Universo

Galaxias. Estrellas. Cometas. Quasares. Meteoros

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Muchos científicos consideran que el universo se originó hace quince mil millones como resultado de una explosión colosal llamada big bang. Nadie sabe exactamente los hechos pero está claro que el universo se originó a partir de un punto denso, intensamente caliente, el universo primigeo comenzó a expandirse y, al cabo de unos minutos se formaron pequeñas partículas de materia. A lo largo de millones de años se fueron creando las primeras galaxias.

Nuestra Galaxia

La galaxia en que vivimos es una típica espiral de brazos bastante abiertos. Contiene unos 100.000 millones de estrellas, además de nebulosas gaseosas y una gran cantidad de materia interestelar muy débil.

Lo que denominamos Vía Láctea es sólo un efecto de perspectiva. Cuando miramos a lo largo del plano principal del sistema, vemos muchas estrellas casi en la misma dirección; en realidad, esta impresión de aglomeración es falsa. Sin embargo, no podemos ver el centro galáctico, simplemente porque hay demasiado “polvo “ en el camino. El núcleo de la galaxia está situado más allá de los cúmulos de las estrellas de sagitario y es una región realmente misteriosa. Los estudios han proporcionado cierta información acerca de ella; pero hay distintas opiniones acerca de ellas se cree que puede haber un agujero negro central.

El diámetro del conjunto de la galaxia se ha determinado como de 100.000 años-luz, aunque a veces se sostiene que este valor es algo exagerado. La anchura máxima es del el orden de 20.000 años-luz; el Sol, junto con la tierra y otros planetas, no está muy lejos del plano principal y se encuentra a unos 33.000 años-luz del centro actual.

Nuestra Galaxia es uno de los miembros Más grandes del Grupo Local; sólo la espiral de Andrómeda es claramente mayor. Las dos nubes de Magallanes se consideran a menudo como satélites de esta Galaxia. La propia Galaxia está rodeada de un halo extenso constituido por cúmulos globulares así como por estrellas aisladas. Hay pruebas de que existen corrientes de gas débil que enlazan las nubes de Magallanes entre sí y con nuestra Galaxia.

Clasificación de Galaxias

Las galaxias pueden ser de varios tipos. Hay galaxias espirales elípticas e irregulares. También existen las curiosas espirales barradas, cuyos brazos parece que surgen del extremo de una “barra” que cruza el plano principal del sistema.

Galaxia Espiral: Tipo de galaxia en el que las estrellas se disponen formando los brazos de una espiral. Las galaxias espirales tienen forma de disco. Cuentan con dos o más brazos espirales provistos de densos paquetes estelares provenientes del centro de la galaxia. La Vía Láctea es una galaxia espiral, y nuestro sistema solar se halla en uno de sus brazos

Galaxia Elíptica: Galaxia de forma oval. Una galaxia elíptica es un conjunto de estrellas que toman la forma de un óvalo aplanado. Son las galaxias más comunes

Galaxia Irregular: Tipo de galaxia sin forma definida. Las galaxias irregulares son las menos frecuentes. Tienen forma irregular y son relativamente pequeñas. En su interior hay estrellas en formación debido a la riqueza de gas y polvo

Galaxia Espiral Barrada: Tipo de galaxia cuyo centro está formado por una barra rígida de estrellas. Las galaxias espirales barradas son semejantes a las galaxias espirales, pero tienen un centro formado por una barra de estrellas rígidas. A partir de ésta se extienden brazos.

Cometas

Los cometas son miembros como estrellas con largas colas. Aparecen en el cielo sin señales previas y a veces son muy grandes y brillantes. Antiguamente la gente pensaba que eran un presagio de muerte o desastres, pero ahora ya sabemos que el cometa propiamente dicho, su núcleo, es tan pequeño que ni si quiera puede ser visto desde la tierra. Está formado de hielo y polvo, como una bola de nieve sucia. Cuando se acerca al Sol, el calor forma una nube de polvo y de gases alrededor del núcleo. A esto se le llama la cabellera, y el viento solar al soplar la convierte en una enorme cola. El gas está incandescente y el polvo refleja la luz del sol, formando la vista que se aprecia desde la tierra. A veces los cometas tienen dos colas, una de gases recta y estrecha, y otra, más ancha y extendida, de polvo.

Los astrónomos creen que el Sistema Solar puede estar rodeado por una nube de cometas más allá del último planeta. Sólo cuando un cometa sale de su nube y se aproxima mucho al Sol, puede verse desde la tierra.

El Cometa Halley

El cometa Halley, sin duda el más famoso de todos los cometas, ha sido visto regularmente desde antes de la era cristiana. Tiene un período de 76 años; por tanto, a su paso por el perihelio en 1910 le corresponde otro en 1986 (19 de Febrero). Su último pasaje tuvo lugar en 1948.

En 1682 apareció un cometa brillante. Uno de sus observadores fue Edmond Halley, que se convertiría más tarde en Astrónomo Real. En aquella época no se sabía con certeza si los cometas giraban alrededor del sol, pero cuando Halley calculó la órbita del cometa de 1682 descubrió que era extraordinariamente similar a la de los cometas de 1607 y 1531. Así pues, sugirió que debía de ser el mismo y se atrevió a predecir que el cometa regresaría en 1758. Para entonces Halley había muerto pero el astrónomo aficionado Palitzsch lo observó la noche de Navidad de 1758; el perihelio tuvo lugar en Marzo de 1759

Los cometas suelen recibir el nombre de su descubridor o (descubridores), pero sólo en muy pocos casos el del matemático que calculó por primera vez su órbita. Es justo que el único cometa periódico brillante halla sido bautizado en honor de Edmond Halley.

Escala del universo

Vivimos en un Universo inmenso. La tierra se halla a 150 millones de Km del sol; en nuestra experiencia cotidiana, esta distancia parece enorme, pero para un astrónomo parece insignificante. Mas allá del Sistema Solar, nuestro hogar en el espacio, las distancias son tan enormes que medirlas en Km. o millas resultaría completamente inadecuado.

Una unidad razonable es el año-luz, es decir, la distancia recorrida por un rayo de luz en un año (9,5 millones de millones de Km.) incluso la estrella más próxima al Sol se halla a más de 4 años-luz de distancia, y los objetos más remotos que conocemos distan de nosotros miles de millones de años-luz.

Al principio, los hombres creían que la tierra era plana y que se encontraba en el centro del Universo; no tenía ni idea de la escala real. Tolomeo calculó que la distancia al Sol era de 8 millones de Km y hasta el año 1672 no se tuvo una estimación del orden de magnitud correcta gracias a G. D. Cassini. ¿Cuál es el tamaño del Universo? Es imposible de contestar con el lenguaje corriente, puesto que el Universo podría ser finito pero ilimitado tampoco sabemos si la expansión actual del Universo continuará indefinidamente o si será seguida por un largo periodo de contracción, que acabará con otro big-bang y el inicio de un nuevo siglo

Tipos de estrellas

Una simple mirada hacia el firmamento muestra que no todas las estrellas son iguales.

Difieren en brillo y en color. Los distintos colores indican diferencias reales entre las temperaturas superficiales.

Los primeros intentos de clasificar las estrellas en grupo se llevaron a cabo en el siglo XIX finalmente, se adoptó el sistema elaborado en Harvard, según el cual a cada estrella se le asigna una letra concreta de acuerdo con su espectro.

Su importancia en astrofísica es inestimable. Se observa que la mayoría de las estrellas se encuentran dentro de una banda que desciende desde el extremo superior izquierdo del diagrama hasta el inferior derecho; esta banda constituye la secuencia principal (nuestro Sol) es una estrella típica de la secuencia principal entre paréntesis. En la zona superior derecha se encuentra las gigantes de gran luminosidad, mientras que la inferior izquierda están las enanas blancas, que constituyen un caso particular. También está muy claro que las estrellas rijas y anaranjadas son de dos tipos definidos: gigantes y enanas, con pocos ejemplares de luminosidad intermedia.

Las estrellas presentan una gran variedad de tamaños, temperaturas y luminosidades.

Agujeros Negros

Los agujeros negros son todavía más extraños que las estrellas de neutrones y parece que se forman a partir de estrellas con una masa aún mayor. Cuando una estrella se colapsa, la gravitación se convierte en el fenómeno relevante; no hay explotación de supernova, y la estrella sigue contrayéndose y haciéndose cada vez más densa hasta que su velocidad de escape llega a ser de la luz. En esta fase, la estrella se rodea de una zona d la que nada- ni siquiera la luz- puede escapar; a todos los efectos está separada del resto del Universo. El límite de la “zona prohibida” se llama “horizonte de sucesos”

Por supuesto, es imposible ver un agujero negro, y la única forma de detectarlo es estudiar el efecto ejerce sobre algún objeto cercano que pueda ser identificado. Antes que el material sea absorbido por el agujero negro se calienta mucho y se produce un flujo de radiación de onda corta. Por ejemplo, en el caso de Cygnus X-1, parece que hay un agujero negro asociado con una estrella supergigante, HD 226868.

Actualmente se cree que los quasares son alimentados por agujeros negros, y puede que haya agujeros negros en el centro de algunas galaxias activas, como M 87. Otra posibilidad es que el centro de nuestra propia Galaxia haya un agujero negro. Ciertamente, todavía no disponemos de una prueba concluyente de la existencia de los agujeros negros, aunque casi todos los astrónomos no aceptan este hecho.

Nebulosas

Las nebulosas galácticas o gaseosas están constituidas por gas tenue, así como por un material llamado generalmente “polvo”. En la famosa nebulosa de Orión (M 42), el gas principal es hidrógeno. Como todas las nebulosas de este tipo, M 42 es un “criadero” estelar en el cual nacen nuevas estrellas a partir del material interestelar; en su interior hay algunos objetos extraños que solo son detectables a partir de su radiación infrarroja. No obstante, la densidad de M 42 es tan baja que tal, como ha señalado D.A Allen, el material contenido en una muestra de 2,5 cm tomada en el centro tendría una masa no superior a la de una pequeña moneda.

Quasares

Los quasares son los objetos más lejanos y luminosos que conocemos. El primero en ser identificado fue 3C-273 (es decir el objeto n· 273 del tercer catálogo de radiofuentes de Cambridge). El 5 de Agosto de 1962, La Luna ocultó esta fuente, lo cual permitió a los radioastrónomos de Parkes, en Australia, determinar su posición con gran exactitud. Se identificó con lo que parecía una estrella muy débil de color azulado, pero cuando M.Schimidt examinó su espectro en la región visible mediante el reflector Hale de 5m de Monte Palomar.

Meteoritos

Los primeros informes acerca de fenómenos meteoríticos fueron registrados sobre papiros egipcios, hacia el año 2000 a. C. Hasta que fue posible obtener muestras de la Luna, los meteoritos constituyeron el único material procedente del exterior de la tierra que podía ser estudiado. Son bastante comunes, muchos museos poseen colecciones de meteoritos, aunque son raros los de gran tamaño. Es importante señalar que un meteorito es, en realidad, el residuo de un meteoroide que alcanza la superficie terrestre después de atravesar la atmósfera. No todos los meteoroides están asociados con cometas, ya que algunos son residuos de la primitiva nebulosa solar, por lo que no hay una distinción real entre un meteorito grande y un asteroide pequeño.

En el Hayden planetaurium de New York se halla el meteorito conocido oficialmente como Ahnighito y con mayor frecuencia denominado Tent. Lo encontró en Groenlandia el explorador polar Robert Peary, en 1897, y fue trasladado a Estados Unidos con considerables dificultades debido a su peso, superior a las 30 toneladas. El único meteorito conocido que le sobrepasa en tamaño y masa permanece enclavado en el lugar donde cayó en épocas prehistóricas, en Hoba West, en el sur de África. Su peso es aproximadamente el doble del de Tent.

Sin embargo, la mayoría de los meteoritos conocidos son mucho más pequeños que estos dos gigantes. En ocasiones, es posible verlos descender, como en el caso del meteorito caído en Gran Bretaña el día de Nochebuena de 1965 que se disgregó durante el descenso, esparciendo sus fragmentos en los alrededores de Barwell, un pueblo de Leicestershire, en el centro de Inglaterra.

Meteoros

Los meteoroides son muy abundantes en el Sistema Solar. Pueden penetrar en el aire a velocidades superiores a los 70 km. por segundo y consumirse con gran rapidez, puesto que su masa es de unos pocos miligramos. Se creía en un principio que los meteoroides procedían del exterior del Sistema Solar, pero ahora está generalmente admitido que son parte integrante de la familia del Sol, y muchos de ellos pueden considerarse como residuos cometarios.

Existen dos tipos de meteoros distintos: los esporádicos y las lluvias. Los meteoros esporádicos pueden aparecer en cualquier momento y desde cualquier dirección, la mejor hora para observarlos es después de medianoche, cuando la región más oscura del cielo se encuentra en la dirección del movimiento orbital de la Tierra. Las lluvias de meteoros están relacionadas con los cometas, aunque no siempre se conoce el cometa asociado.

Asteroides

Los asteroides también conocidos como planetas menores, son objetos pequeños situados principalmente entre las órbitas de Marte y Júpiter. Todos los asteroides juntos no llegaran a formar un cuerpo de masa igual a la de la Luna, y sólo uno de ellos (Vesta) es apenas visible a simple vista. El primer asteroide, Ceres, fue descubierto por Piazzi, en Palermo, el 1 de enero de 1801. Se había sugerido que podría existir un planeta entre las órbitas de Marte y Júpiter; esta suposición se basaba en la “ ley de Bode”, una expresión matemática que relaciona las distancias de los planetas al sol, la cual indicaba la existencia de un planeta en esta región.

Aunque probablemente la Ley de Bode es una mera coincidencia (falla para Neptuno, el tercer planeta de mayor masa), un equipo de astrónomos, apodado la Policía Celeste, ya había comenzado una búsqueda sistemática. Se les anticipó Piazzi, que hizo su descubrimiento mientras compilaba un catálogo de estrellas, y más tarde ingresó en el equipo. Pronto se descubrieron tres asteroides más: Palas (1802), Juno (1804) y Vesta (1807). No se tuvo conocimiento de ningún otro hasta 1845, cuando el astrónomo aficionado alemán Hencke descubrió el quinto, Astrea.

Hoy en día están calculadas las órbitas de más de 2.500 asteroides. El número total puede exceder de 40.000, pero muy pocos tienen más de unos cuantos kilómetros de diámetro. Ceres (1.003 Km) es con mucho el mayor; de los restantes, sólo Palas y Vesta tienen diámetros superiores a los 500 Km. Vesta es el más brillante, pero apenas puede verse a simple vista cuando se encuentra en la mejor situación.

El origen de los asteroides es todavía desconocido. Ya no se cree que constituyan fragmentos de un antiguo planeta (o planetas) destruido, ya que cualquier protoplaneta que hubiera empezado a formarse en esa región hubiera sido rápidamente disgregado por la fuerza gravitatoria de Júpiter.

La Luna

La luna desde la tierra:

A simple vista puede verse la luna con considerable detalle, y cuando se utiliza un pequeño telescopio la escena resulta entonces extraordinaria: hay mares, cráteres de todos los tamaños, cráteres estrellado, montañas, picos, valles, domos y fallas conocidas como grietas y arroyos.

El ángulo de iluminación cambia por completo el escenario; cerca de la luna llena no hay casi sombras, mientras que cuando un cráter se encuentra cerca del terminador aparece lleno de sombras y muy prominente.

La cara visible de la Luna:

Gracias a las misiones Orbiter y Apolo se han obtenido muchos miles de fotografías de la Luna de gran resolución. Además de mostrarnos la superficie con mayor detalle que desde la tierra, las diferentes estructuras no se ven deformadas por la perspectiva.

Por lo general, los mapas anteriores a la era espacial, confeccionados sobre todo por observadores aficionados, resultaron bastante precisos, aunque lógicamente deficientes en los pequeños detalles. Hoy en día hay tal cantidad de información disponible que muchas de las fotografías obtenidas no han sido aún estudiadas exhaustivamente.

Los grandes mares están más o menos limitados al hemisferio visible desde la tierra. Un descubrimiento interesante fue el de los “mascones”, termino acuñado a partir de mass condensations. Cuando los Orbiter empezaron a dar vueltas alrededor de la Luna se detectaron en sus movimientos pequeñas irregularidades, que se atribuyen a su paso por encima de regiones en las que el material lunar era excepcionalmente denso. Parecía como si grandes masas de material estuvieran enterradas bajo los mares Crisium, Serenitatis o Imbriun, así como por debajo de algunos cráteres. La idea inicial de que los mascones podían ser meteoritos enterrados se desechó rápidamente, y ahora parece que se atribuyen a masas de rocas volcánicas existentes debajo de las formaciones regulares.

La cara oculta de la Luna:

La cara oculta de la luna permaneció desconocida hasta 1959, cuando los rusos obtuvieron las primeras imágenes de ella desde el Luna 3. Se habían propuesto algunas curiosas teorías; por ejemplo, en el siglo XIX, el matemático danés Hansen sugirió que el centro de gravedad de la Luna estaba desplazado, por lo que todo el aire y el agua debían de haberse retirado hacia las regiones invisibles, que incluso podrían estar habitadas. Las especulaciones de este tipo no fueron tomadas en serio, pero se desconocía por completo la cara oculta.

Las primeras imágenes, tomadas por el Luna 3 en octubre de 1959, aunque resultan muy pobres para los cánones modernos, confirmaron que la cara oculta es básicamente similar al hemisferio conocido, si bien hay importantes diferencias en cuestiones de detalles. En particular, allí existen menos mares extensos. El Mare Orientale, un mar que se extiende sobre la cara oculta es una gigantesca estructura de múltiples anillos; cuando Wilkins y Moore lo descubrieron se pensó que era un pequeño mar de la misma naturaleza que el Mare Crisium. Las fotografías del Luna 3 mostraron un área, ahora conocida como Mare Moscoviense, que fue clasificada (erróneamente) como un mar. Una cadena de altos picos que fue llamada Montes Soviéticos ha resultado ser tan sólo una traza brillante.

Tal vez la característica más interesante sea Tsiolkovskii, con su fondo de lava oscura y su pico central. En la fotografía de la derecha, tomada por un Orbiter, se lo puede ver en el extremo superior derecho. También presenta un especial interés Schrödinger, la gran formación circular situada debajo, en el centro, desde la cual se extienden dos largos surcos.

Ahora que el conocimiento de la cara oculta es completo, gracias a las misiones Orbiter y Apolo, estamos en situación de comparar los dos hemisferios. Existen marcadas diferencias tal como manifestaron los únicos hombres que hasta el presente han visto la cara oculta (las tripulaciones de los Apolo 8, y del 10 al 17, ambos inclusive)

Eclipses de Sol

La luna gira alrededor de la Tierra, y ésta en torno al sol; por tanto. La Luna tiene que pasar a veces frente al Sol. A esto se le llama eclipse de Sol, aunque una denominación más correcta sería la de la ocultación del sol por la Luna. Por una afortunada coincidencia, el Sol y la Luna presentan prácticamente el mismo tamaño en el cielo, de modo que la Luna puede proyectar su sombra sobre la superficie de la Tierra.

Los eclipses son de tres tipos: totales, parciales y anulares. En un eclipse total la ocultación del sol es completa, y su visión es probablemente el espectáculo más magnífico de la naturaleza; pueden verse la cromosfera, las protuberancias y la corona, y el cielo se oscurece lo suficiente como para que los planetas y las estrellas más brillantes se hagan visibles. La anchura de la superficie de la Tierra desde donde el Sol aparece totalmente oculto por la Luna nunca puede ser mayor de 272 Km y en general es menor; la oscuridad total no puede durar más de 7 minutos y 31 segundos, y a menudo el periodo de totalidad es de sólo un minuto o dos.

Desde un lugar determinado de la Tierra, los eclipses totales son poco frecuentes. Por ejemplo, el último eclipse total visible desde Inglaterra ocurrió en 1972, mientras que el próximo no tendrá lugar hasta el 11 de Agosto de 1999. A cada lado de la zona de la tierra donde la ocultación del Sol es completa, el eclipse es parcial, y la corona y las protuberancias no pueden verse. Muchos eclipses parciales no llegan a ser totales en ningún punto de la tierra.

El tercer tipo de eclipse es el anular. La Luna aparece como menor que el sol cuando está cerca del apogeo (punto de máxima distancia a la tierra), de modo que, si el alineamiento es perfecto, puede observarse un anillo de la fotosfera solar alrededor del disco oscuro de la Luna; pero tampoco se dan los espectaculares fenómenos que acompañan al eclipse total.

Los fenómenos más importantes visibles durante un eclipse total son la cromosfera, las protuberancias y la corona. Las protuberancias a veces llamadas erróneamente “llamas rojas “, son masas de hidrógeno incandescente de la cromosfera. Las protuberancias estacionarias pueden persistir durante meses, mientras que las eruptivas muestran un movimiento violento y llegan a alcanzar alturas de hasta 2 millones de kilómetros.

La temperatura de la corona alcanza casi dos millones de grados centígrados, pero su densidad es tan baja (menos de una billonésima parte de la densidad del aire terrestre al nivel del mar) que contiene poco calor. Su forma varía según la época del ciclo solar. Cerca del mínimo de actividad es casi simétrica, con largos chorros que se extienden desde las regiones ecuatoriales, mientras que en las proximidades del máximo es más espectacular y bastante más regular.

ÍNDICE

  • Introducción

  • Nuestra Galaxia

  • Clasificación de Galaxias

  • Cometas

  • El Cometa Halley

  • Escala del Universo

  • Tipos de Estrellas

  • Agujeros Negros

  • Nebulosas

  • Meteoros

  • Asteroides

  • Quasares

  • Meteoritos

  • La Luna

  • Eclipses de Sol