Scott Foresman Ciencias

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Contenido
de ciencias
Estrellas y
galaxias
Ciencias Scott Foresman 5.16
ISBN 0-328-17359-2
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Vocabulario
agujero negro
año luz
constelación
galaxia
nebulosa
supernova
¿Qué aprendiste?
1. ¿Por qué son muy grandes los telescopios
modernos?
2. ¿Por qué algunas estrellas se convierten en
agujeros negros y otras no?
3. ¿Qué pueden aprender los astrónomos del
color de las estrellas?
por Anne Cambal
Picture Credits
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Photo locators denoted as follows: Top (T), Center (C), Bottom (B), Left (L), Right (R), Background (Bkgd).
Opener David Nunuk/Photo Researchers, Inc.; 5 John Webb/The Art Archive; 9 David Nunuk/Photo Researchers, Inc.;
18 (TL) ©Anglo-Australian Observatory/DK Images, (B) Jet Propulsion Laboratory/NASA; 19 (BC) ©Anglo-Australian
Observatory/DK Images; 22 (BR) John Chumack/Photo Researchers, Inc.; 23 Larry Landolfi/Photo Researchers, Inc.
Scott Foresman/Dorling Kindersley would also like to thank: 11, 15 NASA/DK Images.
Unless otherwise acknowledged, all photographs are the copyright © of Dorling Kindersley, a division of Pearson.
ISBN: 0-32817359-2
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Permissions Department, Scott Foresman, 1900 East Lake Avenue, Glenview, Illinois 60025.
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4.
Algunas constelaciones
sólo son visibles en ciertas épocas del año.
Describe en una hoja aparte este fenómeno.
Da ejemplos del libro que apoyen tu
respuesta.
5.
Resumir Resume cómo los líderes de la
antigüedad se servían de los eclipses para que
todos creyeran que eran muy poderosos.
La historia de la
astronomía
Patrones en el cielo
Eclipses
Imagínate un día frío y lluvioso a finales de invierno.
Estás harto de este tiempo y quieres saber cuándo hará
calor suficiente como para irte a nadar. ¿Cómo puedes saber
cuándo cambian las estaciones? Probablemente mirarías el
calendario. ¿Pero qué harías si no hubiera calendarios?
Este problema se resolvió hace miles de años con la
observación del cielo nocturno. Los pueblos antiguos
necesitaban saber cuándo cambiaban las estaciones para así
plantar sus cultivos. Se dieron cuenta de que el Sol, la luna
y las estrellas se movían en patrones regulares. Los patrones
eran visibles durante el mismo período cada año. Los
calendarios se crearon basándose en estos patrones.
Cuando los pueblos antiguos veían algo en el cielo que no
se ajustaba a los patrones normales, se alarmaban. Por ejemplo,
en la actualidad sabemos que los eclipses son sucesos poco
frecuentes, pero normales. Un eclipse solar ocurre cuando la
luna bloquea la luz del Sol. Un eclipse lunar ocurre cuando
la Tierra proyecta una sombra sobre la Luna. Hace mucho
tiempo, la gente no entendía los eclipses. Pensaban que estos
sucesos significaban que iba a ocurrir algo malo.
Sin embargo, unos líderes en la antigüedad descubrieron
que los eclipses seguían patrones. Tras observar los
movimientos del Sol y la Luna, aprendieron los patrones.
Lograron predecir cuándo ocurriría un eclipse. Quienes
podían predecir un eclipse parecían ser muy poderosos.
2
3
La astronomía en todo el mundo
Los pueblos antiguos de todo el mundo observaban las
estrellas. Lo sabemos porque construyeron edificaciones
y otras estructuras para seguir los patrones en el cielo.
Hace mucho tiempo, los habitantes de América del Norte
construyeron unos círculos enormes de piedra en el suelo.
Estos círculos, llamados ruedas de medicina, se diseñaron
para mostrar la posición del Sol y las otras estrellas en ciertas
épocas del año. Algunos de los círculos tienen más de dos mil
años. Una de las ruedas de medicina más famosas está ubicada
en la cima de la Montaña Medicine en Sheridan, Wyoming.
Esta rueda de medicina marca la
posición de las estrellas en el cielo.
Los marineros memorizaban grupos de estrellas, como si fueran
personajes de cuentos, para orientarse a través del océano.
Los habitantes de las islas del sur del Océano Pacífico
se valían de las estrellas para navegar o ubicarse en el mar.
En tierra firme, hacían mapas grandes y complicados que
mostraban dónde estaban las estrellas en el cielo. Aunque
los marineros no podían llevarse los mapas con ellos, eran
herramientas de aprendizaje para reconocer las estrellas que
verían. Se aprendían los patrones que formaban las estrellas.
Una vez en el mar, usaban mapas pequeños para recordar lo
que habían memorizado.
4
5
Los navegantes confiaron
en el sextante desde el siglo
XVIII hasta el siglo XX.
Instrumentos astronómicos
A medida que pasó el tiempo, se inventaron instrumentos
más avanzados y prácticos para observar el cielo. El astrolabio
empezó a usarse en Europa y el Medio Oriente en la Edad
Media. El astrolabio era una herramienta en forma de disco
con partes movibles. Con los astrolabios se medía el ángulo
entre el horizonte y una estrella o el Sol. En el mar, los
marineros se valían de esta información para saber dónde
estaban y qué hora era.
Alrededor del siglo XVIII, un instrumento llamado
sextante reemplazó al astrolabio. El sextante funciona como
un astrolabio pero es más fácil de usar. El sextante tiene un
marco de metal en forma de triángulo. Tiene espejos, un
brazo móvil y un telescopio pequeño unido al marco.
Mediante un sextante, los marineros podían saber qué
tan al norte o al sur se hallaban. Con la ayuda de un reloj
preciso, podían saber también qué tan al este o al oeste
se encontraban. Los sextantes son muy precisos, tienen
un margen de error de sólo unos cientos de metros.
6
Los primeros telescopios
La imagen del telescopio es lo primero que se nos
viene a la mente si pensamos en observar las estrellas. Sin
embargo, en la historia de la astronomía, el telescopio es
un invento reciente. El primer telescopio se construyó a
principios del siglo XVII. Se inventó para facilitar la visión
de objetos muy alejados de la Tierra. El famoso científico
italiano Galileo Galilei fue el primero en usar un telescopio
para estudiar las estrellas y los planetas. Galileo es famoso
porque descubrió que la Tierra gira alrededor del Sol. En la
época de Galileo, se creía que todo en el cielo daba vueltas
alrededor de la Tierra. Pasarían muchos años antes de que
el descubrimiento de Galileo se aceptara.
Sir Isaac Newton fue un científico inglés que desarrolló
un telescopio mejorado. El telescopio de Newton funcionaba
con espejos en lugar de lentes. Este telescopio reflector
permitió a los astrónomos observar objetos mucho más
distantes y con más detalle. Muchos
telescopio de
de los telescopios de la actualidad
reflexión de
se basan en el telescopio de
Newton
Newton.
Galileo fue un astrónomo
importante de la antigüedad.
7
Los telescopios actuales
Los telescopios funcionan concentrando una gran
cantidad de luz y enfocándola. Los telescopios más grandes
reúnen más luz y, por lo tanto, producen imágenes más
brillantes. Desde que se inventaron, se han hecho telescopios
más y más grandes. El telescopio que inventó Newton tenía
un espejo de unos 5 cm de diámetro. Los grandes telescopios
reflectores modernos, como el Keck I y el Keck II, ¡tienen
espejos de hasta diez metros de diámetro!
La mayoría de los cuerpos celestes emiten mucha
radiación electromagnética invisible. Ésta incluye las ondas
de radio, las ondas infrarrojas, las ondas ultravioleta, los
rayos X y los rayos gamma. Los telescopios modernos como
los Keck son capaces de detectar estos tipos de radiación.
Proporcionan a los científicos mucha más información sobre
el universo que la que Galileo y Newton tuvieron jamás.
Las imágenes del espacio se ven borrosas porque la luz
pasa a través de la atmósfera de la Tierra. Para resolver este
problema, se lanzó el telescopio Hubble al espacio. Como
está fuera de la atmósfera, puede tomar fotos muy nítidas
de las estrellas.
El Keck I y el Keck II son dos de
los telescopios reflectores más
grandes del mundo.
8
Radiotelescopios
Radiotelescopio Parkes, en
Nueva Gales del Sur, Australia
Echa un vistazo al enorme instrumento de la fotografía
arriba. Probablemente no creas que se parece mucho a un
telescopio, ¡pero lo es! Es un radiotelescopio. En vez de espejos
o lentes, tiene una antena en forma de tazón. Reúne las ondas
de radio que emiten los objetos distantes del espacio exterior.
Los radiotelescopios están ubicados en distintas partes del
mundo. Unos tienen una sola antena, mientras que otros
tienen una red de antenas. Uno de los radiotelescopios más
famosos es el de Arecibo, en Puerto Rico. Es el radiotelescopio
de una sola antena más grande del mundo. En Australia hay
una gran red de radiotelescopios llamada Telescope National
Facility. Otra red se llama Atacama Large Milimiter Array
(ALMA, por sus siglas en inglés). Se está construyendo en las
montañas de los Andes, en Chile. Una vez terminado, tendrá
sesenta y cuatro antenas.
9
el Sol
Las estrellas
la Tierra
La Tierra no se encuentra tan
cerca del Sol en realidad. Si la
comparamos con el tamaño del Sol
en esta foto, la Tierra debería estar
a unos 20 metros de distancia.
El Sol
El Sol es la estrella más cercana a la Tierra.
Pero, ¿qué es una estrella? Las estrellas son
bolas gigantes de gas, que emiten radiación
electromagnética. El Sol es una estrella mediana.
Algunas estrellas, llamadas supergigantes, ¡pueden
llegar a ser hasta trescientas veces más grandes que el
Sol! Otras estrellas son tan pequeñas como la Tierra.
Tal vez no pienses que la Tierra es pequeña, ¡pero es
apenas una millonésima parte del Sol!
A mucha profundidad, en el interior del Sol, el enorme
calor y la poderosa presión mantienen los átomos de
hidrógenos unidos. Estos átomos se combinan y forman
helio. Cuando esto sucede, se liberan enormes cantidades de
calor, luz y radiación. Esto es lo que hace que el Sol brille.
10
El Sol es tan grande que serían
necesarias un millón de Tierras
para igualar su tamaño.
11
Sirio
Brillo, color y
temperatura
Sólo el Sol se ve más brillante
que la estrella Sirio.
El Sol es el objeto más brillante que podemos ver en el
espacio. De hecho, es tan brillante que durante el día es casi
el único cuerpo celeste que vemos. Pero la cercanía a la Tierra
no es el único factor que interviene en el brillo que tiene un
objeto. Sirio es la segunda estrella más brillante después del
Sol. Se encuentra a unos nueve años luz de la Tierra. Un año
luz es la distancia que recorre la luz en un año, alrededor de
nueve billones de kilómetros. La estrella más cercana a la
Tierra, aparte del Sol, se encuentra a la mitad de distancia.
¡Pero esta estrella no se puede ver sin telescopio! Entonces,
¿qué hace que Sirio sea mucho más brillante?
12
Sirio se ve más brillante porque
es muy grande y desprende mucha
energía. Si viajaras cerca de Sirio,
verías que es veinte veces más
brillante que el Sol. Pero como
está tan lejos, no parece que sea
tan brillante como el Sol.
Las estrellas tienen colores diferentes. Los colores
permiten a los astrónomos saber qué tan caliente es cada
estrella. Hay estrellas rojas, anaranjadas, amarillas, blancas
y blancas azuladas. Las estrellas rojas son las más frías. Las
estrellas amarillas, como el Sol, son más calientes que las
rojas. Las estrellas más calientes, como Sirio, son de color
blanco azulado. Aunque digamos que las estrellas rojas
son “frías”, en realidad son muy caliente. A 2,250 °C de
temperatura, ¡son lo suficientemente calientes como para
derretir hierro de inmediato!
13
Características
del Sol
Tal vez creas que el Sol
es una bola suave de luz, que
brilla tranquila en el cielo. Pero el
Las zonas oscuras del
Sol es, en realidad, muy activo. Está
Sol se llaman manchas
solares.
compuesto de varias capas diferentes.
La fotosfera es la capa superficial del
Sol. De ella sale la luz que vemos. La capa que hay sobre la
fotosfera es la cromosfera. La capa más externa es la corona.
Los científicos han descubierto mucha actividad en el
Sol. ¡Recuerda que nunca debes mirar directamente al Sol!
Los científicos usan un equipo especial para protegerse
cuando observan el Sol y evitan así que los rayos solares
les lastimen los ojos. Con estos equipos especiales, los
científicos han descubierto manchas oscuras en la fotosfera,
o manchas solares. Galileo vio que estas manchas se movían
por la superficie y llegó a la conclusión de que el Sol rotaba.
Su movimiento nos muestra que el Sol rota más despacio en
los polos que en el ecuador. Unas veces hay más manchas
que otras. El número de manchas solares cambia en ciclos
de más o menos once años.
14
Erupciones solares
A veces, arcos y chorros de gases resplandecientes se
escapan de la superficie del Sol. Estas cintas de gases se
llaman protuberancias. Pueden durar pocos minutos o varios
meses y llegar a más de un millón de kilómetros de altura.
A veces, una parte de la cromosfera del Sol hace erupción
como un volcán. Esto es lo que se conoce como una erupción
solar. Las erupciones solares pueden durar unos pocos
minutos o varias horas y liberar enormes cantidades de
energía. Los protones, electrones y ondas electromagnéticas
liberadas por una llamarada solar pueden interrumpir las
señales de radio y dañar los sistemas eléctricos de la Tierra.
protuberancia solar
Las protuberancias solares
suben a una velocidad de mil
kilómetros por segundo.
15
La vida de
las estrellas
Las supernovas son mucho
más brillantes que las
estrellas de las que se
originan.
La nebulosa es una nube
de polvo y gas que puede
formar una nueva estrella.
Las estrellas no son eternas. Tienen un ciclo de vida en que
nacen y, en algún momento, mueren. Una nebulosa es una nube
de polvo y gas de la que se pueden formar estrellas nuevas.
Esta nube gira y se arremolina. La gravedad hace que algunas
partículas se aglomeren y formen una bola en el centro de la
nebulosa. Las partículas se mueven juntas, con gran fuerza,
mientras la gravedad continúa comprimiéndolas. Esto eleva la
temperatura de la bola de partículas. Cuando la temperatura
es lo suficientemente alta, los gases cambian. El hidrógeno se
convierte en helio, lo que libera enormes cantidades de energía.
Con el tiempo, esta bola de gas se convertirá en una estrella.
El ciclo de vida de las estrellas puede ser largísimo. El Sol,
la estrella más cercana a la Tierra, ¡tiene aproximadamente
4.6 mil millones de años! Los científicos estiman que el Sol
brillará otros 7 mil millones de años. A medida que envejezca,
agotará todo el hidrógeno que hay en su núcleo. Se volverá
varios miles de veces más brillante de lo que es en la actualidad.
Llegará a ser tan grande que alcanzará la órbita de Marte.
16
Cuando el Sol llegue a tener este enorme tamaño, se
enfriará poco a poco y se pondrá rojo. Este tipo de estrella
se llama gigante roja. Como las gigantes rojas se quedan sin
hidrógeno, comienzan a usar el helio como combustible.
Cuando se les termina, las capas exteriores de la estrella
salen flotando por el espacio. El centro se encoge hasta ser
una mínima parte de lo que era la gigante roja. Este tipo de
estrellita se llama enana blanca. Como las enanas blancas no
tienen combustible, no pueden producir energía. Sólo les
quedan los restos de calor de cuando eran na gigantes rojas.
Al cabo de varios millones de años, la enana blanca se enfría
y se convierte en un objeto frío llamado enana negra.
Las estrellas de gran masa no se convierten en enanas
negras. Se encogen rapidísimo hasta no poder encogerse más.
Entonces se detienen de repente y producen una explosión
que se conoce como supernova. Una supernova puede ser
miles de millones de veces más brillante que la estrella
que la originó. Sólo queda es una bola de neutrones de
20 kilómetros de diámetro, llamada estrella de neutrones.
Si una estrella de gran masa comienza a extinguirse, su
gravedad puede hacer que se encoja hasta convertirse en
agujero negro. Un agujero negro es un punto en el espacio
que tiene una fuerza de gravedad tan intensa que nada puede
escapar de su atracción, ni siquiera la luz.
17
Agrupar
estrellas
galaxia espiral
galaxia elíptica
Galaxias
La Tierra y el Sol forman parte de un gran sistema de
planetas, polvo, estrellas y gas llamado galaxia. Nuestra
galaxia es la Vía Láctea. Hay miles de millones de galaxias
en el universo pero sólo se pueden ver unas pocas sin
telescopio. Se ven como simples puntitos de luz.
Los astrónomos han descubierto que las galaxias
tienen formas y tamaños distintos. La mayoría son galaxias
espirales, que parecen molinetes. Tienen el centro abultado
y brazos delgados que van en todas direcciones. Las estrellas
giran alrededor del centro de la galaxia. Algunas galaxias
espirales tienen como centro un agujero negro.
La Vía Láctea es una galaxia espiral.
Así se vería si la miráramos de lado.
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Otro tipo de galaxia es la galaxia elíptica. Éstas tienen
forma casi redonda o algo ovalada. Se parecen a un balón de
fútbol americano. Algunas galaxias elípticas son pequeñas,
mientras que otras son muy grandes. Las galaxias más
grandes que se conocen son elípticas.
Las galaxias irregulares no tienen una forma definida.
Probablemente son galaxias jóvenes, en las que todavía se
están formando estrellas.
galaxia irregular
19
La constelación de
la Osa Mayor tiene
forma de oso.
La bandera de Australia muestra
la constelación de la Cruz del Sur.
Cruz del Sur
Constelaciones
¿Alguna vez has visto un oso enorme en el cielo
nocturno? Los pueblos antiguos que observaban el cielo
vieron un grupo de estrellas en el cielo que les recordaba
a un oso. Llamaron a este patrón la Osa Mayor. Estos
patrones de estrellas se llaman constelaciones. Hoy en día,
los científicos definen a una constelación como un área del
cielo y todas las estrellas que hay en esa área. Dividen el cielo
en ochenta y ocho constelaciones. Todas las constelaciones
tienen nombres. Muchos de estos nombres son los mismos
de la antigüedad, como la Osa Mayor y Orión.
Estas constelaciones facilitan la tarea de encontrar las
estrellas en el cielo nocturno. Saber en qué constelación se
encuentra una estrella es algo así como saber en qué ciudad
vive una persona. Es mucho más fácil recordar la ubicación
de ochenta y ocho constelaciones grandes que la ubicación
de miles de estrellas.
20
Osa Menor
No todas las constelaciones son visibles en todas las partes
de la Tierra. La Cruz del Sur es una constelación que tiene
forma de cruz. No es visible en la mayor parte del hemisferio
norte. La Cruz del Sur es una constelación muy conocida.
Aparece en la bandera de varios países, como en la de
Australia.
La Osa Menor se parece a la Osa Mayor. Esta constelación
no es visible en la mayor parte del hemisferio sur.
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A medida que la Tierra se mueve alrededor de su
órbita, las constelaciones aparecen y desaparecen.
Estrellas en movimiento
Si alguna vez pasaste unas horas contemplando las
estrellas, te habrás dado cuenta de que parece que se mueven.
Si le echas un vistazo al cielo justo después del atardecer,
podrás ver la constelación del Can Mayor. Si vuelves a ver el
cielo unas horas más tarde, ¡verás que el perro se ha movido!
Pero, ¿fue así? En realidad, el Can Mayor sigue en su lugar.
El movimiento que notaste fue el de la rotación de la Tierra.
Así como el Sol parece salir y ocultarse porque la Tierra gira,
las estrellas parecen moverse a lo largo del cielo. Las estrellas
parecen moverse de este a oeste, igual que el Sol.
La constelación de Orión se parece a un cazador. Tres
estrellas brillantes forman el cinturón del cazador,
lo que la hace fácil de ubicar. Sin embargo, Orión, tal y como se
si miras a Orión durante el verano, no te
ve con un telescopio
especializado.
será posible hallarlo. Esto ocurre porque
la Tierra orbita alrededor del Sol.
Cuando es de noche en verano, nuestra
parte de la Tierra está de frente al
lado opuesto de Orión; por eso no
podemos ver la constelación.
22
La fotografía muestra
cómo las estrellas
parecen moverse a
lo largo del cielo.
A pesar de que el movimiento de las estrellas en el cielo
nocturno es producto del movimiento de la Tierra, las estrellas
también se mueven. No nos damos cuenta del movimiento de
las estrellas porque están muy lejos. Pero al cabo de cientos de
millones de años se habrán movido lo suficiente como para
cambiar los patrones que vemos en el cielo.
El cielo nocturno es un escenario muy activo. La luna gira
alrededor de la Tierra, tal como la Tierra y los planetas giran
alrededor del Sol. El sistema solar completo se mueve dentro
de nuestra galaxia.
23
Glosario
Vocabulario
agujero negro
agujero
año luznegro punto del espacio en el que la gravedad es
constelación tan fuerte que nada puede escapar
galaxia
año
luz
distancia que recorre la luz en un año, unos
nebulosa
nueve billones de kilómetros
supernova
¿Qué aprendiste?
1. ¿Por qué son muy grandes los telescopios
modernos?
2. ¿Por qué algunas estrellas se convierten en
agujeros negros y otras no?
constelación
área del cielo y todas las estrellas contenidas
en ese área
3. ¿Qué pueden aprender los astrónomos del
color de las estrellas?
galaxia
sistema enorme de planetas, polvo y gas que
se mantiene unido debido a la gravedad
4.
nebulosa
nube de gas y polvo en la que se pueden
formar las estrellas
Algunas constelaciones
sólo son visibles en ciertas épocas del año.
Describe en una hoja aparte este fenómeno.
Da ejemplos del libro que apoyen tu
respuesta.
supernova
explosión enorme que se produce cuando
una estrella de gran masa comienza a
extinguirse
5.
Resumir Resume cómo los líderes de la
antigüedad se servían de los eclipses para que
todos creyeran que eran muy poderosos.
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The publisher deeply regrets any omission and pledges to correct errors called to its attention in subsequent editions.
Photo locators denoted as follows: Top (T), Center (C), Bottom (B), Left (L), Right (R), Background (Bkgd).
Opener David Nunuk/Photo Researchers, Inc.; 5 John Webb/The Art Archive; 9 David Nunuk/Photo Researchers, Inc.;
18 (TL) ©Anglo-Australian Observatory/DK Images, (B) Jet Propulsion Laboratory/NASA; 19 (BC) ©Anglo-Australian
Observatory/DK Images; 22 (BR) John Chumack/Photo Researchers, Inc.; 23 Larry Landolfi/Photo Researchers, Inc.
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