Resumen: Historia de la Astronomía (Examen) - U

Resumen: Historia de la Astronomía (Examen)
1._William Herschel:
→ Descubrió Urano.
→ Descubrió dos satélites de Urano (Oberón y Titania).
→ Descubrió dos satélites de Saturno (Enceladus y Mimas).
→ Estudió paralaje* y la distribución de las estrellas en el universo.
→ Expresó las dimensiones de la Vía Láctea en unidades de la distancia Sol-Sirio. El modelo de
esta, según Herschel, tiene forma de lenteja con un diámetro de 10.000 años-luz.
→ Estudió una gran cantidad de estrellas dobles*.
→ Estudió el movimiento del Sol en el cielo, calculando que este se mueve hacia Hércules a
una velocidad de 20 Km/seg.
→ Estudió el brillo de las estrellas (1796 descubre α-Herculis)
→ 1800 descubre la radiación infrarroja (Estudiando el Sol y sus manchas).
→ 1786 catalogó 1000 nuevas celulosas y cúmulos estelares.
Bradley → descubrió la aberración de la luz y luego la nutación.
Halley→ Las estrellas no son fijas en la esfera celeste, sino que se desplazan muy lentamente
en el curso del tiempo.
Charles Messier→ Catalogó las nebulosidades observadas en el universo (M31: Galaxia de
Andrómeda)
*Paralaje: distancia de una estrella al Sol.
*Estrellas dobles: Sus movimientos permiten medir las masas de las estrellas.
2._Piazzi y el descubrimiento de los pequeños planetas:
J. Daniel Titius→ Descubre la relación numérica de los semiejes mayores de las órbitas
planetarias
→J. E. Bode→ (0 3 6 12 24 48 96 192 384) } “Ley de Bode”.
→ (0.4 0.7 1.0 1.6 2.8 5.2 10.0 19.6 38.8) } Distancia de los planetas al Sol.
Giuseppe Piazzi→ Descubre planeta pequeño→ Ceres.
H. Wilhem Olbers→ Descubre dos planetas pequeños→ Palas y Vesta.
K. L. Harding→ Descubre pequeño planeta→ Juno.
Daniel Kirkwood→ Lagunas de Kirkwood→ Ausencia de asteroides con períodos de ,
y
de los de Júpiter (posteriormente se agregó el de
de Júpiter) → Resonancia con la órbita de
Júpiter saca a cualquier objeto de esa zona.
Asteroides Troyanos:
→ Pequeños cuerpos oscilan en libraciones.
→ Períodos igual el de Júpiter.
→ Aquiles, Héctor (el de mayor tamaño), Patroklus, Néstor, entre otros.
Asteroides del anillo principal:
→ 2.4 y 3.0 u.a del Sol (Cinturón de asteroides).
Asteroides Apolo-Amor:
→ Orbitas pasan muy cerca de Marte y la Tierra (por ejemplo: Eros).
→Entre estos se encuentran los NEOs→ Objetos cuyas órbitas pasan muy cercas a la Tierra
(Amor, Apolo y Aten).
Asteroides Trans-Neptunianos (TNOs):
→ Pequeños planetas con órbitas más allá de Neptuno.
3._Adams y Leverrier: El descubrimiento de Neptuno.
Leverrier→ Describió y predijo la órbita de Neptuno (supuso un semieje mayor).
→Johan Gottfried Galle→ Descubrió el nuevo planeta.
(Adams→ Charlis y Airy→ También descubrió Neptuno, pero es probable que no sea cierto)
Neptuno rompe con la “Ley de Bode” situándose a 30 u.a en vez de las 38 u.a predichas por
Bode.
4._Bessel y el primer paralaje estelar:
Bessel:
→1° en determinar un paralaje estelar, lo midió con el heliómetro de Fraunhofer (distancia
angular entre estrellas), utilizó la estrella 61cygni (altísimo movimiento propio) y dos estrellas
más débiles.
*El movimiento propio de una estrella es directamente proporcional a la velocidad espacial
perpendicular a la visual (velocidad tangencial) e inversamente proporciona a la distancia que
las separa.
→ Aportó en la determinación de coordenadas, así la declinación de una estrella en
centésimas de segundo de arco y la ascensión recta a la milésima de segundo de tiempo
(círculos meridianos).
→ Supuso la existencia de una compañera invisible para Sirio.
En paralelos con Bessel tenemos:
→Friedrich Wilhelm Struve→ También determinó paralaje estelar→ Micrómetro pilar→ Utilizó
la estrella Vega.
→Thomas Henderson→ También determinó paralaje estelar→ Midió con un círculo meridiano
y un cuadrante mural la estrella α-Centauri (desde Cabo Buena Esperanza, Sudáfrica).
David Gill→ Con un heliómetro midió excelentes paralajes.
*1 parsec: distancia de una estrella al Sol, con la estrella en un paralaje de 1 seg. De arco.
1 parsec = 206.265 u.a = 3,26 años-luz.
5._Fraunhofer, Bunsen y Kirchhoff:
Filósofo francés Auguste Comte, 1835→ Nunca podremos, por ningún medio, investigar
composición química o estructuras mineralógicas de las estrellas.
William Hyde Wollaston→ Descubrió las líneas oscuras del espectro solar.
Fraunhofer→ Estudió las líneas oscuras del espectro luminoso del Sol, y otros objetos→ Midió
los índices de refracción de distintos cristales→ Construcción de refractores.
Robert William Bunsen→ Relacionó el espectro de sustancias con el espectro de elementos
químicos (se comprobó con el descubrimiento de varios elemento químicos).
Gustav Robert Kirchhoff→ Reprodujo “artificialmente” en el laboratorio las líneas de
Fraunhofer→ Concluyó la presencia de Sodio en la atmósfera solar (posteriormente los
componentes del Sol)→ Gases en la envoltura del Sol más fríos que el astro mismo→ Producen
líneas oscuras.
Wilhelm Wien y Otto Lummer→ Realizaron técnicamente un cuerpo perfectamente negro.
Ley de Kirchhoff→ Para las radiaciones de una misma longitud de onda a la misma T° la
relación entre el poder de emisión y el poder de absorción es siempre la misma.
1)
2)
3)
4)
Sólido o líquido→ espectro continuo.
Gas→ espectro de líneas brillantes sin continuidad.
Espectro continuo a través de gas→ espectro con líneas oscuras.
Constitución química de la materia tienen posiciones de líneas, tanto de emisión como
de absorción, características.
Kirchhoff→ Alexander Wilson y w. Herschel: El Sol es un astro de masa fría y oscura
envuelta por gases incandescentes.
Kirchhoff y Bunsen→ Descubren Cesio y Rubidio.
6._Clasificación Espectral: Secchi y Pickering.
→ Angelo Secchi → Clasificó estrellas:
1) I. Tipo Sirio→ Estrellas azules o blancas.
→ 4 líneas de hidrógeno: 1 en el rojo, 1 en el verde y 2 en el azul-violeta
2) II. Tipo solar→ Estrellas amarillas
→ Líneas de hidrógeno, metales ionizados y metales neutros.
3) III. Tipo Naranjas y Rojas→ Espectros con bandas anchas, que se superponen en un
espectro que se hace más débil hacia el azul.
4) III. Estrellas Rojas (estrellas de carbono) → Parecidas a las de tipo III pero casi sin luz en
el azul. Tienen bandas oscuras diferentes a las de tipo III, estas bandas se debilitan
hacia el violeta. Son muy poco abundantes.
*Clasificación de Harvard→ Edward Charles Pickering → Amplía estudios de Henry Draper
(aplicó fotografías al estudio del cielo), agregando el uso de prismas. Iniciando así una
clasificación espectroscópica de estrellas basada en fotografías. Contó con la colaboración de
W. P. Fleming, A. Maury y A. J. Cannon.
→Williamina Fleming → 15 en reemplazo de los 4.
→ Annie Cannom → Temperatura decreciente O,B,A,F,G,K,M,R,N,S. (Sol=G2)
→Antonia Maury → 24 tipos espectrales: a=líneas anchas; b=muy anchas; c=angostas
(posteriormente se ha comprobado que estas líneas tienen relación con la gravedad superficial
de las estrellas).
Wolf y Rayet → Descubrieron estrellas con espectros muy azules y líneas de emisión,
estrellas W-R.
Las secuencias de tipo espectrales podemos ponerla finalmente como:
W-R O B A F G K M R N S, donde cada tipo espectral se divide en 10 subclases.
Willian Huggins →Estudió espectros de estrellas y nebulosas.
→ Encontró líneas de hidrocarburos y cometas en las atmósferas planetarias.
→* Midió velocidad radial de una estrella*.
→ Midió la velocidad de Sirio (47 Km/seg).
Henry Draper → Fotografía en la espectroscopia → Henry Draper Catalogue.
H. Fizeau→ Analizó los rayos de Fraunhofer → Velocidad relativa.
= =z
Christian Doppler→ La frecuencia de una nota se altera según el movimiento relativo entre el
observador y la fuente. Pensó que esto también se aplicaba a la luz.
Efecto Doppler relativista→ 1+z =
=
J. Norman Lockyer → Observó y llamó al Helio (W. Ramsay lo descubrió en la Tierra).
→ Herman Vogel → Evolución estelar.
*Lockyer amplía la clasificación de Secchi, luego Vogel mejoró las ideas de Lockyer
introduciendo la noción de evolución estelar.
Ejnar Hertzsprung→ Estrellas rojas muy brillante y otras muy poco luminosas, gigantes y
enanas respectivamente→ La luminosidad (brillo intrínseco)de una estrella depende se su
radio y T° superficial mediante la fórmula:
L=4π
σ
H. Norris Russell→ Graficó luminosidad v/s tipo espectral de Harvard→ Franja diagonal.
Diagrama Hertzsprung-Russell (H-R) → Brillo intrínseco, tipos espectrales y color.
Evolución Estelar:
* Estrella al nacer → Rojas (baja masa)
→ Azules (masivas)
→ En la evolución posterior se transforman en gigantes rojas y todas terminan como un
remanente compacto.
→ Enana blanca (masas menores y el Sol); Estrella de Neutrones (masas intermedias) y un
Hoyo Negro (masivas).
7._Fotografía Astronómica:
Joseph Nicéphore Niepce→ Primera imagen en cámara oscura ¡Nacimiento de la fotografía!
F. Arogo→ Describe proceso dogerrotipo → Estrellas de 2ª magnitud.
J. B. Leon Foucoult y A. Hippoly-Loos Fizeau→ 1º daguerrotipo solar.
G. Le Gray y F. Scott Archer→ Método colodión húmedo→ Estrellas de 6ª magnitud.
A. A. Common, H. Draper y E. pickering→ Placa seca→ Estrellas de 16ª magnitud.
A. A. Common→ Observó nebulosidades nunca antes vistas con telescopios normales
(nebulosa de Orión).
Daguerrotipo (2ª magnitud) → Colodión (6ª magnitud) → Placa Seca (16ª magnitud)
→Telescopio de 4m de cerro Tololo (24.5ª magnitud)
Placas Fotográficas (2% de eficiencia cuántica) → Detector Digital Bidimensiona, CCD (80 a 90%
de eficiencia cuántica).
8._Descubrimiento Vía Láctea:
Teorías sobre la estructura de la Vía Láctea:
→Emanuel Swendenborg→ Pueden haber innumerables esferas de estas clases (o cielos
estrellados) en el universo infinito.
→Thomas Wright→ Piedra esmeril→ Gran disco de innumerables estrellas, con el Sol cerca del
centro.
→Immanuel Kant→ Universo-islas→ El Sistema Solar a grandes distancias se vería como vemos
las nebulosas elípticas o circulares, éstas deben ser como otros mundos, otras Vía Lácteas.
→J. Heinrich Lamber→ Sistema solar: 1º orden; Sol + mill de estrellas:2º orden;
nx2º orden: 3º orden (Vía Láctea) → nx3º orden: 4º orden (cúmulos de galaxias)…
William Herschel→ Cuantificó la estructura de la Vía Láctea→ A + estrellas + extensión de la
Vía Láctea (Tamaño mínimo Vía Láctea de unos 20.000 años luz).
Bradley→ Bessel→ Friedrich W. A. Argelander→ B. Durchmusterung→ E. Schonfeld, J. Macon
Tohome, David Gill } Cape Photohraphic Durchmusterug ,CPD (454.000 estrellas) { Catálogo de
Cabo ← Jacobus Kapteyn
Hugo Von Seeliger → Recuento de estrellas→ Determinó estructura de galaxia (Ubica al Sol en
el centro de esta).
Modelo de Kapteyn→ Distancias medias entre estrellas (puso escala absoluta al modelo de
seeliger) → Vía Láctea esferoide achatado de 10Kpc de diámetro (30.000 años-luz) y 2Kpc de
espesor en su parte central (despreció absorción interestelar).
Modelo de Shapley→ Estudió cúmulos estelares globulares. Pudo determinar la distancia de
varios cúmulos globulares→ Los cúmulos globulares están asociados con la Vía Láctea y se
distribuyen simétricamente con respecto a su centro→ Sol se sitúa lejos del centro de la Vía
Láctea→ Vía Láctea con una dimensión de 100kpc (300.000 años-luz 3 veces más grande de lo
que se pensaba) y el Sol ubicado a 20kpc del centro (60.000 años-luz).
→
de todos los cúmulos se encuentran en solo un 4% del área total del cielo.
→ Las distancias para los cúmulos parecían indicar que se encontraban en la periferia de la
galaxia (o fuera de ella).
*Actualmente se aceptan dimensiones para la Vía Láctea de unos 100.000 años-luz de
diámetro y para la distancia del Sol al centro unos 25.000 años-luz.
*Cúmulo estelar: Grupo de estelar que reúne entre 50 mil y un mill. De estrellas en una
pequeña región del espacio.
La Rotación Galáctica:
H. Gylden→ Alineamiento en el movimiento de las estrellas→ 1° en mencionar rotación
galáctica.
Benjamín Boss→ 1° en señalar fuerte simetría entre distribuciones de estrellas a alta velocidad.
Jan H. Oort→ Dependencia de asimetría con la velocidad→ 62(km/s): velocidad de escape.
*Las observaciones de estrellas a alta velocidad parecían indicar que la galaxia se encontraba
rotando.
Bertil Lindblad→ Propuso un modelo de rotación elíptica para nuestra galaxia.
→ J. Oort→ Planteó ecuación para velocidad radiales de las estrellas→ Estableció sólidamente
el modelo galáctico propuesto por Shapley, con el Sol en posición excéntrica (J. Stanley
Plaskett corroboró estos resultados).
Robert Trumpler→ Demostró la existencia de una significativa absorción interestelar,
estudiando cúmulos estelares→ 0.7 magnitudes de absorción por kpc (corresponde a un factor
de 2 menos brillo por kpc).
9._La Naturaleza de las Nebulosas Espirales:
John Michell→ Probablemente todas las nebulosas son de carácter estelar.
William Parsons, tercer conde de Rosse→ construcción de telescopio de 72 pulgadas
→ Dr. Nichol→ Estructura espiral de la nebulosa M51→ Probablemente las nebulosas fueran
galaxias, así como también que la Vía Láctea tuviera forma espiral.
*Para el New General Catalogue (NGC), aportaron→ W. Herschel, J. Herschel y J. L. E. Drayer.
William Whewel y Herbert Spencer→ Las nebulosas se sitúan preferencialmente hacia los
polos galácticos y evitan la zona del ecuador galáctico (zona más densa).
Observaciones espectroscópicas de nebulosas:
→Huggins→ Observó nebulosa gaseosas (Orión) y la nebulosa M31, de espectro continuo (no
se percató que se trataba de un conglomerado de estrellas).
*Comienzan observaciones fotográficas con reflector Crossley.
→ Scheiner→ Obtuvo espectrograma de M31→ Nebulosa espiral con cúmulos estelares.
→ Fath→ Realizó observaciones espectroscópicas de nebulosas espirales y de cúmulos
globulares (apoyaban las observaciones de Scheiner, con algunas excepciones).
Vesto Slipher:
→ Determinó velocidades radiales para algunas nebulosas espirales, ¡algunas superaban la
velocidad de escape!
→ Líneas espectrales inclinadas (espectrograma de NGC 4594) → Rotación.
→Peace (NGC 4594) → Velocidad llega a 330 km/s a 2’ núcleo.
Wolf → Espectrograma de M81→ Rotación.
Adrian Van Maanen→ Analizó erróneamente el periodo de rotación de M101
Debate “La Escala del Universo” 1920
→ Shapley→ Escala de la Vía Láctea→ 3 errores: relación período luminosidad de la cefeidas
(las igualó con cúmulos globulares y subestimó la luminosidad de estas) y despreció el papel de
la absorción interestelar.
→Curtis→ Se equivocó: 1° subestimó el brillo de las novas galácticas y el tamaño de la Vía
Láctea y 2° subestimó las distancias a las galaxias espirales.
*Shapley tenía razón acerca del modelo de la Vía Láctea y Curtis la tenía en lo que respecta a la
naturaleza de las espirales.
Edwin Huble→ Descubrió nebulosas que son sistemas estelares totalmente separados de la Vía
Láctea (cefeidas M31 y M33) → Cerró discusión acerca de la naturaleza de las nebulosas.
10._ La Paradoja de Olbers.
Nicolás Copérnico→ Teoría heliocéntrica.
Isaac Newton→ “Principios Matemáticos de la Filosofía Natural” → Gravitación Universal.
Bentley → Un universo finito sería inestable (colapsando hacia el centro producto de la
gravedad).
→ Un universo infinito sería inestable localmente a menos que fuera
extraordinariamente homogéneo.
Hugo Von Seeliger→ Presentó un tratamiento matemático que demostraba la inestabilidad
local para un universo infinito, de acuerdo con la mecánica newtoniana.
Johannes Kepler→ Propuso que el universo debía ser finito, ya que la noche es oscura.
Jean Philippe Loys de Cheseaux y Heinrich Olbers→ Paradoja de Olbers→ Un modelo de
universo infinito debería recibir 92.000 veces más luz del cielo nocturno del Sol.
Límite de visibilidad (Explicación a la paradoja de Olbers) → La distancia más allá de la cual no
podríamos ver más estrellas, pues las más cercanas las ocultan, es el límite de visibilidad del
universo. Si el universo tuviese un tamaño mayor que el límite de visibilidad, deberíamos vivir
a unos 6.000 K. El universo es muy poco denso para que el cielo sea brillante.
Siendo “V” el volumen medio por estrellas y “a” la sección transversal (π
de visibilidad estará dado por:
L=
). Entonces el límite