 www.editorialcontexto.com.uy - Tel (02) 901 94 93 ASTROLABIO • Astronomía 1er. AÑO C.B. EL CIELO ESTRELLADO • CAPÍTULO 2 Durante el segundo siglo de nuestra era, el astrónomo egipcio Ptolomeo, realizó un catálogo de más de mil estrellas agrupadas en casi medio centenar de constelaciones. Esta lista la publicó en su obra principal, titulada Mathematike Syntaxis (“Sintaxis Matemática”, traducida por los árabes como “Almagesto”). Son ejemplos de estas constelaciones la Osa Mayor, Orión y el Can Mayor. Los astrónomos Bayer y Lacaille catalogaron varias constelaciones australes Sin lugar a dudas, algunos de los pueblos que habitaron la América precolombina o los demás territorios al sur del ecuador, también crearon sus propias constelaciones. Las grandes expediciones del siglo XVI, dieron origen a los nombres europeos de muchas constelaciones del hemisferio sur. En 1603, el astrónomo Johan Bayer (1572- 1625) publicó un catálogo de estrellas, en el cual agregaba nuevas constelaciones a la lista de las reconocidas desde la antigüedad. Les asignó nombres de seres terrestres o marinos descubiertos en los viajes interoceánicos. Surgieron así, la Grulla, el Pez Volador, el Pavo Real y otras. A fines del siglo XVII, el astrónomo Johannes Hevelius (1611-1687) elabora un nuevo catálogo de estre- Representación del hemisferio sur del cielo. llas, fusionando el norte y el sur y agregando nuevas constelaciones. Para ello, utilizó pequeñas áreas del cielo que contienen estrellas de poco brillo y que habían sido dejadas de lado. Así aparecieron el Unicornio, la Mosca, la Paloma, los Lebreles y el Lagarto, entre otras. En 1750 el viaje del astrónomo Louis Lacaille (1713 -1762) al Cabo de Buena Esperanza, propició la creación de nuevas constelaciones australes. Sus nombres, a excepción de la Mesa, son de instrumentos científicos. Así aparecieron las constelaciones de la Escuadra y el Octante, entre otras. El orden actual se propuso a comienzos del siglo veinte En 1922, el Congreso Astronómico Internacional puso un orden definitivo. Se conservaron los nombres antiguos que los europeos dieron a la mayoría de las constelaciones. Desde entonces, el cielo está dividido en 88 regiones. Estas constelaciones se delimitan por círculos de declinación y paralelos celestes. Así, cualquier punto del cielo pertenece a una determinada constelación. Las 88 constelaciones que se observan en todo el cielo se pueden dividir en 53 constelaciones australes y 35 boreales. www.editorialcontexto.com.uy - Tel (02) 901 94 93 41 42 CAPÍTULO 2 • EL CIELO ESTRELLADO ASTROLABIO • Astronomía 1er. AÑO C.B. Propuestas para cambiar el nombre de algunas constelaciones En distintas épocas existieron intentos de cambiar el nombre de algunos astros o de alguna constelación. Uno de estos ejemplos fue el de los eclesiásticos del siglo XVII, quienes propusieron una representación más “cristiana” para el cielo. Así, a la constelación de Aries se la intentó llamar Apóstol Pablo; al Sol, llamarlo Jesucristo y a la Luna, Virgen María. Otro ejemplo reformista fue propuesto en 1808 por un grupo de “seguidores” de Napoleón. Ellos intentaron cambiar el nombre de Orión por el de este Emperador. Cualquiera de estas propuestas nunca prosperaron. Los nombres de las 88 constelaciones Nombre Abr. Significado Nombre Abr. Significado Andromeda And Andrómeda Lacerta Lac Lagartija Antlia Ant Inflador Leo Leo León Apus Aps Ave del Paraíso Leo Minor Lmi León Menor Aquarius Aqr Aguatero Lepus Lep Liebre Aquila Aql Águila Libra Lib Balanza Ara Ara Altar Lupus Lup Lobo Aries Ari Carnero Lynx Lyn Lince Auriga Aur Cochero Lyra Lyr Lira Bootes Boo Boyero Mensa Men Mesa Caelum Cae Cincel Microscopium Mic Microscopio Camelopardalis Cam Jirafa Monoceros Mon Unicornio Cancer Cnc Cangrejo Musca Mus Mosca Canes Venatici CVn Perros de caza Norma Nor Escuadra Canis Major Cma Can mayor Octans Oct Octante Canis Minor Cmi Can menor Ophiuchus Oph Serpentario Capricornius Cap Cabra Orión Ori Gigante cazador Carina Car Quilla del navío Argos Pavo Pav Pavo real Cassiopeia Cas Casiopea Pegasus Peg El caballo alado Centaurus Cen Centauro Perseus Per Perseo Cepheus Cep Cefeo Phoenix Phe Ave Fénix Cetus Cet Ballena Pictor Pic Caballete del pintor Chamaeleon Cha Camaleón Pisces Psc Peces Circinus Cir Compás Piscis austrinus PsA Pez austral Columba Col Paloma Puppis Pup Popa del navío Argos Coma Berenices Com Cabellera de Berenice Pyxis Pyx Brújula del navío Argos Corona Australis CrA Corona austral Reticulum Ret Red o retículo Corona Borealis CrB Corona boreal Sagitta Sge Flecha Corvus Crv Cuervo Sagittarius Sgr Arquero Crater Crt Cráter Scorpius Sco Escorpión Crux Cru Cruz del Sur Sculptor Scl Escultor Cygnus Cyg Cisne Scutum Sct Escudo Delphinus Del Delfín Serpens Ser Serpiente Dorado Dor Dorado Sextans Sex Sextante Draco Dra Dragón Taurus Tau Toro Equuleus Equ Protillo Telescopium Tel Telescopio Eridanus Eri Río Erídano Triangulum Tri Triángulo Fornax For Horno Triangulum australe TrA Triángulo austral Gemini Gem Gemelos Tucana Tuc Tucán Grus Gru Grulla Ursa Major UMa Osa Mayor Hercules Her Héroe mitológico Ursa Minor UMi Osa Menor Horologium Hor Reloj Vela Vel Vela del navío Argos Hydra Hya Anguila hembra Virgo Vir Virgen Hydrus Hyi Anguila macho Volans Vol Pez volador Indus Ind Indio Vulpécula Vul Zorra www.editorialcontexto.com.uy - Tel (02) 901 94 93 ASTROLABIO • Astronomía 1er. AÑO C.B. EL CIELO ESTRELLADO • CAPÍTULO 2 LEYENDO LEYENDAS... El mito de Orión Para los griegos antiguos, Orión era un gigante cazador, de orgullo y belleza inigualable. Está representado en el cielo junto a sus dos perros de caza, el Can Mayor y el Can Menor, y a sus pies está agazapada una Liebre. Una vez, Orión reunió a todas las grandes bestias del mundo y les anunció que las mataría. La Tierra lo oyó y envió contra él a un mortal y silencioso animal: el Escorpión. Este pequeño animal picó el talón del gigante Orión, inoculándole su veneno. Cuando las pinzas del Escorpión asoman sobre el horizonte oriental, Orión se acuesta sobre occidente, ocultándose humillado. Después de su puesta, el Escorpión se eleva triunfante para reinar en el cielo nocturno. Representación de Orión visto desde el hemisferio norte. La leyenda de Suhel Según una leyenda árabe, la estrella Suhel (nuestra Canopus) vivía con sus dos hermanas, las Shiras, en la ribera norte del río celestial (la Vía Láctea). Allí se enamoró de una hermosa vecina, la Djauza (Novia) que se representaba con parte de las estrellas de la actual constelación de Orión. Cuando la obtiene por esposa la abrazó con tal pasión que le rompió la columna vertebral. Como los parientes de la novia querían vengarse, Suhel debió huir cruzando la Vía Láctea. Se estableció en una remota región del cielo austral. Una de sus hermanas, la brillante estrella Sirio, tuvo el coraje de seguirlo y cruzó el río celeste brillando hasta hoy con notoria belleza. La otra hermana, la estrella Proción, jamás se atrevió a cruzar el río y su llanto interminable empaña su brillo. El mito de la estrella Canguro Representación de la constelación de la Djauza. Una tribu australiana llamó el Canguro a la brillante estrella Capella. El movimiento del cielo hace que esta estrella sea seguida por otras dos, los gemelos Castor y Pollux de la mitología griega. La tribu las asoció con dos hermanos cazadores que perseguían de cerca al Canguro, obligándolo a una rápida ocultación. Sin embargo, moría debajo del horizonte y los cazadores lo asaban. El humo de su hoguera es la Vía Láctea que resplandece alta en el cielo de Australia en esa época del año. La leyenda del cazador furtivo En una narración de los indios de Guyana, las actuales constelaciones del Centauro y la Cruz del Sur, representaban un árbol en cuya copa estaba posado un pájaro. Hacia él se dirigía un cazador furtivo, nuestra estrella Beta del Centauro, quien para evitar que su presa se espantara, detrás de sí traía una antorcha, representada en el lugar de la brillante estrella Alfa del Centauro. www.editorialcontexto.com.uy - Tel (02) 901 94 93 43 44 CAPÍTULO 2 • EL CIELO ESTRELLADO ASTROLABIO • Astronomía 1er. AÑO C.B. LA ALBORADA DE LA ASTRONOMÍA La revolución agrícola hizo sedentario al hombre Hace unos 10.000 años, en la Tierra, sobrevino un clima favorable después de la desaparición de los glaciares. La civilización de las tribus paleolíticas fue sustituida por otra civilización que se completa y se perfecciona en el Neolítico, cuyo punto de partida puede fijarse, aproximadamente, en unos 7.000 años atrás. La revolución neolítica dio origen a lo que se conoce como la civilización agrícola. Los hombres de esta época pulían la piedra, modelaban la arcilla y se agrupaban en pequeños poblados. Y lo más importante, aprendieron a trabajar la tierra y a criar animales. Toda la mentalidad de esta época es mágica. El hombre está convencido de que los ríos, las plantas, el mundo circundante, tienen un alma como la suya. Las ceremonias rituales tienen la finalidad de contentar a los dioses. Formación prehistórica de monolitos en Stonehenge, Inglaterra. Posiblemente fue utilizado como observatorio astronómico El caracol maya. Obsérvese el notable parecido con los actuales observatorios. La Astronomía surgió como consecuencia de las necesidades cotidianas de los pueblos primitivos. Entre ellas: la medición del tiempo, la determinación del comienzo de las estaciones y la necesidad de explicar los fenómenos de la naturaleza. Babilonios, chinos, mayas, egipcios y griegos adquirieron conocimientos astronómicos elementales, a partir de observaciones del cielo a simple vista. Éstos se utilizaron con fines prácticos y mítico-religiosos. El observatorio prehistórico de Stonehenge, en Inglaterra, se construyó con fines esencialmente religiosos. Consiste en un conjunto de enormes monolitos que fueron transportados desde Gales, hace unos 4.000 años. Además, se observa un círculo con 56 agujeros, rodeando la estructura interior del observatorio. Este observatorio se pudo utilizar como calendario, ya que permite determinar el comienzo de las estaciones. También sirve para seguir el movimiento de la Luna en el cielo y, quizás, como predictor de eclipses. www.editorialcontexto.com.uy - Tel (02) 901 94 93 EL CIELO ESTRELLADO • CAPÍTULO 2 ASTROLABIO • Astronomía 1er. AÑO C.B. Los sumerios inventaron la escritura cuneiforme Hace unos 6.000 años, en Sumer, sobre el Golfo Pérsico, los sumerios inventaron la escritura cuneiforme. Los caracteres, impresos sobre tablillas de arcilla, tienen forma de cuña, de allí su nombre. Con la escritura se desarrollaron las ciencias: la Matemática para proyectar edificios; la Astronomía, para medir el tiempo y entender los cielos; la Medicina, para curar las enfermedades. Los pueblos babilónicos desarrollaron la astrología La Astronomía babilónica era, principalmente, astrología. Los habitantes de la Mesopotamia eran adoradores de las estrellas, como los del período sumerio. Usaban un calendario lunisolar. El pueblo babilónico, como el egipcio, parece haber llegado a la idea de que el Universo es un espacio cerrado con los límites materiales bien definidos, teniendo por suelo a la Tierra y por cúpula al firmamento. Este concepto de un Universo finito y cerrado se conservó hasta el siglo XVII. Los chinos realizaron valiosas observaciones astronómicas Los astrónomos chinos observaron fenómenos celestes extraordinarios, cuya descripción ha llegado hasta nuestros días. La antigua Astronomía estelar china difiere mucho de la babilónica y de la occidental. Por ejemplo, el ecuador celeste se dividía en 28 “casas” y el número de constelaciones ascendía a 284. Utilizaban un año lunisolar con un ciclo de 19 años. Creían que los eclipses ocurrían porque el Sol y la Luna, a veces, eran devorados por dragones. A partir del 1700 a.C., durante la China Imperial, el mundo se representaba como un carro. La Tierra (cuadrada) es la caja, y el cielo (redondo) es el dosel. El Río Celeste (la Vía Láctea) fluía sobre sus cabezas. Los chinos se ubicaban sobre la tierra en el lugar central, al que denominaban el País del medio. Esquema egipcio que representa la Creación. Al centro está Shu, el dios de la luz y del aire. Sostiene a Nut, la diosa del cielo, mientras el dios de la Tierra (Geb) está reclinado en el piso. Algunas deidades menores prestan su ayuda. Investiga ¿Cuáles fueron los principales instrumentos que se utilizaron en Astronomía antes de la invención del telescopio? Los incas Los incas, como muchos otros pueblos antiguos, realizaron observaciones de los fenómenos celestes más notables. Delinearon algunas constelaciones en el cielo, las que recibieron nombres de animales. Observaron la salida y puesta del Sol a lo largo del año para determinar el comienzo de las estaciones, con fines agrícolas. También registraron el movimiento de la Luna y elaboraron un calendario lunar para las fiestas religiosas. Sobre los eclipses solares, creían que un puma intentaba devorar a Inti (dios del Sol). El Qori-Kancha o Templo del Sol, en Cuzco, capital del Imperio incaico. Los españoles destruyeron parte del templo y sobre sus restos construyeron la Iglesia de Santo Domingo. www.editorialcontexto.com.uy - Tel (02) 901 94 93 45 CAPÍTULO 2 • EL CIELO ESTRELLADO ASTROLABIO • Astronomía 1er. AÑO C.B. LAS LUCES DEL CIELO de la Revista “Sky and Telescope” 46 No todos los astros presentan el mismo brillo Cuando miramos las estrellas podemos percibir que se diferencian por sus brillos, siendo algunas más brillantes que otras. Desde la antigüedad, el brillo aparente de los astros se clasificó en grupos que se designan como magnitudes aparentes. El brillo de los astros que vemos en el cielo no es el real, porque ellos se encuentran a diferentes distancias de nosotros. La magnitud aparente, entonces, se refiere al brillo observado. Hiparco de Nicea (¿? – 127 a.C) clasificó a las estrellas por su brillo en seis categorías. A cada grupo lo designó con un número entre 1 y 6. Las estrellas más brillantes del cielo, que son las primeras en observarse después de la puesta del Sol, fueron designadas como de primera magnitud (o de magnitud 1) y las menos brillantes, como estrellas de sexta magnitud (o de magnitud 6). Por esta razón, a los astros más brillantes del cielo le corresponden números de magnitudes más pequeñas y a los menos brillantes, números de magnitudes más grandes. En 1609 cuando Galileo apuntó su telescopio al cielo descubrió que existen estrellas de menor brillo de las que se pueden observar a simple vista. A dichas estrellas se le designan números de magnitud mayores al 6. Con la construcción de telescopios con más aumentos, se percibieron astros cada vez más débiles en brillo, los que fueron clasificados con magnitudes cada vez mayores. Actualmente, el telescopio espacial Hubble detecta astros con magnitudes cercanas a 30. (fig. 2) Los astros más brillantes tienen magnitudes negativas Los primeros astrónomos apreciaban el brillo de los astros sin instrumentos. Este hecho introdujo errores en la designación de las magnitudes que deben corresponder a cada astro. Los astrónomos del siglo XIX, utilizando telescopios y fotómetros, lograron comparar brillos en forma muy precisa. Descubrieron que el brillo de todas las estrellas a las que Hiparco había clasificado como de primera magnitud, no era exactamente el mismo. Desde entonces, los astros más brillantes que los de primera magnitud estándar se clasifican dentro de las magnitudes negativas. Así, la magnitud aparente de la estrella más brillante del cielo (Sirio) vale –1,46. Dos astros que difieren en una magnitud tienen una diferencia de brillo de 2,5 veces Esquema que representa la escala de magnitudes aparentes En 1856, el astrónomo inglés Norman Pogson (1829- 1891) propuso definir con mayor claridad la escala de magnitudes aparentes utilizada hasta www.editorialcontexto.com.uy - Tel (02) 901 94 93 ASTROLABIO • Astronomía 1er. AÑO C.B. EL CIELO ESTRELLADO • CAPÍTULO 2 aquel momento. Estableció que una diferencia de cinco magnitudes entre dos astros cualquiera, se corresponde con una diferencia de brillo de 100 a 1. Así, una estrella de magnitud 7 se observa unas 100 veces menos brillante que otra de magnitud 2. Pogson calculó que entre dos magnitudes consecutivas, la diferencia de brillo es igual a 5√100 es decir, aproximadamente 2,512 veces. A partir de este valor se puede calcular cualquier diferencia de brillo, de la siguiente manera: • si dos astros se diferencian en 2 magnitudes, la diferencia de brillo entre ellos es de 2,512 X 2,512 (2,5122); esto es, 6,3 veces. • si dos astros de diferencian en 4 magnitudes , la diferencia de brillo entre ellos es de 2,512 X 2,512 X 2,512 X 2,512 (2,5124); vale decir unas 40 veces. Así, se deduce que el cálculo de cualquier diferencia de brillo se puede realizar a partir de la ecuación siguiente: Diferencia de brillo = 2,512 (diferencia de magnitudes entre los dos astros) En la actualidad, los instrumentos de alta precisión, permiten establecer diferencias de brillo equivalentes a décimas o centésimas de magnitud. Por ello, es común utilizar las magnitudes decimales. (cuadros 1 y 2) Un ejemplo práctico a) De las estrellas del cuadro 2 ¿Cuál es la estrella más brillante del cielo? Sirio es la estrella de mayor brillo porque es la que tiene el menor número de magnitud (- 1,46) b) De las estrellas del cuadro 2 ¿Cuál es la estrella menos brillante? Régulo es la estrella menos brillante de la lista porque tiene el menor número de magnitud (+ 1,35) c) Ordenar las estrellas del cuadro 2 de mayor a menor brillo: Sirio, Canopus, Arturo, Rigil Kentaro, Proción, Betelgeuse, Pollux, Acrux y Régulo. Ordenar las estrellas de mayor a menor brillo es lo mismo que ordenar sus magnitudes en forma creciente. d) Si la magnitud del planeta Urano es 5,5 ¿cuál es la diferencia de brillo con la estrella Betelgeuse? Primero encuentro la diferencia de magnitudes entre Urano y Betelgeuse: 5,5 – 0,5 = 5 Luego calculo la diferencia de brillo: 2,5125 = 100 (cuadro 1) - Significa que Betelgeuse es 100 veces más brillante que Urano. Cuadro Nº 1 Magnitud y brillo Diferencia de magnitud Razón de brillos (o intensidades) 0,1 1,096 0,2 1,202 0,3 1,318 0,4 1,445 0,5 1,585 1 2,512 2 6,310 3 15,85 4 39,81 5 100,0 Cuadro Nº 2 Las estrellas más brillantes del cielo Estrella m Sirio - 1,46 Régulo + 1,35 Proción + 0,38 Betelgeuse + 0,5 Rigil Kentaro - 0,01 Acrux + 1,33 Pollux + 1,14 Canopus - 0,72 Arturo - 0,04 www.editorialcontexto.com.uy - Tel (02) 901 94 93 47 48 CAPÍTULO 2 • EL CIELO ESTRELLADO ASTROLABIO • Astronomía 1er. AÑO C.B. CONSTRUYENDO EL CIELO La esfera celeste es una construcción geométrica Representación del cielo como una esfera que nos rodea Los astrónomos hacen uso de una esfera imaginaria en cuyo centro está la Tierra con un observador cualquiera. El radio es arbitrario y no muy grande, porque para las mediciones de la posición de los astros, las distancias reales no juegan ningún papel destacado. Sobre su superficie interna se proyectan las imágenes de los astros. Esta esfera convencional, que es sólo una construcción geométrica imaginaria, se llama esfera celeste. La esfera celeste se representa de acuerdo al lugar donde se encuentra un observador. Por ello, para su representación es necesario conocer la latitud de ese lugar. Puntos, rectas y planos que se trazan en una esfera celeste Fig. 3 Cenit y Nadir. Nadir Fig. 4 3 Horizonte astronómico. Fig. 5 3 El primer elemento que podemos trazar en dicha esfera es la vertical. Esta recta sigue, aproximadamente, la dirección del hilo de una plomada y pasa por el observador. El punto de intersección entre la vertical y la esfera celeste, se encuentra exactamente sobre la cabeza del observador y se denomina cenit. El punto que se encuentra exactamente debajo del observador, en la intersección de la vertical con la esfera celeste, es el nadir. (fig. 3) El plano perpendicular a la vertical y que pasa por el centro de la Tierra, al intersecarse con la esfera celeste determina una circunferencia máxima que se denomina horizonte astronómico. Este plano divide al cielo en dos partes iguales, la superior es el cielo visible para el observador mientras que la inferior es la bóveda invisible. (fig. 4) Se denomina eje del mundo a la recta que es la prolongación del eje de rotación terrestre. La inclinación de esta recta depende de la posición del observador sobre la superficie terrestre (latitud). El eje del mundo siempre se inclina el mismo ángulo de la latitud del lugar de observación. Los puntos de intersección entre el eje del mundo y la esfera celeste, son los polos celestes. El polo celeste que se ubica en el cielo visible del observador, es el que corresponde al hemisferio donde éste se encuentra. Por ejemplo, para el caso de Montevideo, el polo celeste sur se encuentra a 35º sobre el horizonte astronómico. Los polos celestes se mantienen inmóviles, a pesar de que la esfera celeste rota lentamente alrededor del eje del mundo. (fig. 5) Polos celestes. www.editorialcontexto.com.uy - Tel (02) 901 94 93 ASTROLABIO • Astronomía 1er. AÑO C.B. El plano perpendicular al eje del mundo y que pasa por el centro de la Tierra, al intersecarse con la esfera celeste determina una circunferencia máxima que se llama ecuador celeste. Este plano divide al cielo en dos semiesferas que reciben el nombre de hemisferios celestes sur y norte, respectivamente. La inclinación del ecuador celeste con respecto al horizonte astronómico, para cualquier observador, se puede calcular encontrando la diferencia entre 90º y la latitud del lugar de observación. (fig. 6) Los puntos de intersección entre el ecuador celeste y el horizonte astronómico son los puntos cardinales Este y Oeste. El plano que contiene al observador, a su cenit y a los polos celestes, se interseca con la esfera celeste determinando otro círculo máximo denominado meridiano local. Los puntos de intersección entre el meridiano local y el horizonte astronómico son los puntos cardinales Sur y Norte. (fig. 7) Las circunferencias menores de la esfera que son paralelas al ecuador celeste se denominan paralelos celestes. EL CIELO ESTRELLADO • CAPÍTULO 2 Fig. 6 3 Ecuador celeste. Fig. 7 Puntos cardinales. Un ejemplo práctico Construcción de la esfera celeste para la ciudad de La Paz, Bolivia: latitud 16º S 1 - Construimos el círculo que representa el cielo y en cuyo centro se encuentra el observador. 2 - Trazamos la vertical y el plano del horizonte astronómico (color gris) 3 - Trazamos la línea del eje del mundo con una inclinación igual al valor de la latitud (16º). El polo celeste elevado es el Sur porque La Paz es una ciudad que está en el hemisferio sur de la Tierra. 4 - Dibujamos el plano del ecuador celeste , perpendicular al eje del mundo por el centro de la esfera. Su inclinación respecto al horizonte astronómico es 74º que surge de calcular 90º - 16º = 74º 5 - Representamos los cuatro puntos cardinales: Este y Oeste en la intersección del ecuador celeste con el horizonte astronómico. Norte y Sur en la intersección del horizonte astronómico con el meridiano local. www.editorialcontexto.com.uy - Tel (02) 901 94 93 49 50 CAPÍTULO 2 • EL CIELO ESTRELLADO ASTROLABIO • Astronomía 1er. AÑO C.B. TODO PARECE GIRAR El cielo, aparentemente, realiza un giro completo en 24 horas Todos los astros participan del movimiento del cielo. Ese movimiento hace que diariamente veamos cómo los astros salen, se elevan hasta alcanzar su máxima altura, para luego bajar hasta desaparecer tras el horizonte. Sin embargo, es un movimiento que realiza el cielo en su conjunto, que se denomina Movimiento General Diurno (MGD). Fotografía artística que ilustra el MGD. La técnica de la fotografía de larga exposición, empleada para obtener esta imagen, permite registrar el movimiento que realiza el cielo constantemente. La observación del cielo durante unas horas nos enseña que la esfera celeste parece girar lentamente. Al mirar cerca del horizonte, vemos que hay una zona donde los astros van desapareciendo (ocultación), mientras que del lado opuesto surgen astros (salida). El movimiento del cielo es aparente, circular y retrógrado Conceptos científicos • altura: distancia angular entre el horizonte y un astro. Su valor es positivo si el astro está en la bóveda visible y negativo si se encuentra en la bóveda invisible. Investiga El movimiento del cielo presenta las siguientes características: es general, debido a que participan todos los astros en su conjunto. es diurno, ya que se completa en 24 horas sidéreas, o lo que es lo mismo, en un día. es aparente, porque es una ilusión causada por la rotación terrestre. Durante varios milenios el hombre creyó que la bóveda celeste entera giraba alrededor de la Tierra, completando un giro en 24 horas. Pero, desde hace algunos siglos, sabemos que en realidad es nuestro planeta el que gira sobre su eje una vez por día, provocando la apariencia del movimiento de la esfera celeste. es retrógrado, ya que el sentido de este movimiento es de oriente a occidente, es decir contrario a la rotación terrestre. Como consecuencia, todos los astros salen por la zona del horizonte que llamamos oriente y se ocultan por occidente. Un observador ubicado en cualquier lugar de nuestro hemisferio, y que mire en dirección sur, ve que todos los astros giran en sentido horario y alrededor de un punto imaginario. Por el contrario, si mira en dirección norte, le parece que se mueven en sentido antihorario. ¿Cómo se obtiene una fotografía de larga exposición? ¿Qué utilidad tiene en la Astronomía? Si puedes conseguir una cámara que permita obtener este tipo de fotografías, te proponemos que hagas algunas pruebas con ella. www.editorialcontexto.com.uy - Tel (02) 901 94 93 EL CIELO ESTRELLADO • CAPÍTULO 2 ASTROLABIO • Astronomía 1er. AÑO C.B. es circular, debido a que un observador del hemisferio sur, verá que to- dos los astros describen circunferencias concéntricas al polo celeste sur. Si el observador se encuentra en el hemisferio norte verá que el movimiento de todos lo astros tiene centro común en el polo celeste norte. es paralelo, porque las trayectorias circulares que describen todos los astros en el cielo son paralelas al ecuador celeste. Teniendo en cuenta esta característica, podemos agregar que la trayectoria de cualquier astro coincide con un paralelo celeste. es constante, ya que la esfera celeste se mueve con velocidad angular uniforme. Esto da la impresión de que cualquier astro describe una circunferencia por día. Un cálculo matemático permite deducir que el movimiento aparente de la esfera celeste es de 15º por hora. Un ejemplo práctico Al realizar una observación sobre la constelación de Orión, determiné que la estrella Rigel se movió 30º en su paralelo celeste. a) Describe las características del movimiento aparente observado en la estrella Rigel Rigel se movió de oriente a occidente (sentido retrógrado) describiendo un arco de circunferencia paralelo al ecuador y cuyo centro es el polo celeste sur, a una velocidad constante de 15º por hora. b) Si la observación comenzó a la hora 21:30 ¿Cuánto tiempo duró la observación? Si Rigel se movió 30º en su paralelo celeste mientras duró la observación, significa que estuve observándola durante 2 horas porque las estrellas se mueven a razón de 15º por hora: 15º x 2 = 30º. c) ¿A qué hora terminé la observación? Si la observación comenzó a la hora 21:30 y estuve observando a Rigel durante 2 horas (por la respuesta anterior), terminé la observación a las 23:30 horas. d) ¿Cuánto se desplazará Rigel durante 3 horas? Se desplazará 45º en su paralelo celeste porque la velocidad del movimiento aparente de los astros es de 15º por hora: 15º x 3 = 45º. Encuentro con la música y el cine: Te proponemos oír... Sirio de Alan Parsons Project Aldebarán de Enya Recuerdos de Orión de Emil Montgomery Pintando el cielo con estrellas de Enya “Tengo... una terrible necesidad... ¿diré la palabra?... de religión. Entonces salgo por la noche y pinto las estrellas.” y recomendamos ver: • 2001: Una odisea espacial Vincent van Gogh Anywhere is de Enya www.editorialcontexto.com.uy - Tel (02) 901 94 93 51 52 CAPÍTULO 2 • EL CIELO ESTRELLADO ASTROLABIO • Astronomía 1er. AÑO C.B. CAMINOS EN EL CIELO Fig. 8 Culminaciones de un astro Vimos que todos los astros visibles, al moverse en forma aparente por el cielo, describen recorridos circulares y paralelos al ecuador celeste. El esquema que aparece a la izquierda muestra la trayectoria de una estrella perteneciente al hemisferio celeste sur. Todas los astros pertenecientes a este hemisferio describen trayectorias en la semiesfera que contiene al polo celeste sur. El punto donde la estrella pasa de la bóveda invisible a la bóveda visible es el punto de salida del astro. Se ubica en el punto de intersección entre la trayectoria del astro y el horizonte oriental. Por su parte, el lugar por donde éste se oculta, se ubica en el punto de intersección entre su trayectoria y el horizonte occidental. Se llaman culminaciones de un astro a los pasos que éste realiza por el plano del meridiano local en su movimiento diurno. Por lo tanto, el punto más elevado de la trayectoria de un astro se encuentra en el plano meridiano y se denomina culminación superior; el punto opuesto es la culminación inferior. (fig. 8) Desde nuestra latitud (30º a 35º S), los astros pueden clasificarse en tres grupos de acuerdo a sus trayectorias: ASTROS PERPETUAMENTE VISIBLES ASTROS PERPETUAMENTE INVISIBLES ASTROS PERIÓDICAMENTE VISIBLES En el primer grupo, encontramos a los astros cuya culminación inferior ocurre en la bóveda visible del observador. Por lo tanto, sus trayectorias nunca cruzan el horizonte, permaneciendo siempre sobre él. Se llaman astros perpetuamente visibles. En Uruguay, un ejemplo de este grupo son las estrellas que componen la Cruz del Sur. En el segundo, están los astros cuya culminación superior ocurre en la bóveda invisible del observador. Permanecen siempre ocultos porque sus trayectorias nunca cruzan el horizonte. Es el grupo de los astros perpetuamente invisibles. En Uruguay, son ejemplos de este grupo las estrellas de la Osa Menor. En el último grupo, aparecen los astros cuya culminación superior se produce en la bóveda visible, mientras que su culminación inferior se produce en la bóveda invisible. Estos astros cruzan el horizonte dos veces al día, al salir y al ocultarse. Forman el grupo de los astros periódicamente visibles. Para un observador en Uruguay, son ejemplos de este grupo las estrellas de la constelación del Can Mayor. www.editorialcontexto.com.uy - Tel (02) 901 94 93 ASTROLABIO • Astronomía 1er. AÑO C.B. EL CIELO ESTRELLADO • CAPÍTULO 2 BUSCANDO EL ORIENTE Orientarse es determinar la dirección al oriente, desde un lugar cualquiera de la Tierra (que no coincida con los polos geográficos) respecto a un punto cardinal. Podemos orientarnos con el Sol La posición de los puntos cardinales se puede determinar utilizando el método gnomon. El procedimiento consiste en la colocación de una varilla en forma vertical sobre una superficie plana. (fig. 9) Antes del mediodía se debe marcar en dicha superficie la sombra que arroje la varilla. Luego, se traza un arco de circunferencia con centro en el punto de apoyo de la varilla y con un radio de igual longitud que la sombra marcada anteriormente. Durante la tarde, se realizará una nueva marca en el momento en que la longitud de otra sombra coincida con el radio del arco trazado. Quedará así determinado un ángulo cuyo vértice está en la base de la varilla. Con el trazado de la bisectriz de dicho ángulo se determina la dirección norte-sur, razón por la cual, siempre que la sombra de la varilla se proyecte sobre esta recta, señalará el punto cardinal Sur. Otra forma de orientase con el Sol, consiste en la observación de los lugares de salida o puesta del mismo a lo largo del año. Los puntos de salida y puesta del centro del disco solar en las fechas de los dos equinoccios, son los puntos cardinales Este y Oeste, respectivamente. Las fechas de los equinoccios corresponden aproximadamente con el 21 de marzo y el 23 de setiembre. La observación de las salidas y puestas del Sol en fechas cercanas a las anteriormente mencionadas, darán una aproximación bastante buena de los puntos cardinales Este y Oeste. Pero si la observación se realiza en fechas lejanas a los equinoccios, la determinación de esos puntos es bastante imprecisa. Fig. 9 Durante la mañana se trazan círculos cuyos radios tienen la longitud de la sombra de la varilla. Por la tarde se dibujan las sombras que coinciden con los radios de las circunferencias trazadas. La bisectriz del ángulo AOB señala la dirección norte-sur. La Cruz del Sur nos ayuda a determinar el Sur Para ubicar el punto cardinal Sur, desde un lugar del hemisferio austral, se puede utilizar la constelación de la Cruz del Sur. La distancia entre las estrellas α y γ de dicha constelación, suele denominarse “palo mayor” de la Cruz. Si se prolonga la longitud de dicho palo unas cuatro veces y media en la dirección de la estrella Acrux, se obtiene la posición aproximada del polo celeste sur. La proyección de dicho punto en el horizonte determinará el punto cardinal Sur. (fig. 10) Siempre que estemos mirando hacia el Sur, a nuestras espaldas estará el punto cardinal Norte, a nuestra izquierda el Este y a la derecha el Oeste. Fig. 10 Al prolongar 4 ½ veces el palo mayor de la Cruz del Sur se obtiene el polo celeste sur (PCS). Proyectando ese punto hasta el horizonte, se obtiene el Sur. www.editorialcontexto.com.uy - Tel (02) 901 94 93 53 54 CAPÍTULO 2 • EL CIELO ESTRELLADO ASTROLABIO • Astronomía 1er. AÑO C.B. Con Achernar y Agena también encontramos el Sur Este método consiste en trazar un segmento de recta imaginario que parta de la estrella Achernar (α Eridanus) y termine en Agena (β Centaurii). El punto medio de ese segmento se corresponde, aproximadamente, con la posición del polo celeste sur. Habiendo encontrado este punto, para ubicar el punto cardinal Sur se procede de la misma forma que cuando se utiliza la Cruz del Sur. La región del cielo donde aparece proyectado el polo celeste sur es un área despoblada de estrellas brillantes que pertenece a la constelación del Octante. El polo celeste norte coincide con una estrella de segunda magnitud de la constelación de la Osa Menor. Por ese motivo se la denominó Polaris (estrella polar). Orión nos ayuda a determinar el Este y el Oeste Para ubicar los puntos cardinales Este u Oeste se puede utilizar a la constelación de Orión. Para que la determinación de dichos puntos tenga cierta precisión, Orión debe observarse poco tiempo después de su salida o muy próximo a su puesta. Fig. 11 El punto cardinal Este está en la intersección del Ecuador Celeste (línea roja) con el horizonte. La estrella Mintaka, una de las Tres Marías en el cinturón de Orión, tiene la particularidad de situarse prácticamente sobre el ecuador celeste. Este hecho determina que su punto de salida coincida, aproximadamente, con el punto cardinal Este; mientras que el punto del horizonte por donde se oculta es, aproximadamente, el Oeste. (fig. 11) Un ejemplo práctico Desde un lugar con latitud 27º S observé la constelación de la Cruz del Sur según ilustra la imagen siguiente. 2 30º Polo Celeste Sur 1 a) Determina la posición del punto cardinal Sur. Para encontrar el polo celeste sur prolongo la longitud del palo mayor de la Cruz del Sur, hacia Acrux, 4,5 veces. Luego proyecto ese punto al horizonte y determino el Sur. b) Indica la altura del polo celeste sur. La altura es 27º porque el polo celeste siempre tiene una altura igual al valor de la latitud del observador. c) Dibuja la Cruz del Sur 2 horas después de esta observación. La Cruz del Sur se mueve conforme a las características del MGD, realizando un movimiento circular uniforme alrededor del polo celeste sur, en sentido retrógrado (horario visto desde el Sur) y a razón de 15º por hora por lo que en dos horas se habrá desplazado 30º (15º x 2). Utilizando un compás y haciendo centro en el polo celeste, trazo los arcos de las trayectorias aparentes de las estrellas de la Cruz del Sur (en sentido horario). Con un semicírculo determino el ángulo de 30º y dibujo las estrellas de la Cruz del Sur en la posición que se encontrarán dos horas después. www.editorialcontexto.com.uy - Tel (02) 901 94 93 ASTROLABIO • Astronomía 1er. AÑO C.B. EL CIELO ESTRELLADO • CAPÍTULO 2 CON LAS CARTAS SOBRE LA MESA Un mapa celeste o carta estelar es una representación de todo o de una parte del cielo. Como sucede con los mapas geográficos, las cartas estelares presentan ciertas deformaciones, como consecuencia de ser representaciones planas de superficies curvas. Pueden presentar distintos aspectos, dependiendo de la proyección utilizada para construirlos, de la zona de la esfera celeste que representen o de la cantidad de magnitudes estelares que abarquen. La razón que justifica el empleo de distintas proyecciones (ya estereográficas, ya cilíndricas) para representar toda la esfera celeste, es el hecho de evitar las deformaciones propias de aplanar una superficie esférica. CARTA ESTELAR DE LA REGIÓN CIRCUMPOLAR SUR www.editorialcontexto.com.uy - Tel (02) 901 94 93 55 56 CAPÍTULO 2 • EL CIELO ESTRELLADO ASTROLABIO • Astronomía 1er. AÑO C.B. É Í Ó Aldebarán Á Ó Á BOREAL Ó CARTA ESTELAR DE LA REGIÓN ECUATORIAL www.editorialcontexto.com.uy - Tel (02) 901 94 93 EL CIELO ESTRELLADO • CAPÍTULO 2 ASTROLABIO • Astronomía 1er. AÑO C.B. Ó Á Ó É www.editorialcontexto.com.uy - Tel (02) 901 94 93 57 58 CAPÍTULO 2 • EL CIELO ESTRELLADO ASTROLABIO • Astronomía 1er. AÑO C.B. PORQUE EN EL CIELO NADA SE PIERDE Las coordenadas ecuatoriales determinan la posición de los astros Las coordenadas ecuatoriales son las equivalentes en el cielo de las coordenadas geográficas en la Tierra. Se llaman coordenadas ecuatoriales porque, convencionalmente, se tomó al ecuador celeste como plano de referencia. De la misma forma que las coordenadas geográficas de un punto de la superficie terrestre se mantienen inalterables a pesar de la rotación de la Tierra, las coordenadas ecuatoriales de un astro no cambian durante la rotación diurna de la esfera celeste. La coordenada celeste que hace las veces de la latitud se denomina declinación, mientras que la coordenada que hace las veces de la longitud se llama ascensión recta. La declinación de un astro (δ) es la distancia angular entre el ecuador celeste y el astro. Se expresa entre 0º y 90º, utilizando grados, minutos y segundos de arco. Por convención, las declinaciones de los astros que se encuentran en el hemisferio celeste sur son negativas, mientras que las declinaciones de los astros del hemisferio celeste norte son positivas. La ascensión recta de un astro (α) es la distancia angular entre el círculo horario que pasa por el Punto Aries y el astro. Se acostumbra a expresarla en unidades de tiempo, entre 0 y 24 horas; utilizando horas, minutos y segundos. Conceptos científicos • círculos horarios: son las semicircunferencias que unen los polos celestes. • punto Aries: es el punto del ecuador celeste por donde pasa el centro del Sol en cada equinoccio de marzo. Un ejemplo práctico Determinar las coordenadas ecuatoriales de la estrella Altair: Para determinar la declinación de la estrella Altair, proyecto su posición en la escala de la derecha y estimo su valor. La declinación aproximada es + 8º (δ = + 8º). Á La ascensión recta de Altair, se estima proyectando la posición de la estrella en la escala inferior. Obteniéndose una ascensión recta aproximada de 19h 50min (α = 19h 50 min). www.editorialcontexto.com.uy - Tel (02) 901 94 93 EL CIELO ESTRELLADO • CAPÍTULO 2 ASTROLABIO • Astronomía 1er. AÑO C.B. lectura para debatir “ ...Por sí mismo, el conocimiento busca sólo resolver cuestiones tales como “A qué altura está el firmamento?”, “¿Por qué cae una piedra?”. Esto es la curiosidad pura, la curiosidad en su aspecto más estéril y, tal vez por ello, el más perentorio. Después de todo, no sirve más que al aparente propósito de saber la altura a que está el cielo y porqué caen las piedras. El sublime firmamento no acostumbra interferir en los asuntos de la vida y, por lo que se refiere a la piedra, el saber porqué cae no nos ayuda a esquivarla más diestramente o a suavizar su impacto en el caso de que se nos venga encima. No obstante, siempre ha habido personas que se han interesado por preguntas tan aparentemente inútiles y han tratado de contestarlas sólo por el puro deseo de conocer, por absoluta necesidad de mantener el cerebro trabajando. El mejor método para enfrentarse con tales interrogantes consiste en elaborar una respuesta estéticamente satisfactoria, respuesta que debe tener las suficientes analogías con lo que ya se conoce como para ser comprensible y plausible. La expresión “elaborar” es más bien gris y poca romántica. Los antiguos gustaban de considerar el proceso del descubrimiento como la inspiración de las musas o la revelación del cielo. En todo caso, fuese inspiración o revelación, sus explicaciones dependían, en gran medida, de la analogía. El rayo, destructivo y terrorífico, sería lanzado, a fin de cuentas, como un arma, y a juzgar por el daño que causa parece como si se tratara de un arma arrojadiza, de inusitada violencia. Semejante arma debe ser lanzada por un ente proporcionado a la potencia de la misma, y por eso el trueno se transforma en el martillo de Thor, y el rayo, en la centelleante lanza de Zeus. El arma sobrenatural es manejada siempre por un hombre sobrenatural. Así nació el mito. Las fuerzas de la naturaleza fueron personificadas y deificadas. Los mitos se interinfluyeron a lo largo de la historia, y las sucesivas generaciones de relatores los aumentaron y corrigieron, hasta que su origen quedó oscurecido...” Isaac Asimov - Astrónomo ruso-estadounidense. Extraído de “Introducción a las ciencias”, 1973. 1. ¿Qué diferencia hay entre curiosidad y saber? 2. ¿Por qué en la antigüedad se personificaron las fuerzas de la naturaleza? 3. ¿Cómo nace el mito para este autor? 4. ¿Qué semejanza encuentras entre la mitología y el arte? www.editorialcontexto.com.uy - Tel (02) 901 94 93 59 60 CAPÍTULO 2 • EL CIELO ESTRELLADO ASTROLABIO • Astronomía 1er. AÑO C.B. Conceptos aprendidos 1. ¿Qué apariencia tiene el cielo? 14. ¿A qué se denomina esfera celeste? 2. ¿A qué se debe que el cielo se observe de color azul ? 15. ¿Qué inclinación tiene el eje del mundo para un observador en la latitud 41o S? 3. ¿A qué se debe la coloración rojiza del cielo durante los crepúsculos? 16. ¿Qué inclinación tiene el ecuador celeste para el observador de la pregunta 15? 4. ¿Cuáles son los astros que se observan de día? ¿Y de noche? 17. ¿A qué denominamos movimiento general diurno (M.G.D.)? 5. ¿Cómo se puede reconocer a un planeta en el cielo? 18. ¿Cuáles son las características del M.G.D.? Descríbelas brevemente. 6. ¿Qué es una constelación? 19. ¿Qué es la culminación de un astro? 7. ¿En qué se basaron los griegos para nombrar a la mayoría de las constelaciones del hemisferio celeste norte? 20. ¿Qué significa que un astro es perpetuamente visible? 8. ¿Cómo nombraron a las constelaciones que se observan en el cielo austral los astrónomos Bayer y Lacaille? 9. ¿Cuáles son los límites de una constelación en la actualidad? 10. ¿Qué nos cuenta el mito de Orión? 11. ¿Qué es magnitud aparente? 12. ¿Hasta cuál magnitud podemos observar a simple vista? 13. ¿Cómo se calcula la diferencia de brillo entre dos astros que se diferencian en 6 magnitudes? 21. ¿ Qué significa que un astro es perpetuamente invisible? 22. ¿ Qué significa que un astro es periódicamente visible? 23. ¿Cómo podemos orientarnos con el Sol? 24. ¿Cómo nos orientamos con la Cruz del Sur? 25. ¿Qué particularidad tiene la estrella Mintaka? 26. ¿Qué es la declinación de un astro? ¿Y la ascensión recta? 27. ¿Cuál es la utilidad de un mapa estelar? Una serie de desafíos... 1- Observa las magnitudes aparentes de los astros que aparecen en el cuadro y resuelve las siguientes actividades, justificando tus respuestas: 1-¿Cuál es el astro menos brillante del cuadro? 2-¿Esta lista contiene algún astro que sea más brillante que la estrella Sirio? 3-¿Todos los astros de la tabla se pueden observar a simple vista? astro m astro m Canopus -0,72 Urano +6,38 Proción +0,38 Capella +0,08 Venus -3,72 Rigel +0,12 Betelgeuse +0,5 Acrux +1,33 www.editorialcontexto.com.uy - Tel (02) 901 94 93 EL CIELO ESTRELLADO • CAPÍTULO 2 ASTROLABIO • Astronomía 1er. AÑO C.B. 4- Ordena los astros por brillos decrecientes 5-¿Cuál es la diferencia de brillo entre los dos planetas? 6-¿Cuántas veces más brilla Venus que la estrella Canopus? 2- Representa la esfera celeste para la ciudad de Ushuaia (latitud 52o S) 1-Traza y nombra todos los elementos de la esfera celeste. 2-Indica el valor de los ángulos fundamentales (inclinación del eje del mundo y del ecuador celeste) 3-Traza la trayectoria de un astro circumpolar con color rojo. Señala las culminaciones. 4-Utilizando color verde, traza la trayectoria de un astro periódicamente visible que pertenezca al hemisferio celeste norte. 5-Señala los puntos de salida, puesta y culminaciones de dicho astro y calcula su altura cuando se encuentra sobre esos puntos. 4-Anota las coordenadas ecuatoriales de las estrellas que aparecen en la siguiente tabla, utilizando los mapas estelares: estrella α δ Vega Aldebarán 3-Imagina que en un viaje a la ciudad de Bahía en el norte de Brasil (latitud 8º S) observas el cielo y reconoces a la Cruz del Sur, como ilustra el esquema de la derecha. 1-Ubica el punto cardinal sur en este esquema. Describe cómo hiciste para encontrarlo. 2-Indica el valor de la altura entre el horizonte y el polo celeste en esa ciudad. 3-En el mismo esquema, dibuja la posición de la Cruz del Sur 4 horas después. Señala el movimiento realizado. 4-Si comenzaste la observación a la hora 19:45 y mientras duró la misma comprobaste que la estrella Acrux recorrió 37,5o en su trayectoria aparente: ¿a qué hora terminó la observación? Antares Régulo Acrux 5- Busca los nombres de las estrellas que tienen las siguientes coordenadas ecuatoriales: estrella α δ 7 h 55 min + 28o 6 h 50 min - 17o 22 h 27 min - 29o 5 h 15 min + 45o 14 h 45 min - 61o www.editorialcontexto.com.uy - Tel (02) 901 94 93 61 62 CAPÍTULO 2 • EL CIELO ESTRELLADO ASTROLABIO • Astronomía 1er. AÑO C.B. Construyendo más conocimiento 1- Lee con atención el poema de la presentación de este capítulo y contesta: a-¿Cuál es el tema del poema? b-¿Cuál fue el origen de la constelación según el autor? c-¿Con qué se compara a la Cruz del Sur a lo largo del texto? d-¿Te gustó el poema? ¿Qué cambios le harías para transformarlo en un texto científico? 2- Observa los mapas celestes y escribe 8 nombres de constelaciones creadas por los astrónomos que aparecen en la siguiente tabla: Ptolomeo Bayer Lacaille El hecho ocurrió en la intersección de las calles Galaxia y Cometa. Ante el juez, el chofer del coche rojo declara que no vio al auto verde porque fue encandilado por el Sol. A quién le da la razón el juez: ¿al chofer del auto rojo o al del auto verde? 6- Desde tu lugar de observación: 3- Construye una “Sopa de Letras” en la que se encuentren los nombres de 10 estrellas y los de sus respectivas constelaciones. Intenta, además, darle un formato diferente al de un rectángulo o cuadrado de las “Sopas” tradicionales. a-¿Qué valores de declinación poseen los astros perpetuamente visibles? b-¿Y los astros periódicamente visibles? c-Busca en el mapa dos estrellas que pertenezcan a cada uno de estos grupos. 7- Un astro que culmina superiormente en tu lugar de observación con una altura de 17o: a-¿Es periódicamente visible o perpetuamente visible? b-¿En cuál hemisferio celeste se encuentra? 4- Un astrónomo aficionado determinó que la altura del polo celeste sur desde su lugar de observación es de 29o 42´, ¿en qué latitud se encuentra dicho lugar?. c-Dibuja su trayectoria aparente en la esfera celeste. d-Señala los puntos destacados en su trayectoria aparente y calcula el valor de la altura que tienen esos puntos con respecto al horizonte. 5- Dos autos chocaron violentamente a las 19 horas de un día de verano, como lo ilustra el cuadro de la derecha. e-¿A qué distancia angular del polo celeste norte culmina superiormente? www.editorialcontexto.com.uy - Tel (02) 901 94 93 EL CIELO ESTRELLADO • CAPÍTULO 2 ASTROLABIO • Astronomía 1er. AÑO C.B. Prácticas astronómicas 1a Observa el cielo en los horarios que se indican en el siguiente cuadro 19:30 20:30. 21:30. 22:30. 23:30. 1bElabora un informe respondiendo las siguientes preguntas: ¿Observas cambios en la coloración del cielo? ¿Qué diferencias encuentras entre las estrellas? Nombra los astros que puedes reconocer en el cielo Dibuja la posición de la Cruz del Sur con respecto al horizonte dentro de cada recuadro. ¿Qué características observas en el movimiento de los astros? Propuestas de trabajos en equipo Fotografía de un trabajo elaborado por estudiantes. 1- Crear un mapa estelar Propuesta de trabajo: construcción de un mapa estelar “original”, de tamaño mural y utilizando materiales originales. El objetivo de la propuesta es alcanzar un trabajo totalmente creativo, sin perder el rigor científico que lo fundamenta. Materiales a emplear: cartón, telgopor, durabor, papel de color, pintura, etc. Procedimiento: copia la posición de las estrellas más brillantes del cielo, respetando sus coordenadas y sus magnitudes, sobre la base que elegiste para construir el mapa. Representa las estrellas y dibuja las constelaciones, de forma creativa con el fin de lograr un modelo original. www.editorialcontexto.com.uy - Tel (02) 901 94 93 63
