SOLUCIÓN DEL EXAMEN 8vo de PRIMARIA OLIMPIADA BOLIVIANA DE ASTRONOMÍA y ASTROFÍSICA PARTE CONCEPTUAL (40%) 1. (10%) ¿Es el año luz una medida de tiempo? ¿Por qué? R.- No, el año luz es una medida de distancia. Es la distancia que recorre la luz, que viaja a una velocidad de 299 792 458 m/s, en un año. Es decir: m 1 km 3600 s 24 h 365 d km 299792458 × 3 × × × ≈9.46×1012 , es decir, la luz viaja en un s 10 m 1h 1d 1a a año una distancia igual a 9.46×1012 km 2. (10%) ¿Qué es una unidad astronómica? R.- Una unidad astronómica (u.a.) es la distancia promedio existente entre la Tierra y el Sol. 1 u.a. = 149 597 870 660 m 3. (10%) ¿Indique las distintas partes de la estructura solar? R.- Corona, Cromósfera, Fotósfera, Zona Convectiva, Zona Radiativa y Núcleo. • Corona.- La corona se extiende por cerca de dos diámetros solares y es visible durante los eclipses se Sol. Su temperatura asciende a 106 K. De la corona emana el viento solar, que es un flujo constante de partíulas que sale hacia el espacio. • Cromósfera.- Es la parte superior de la atmósfera solar. Es de olor violeta y solo es visible durante un eclipse de Sol, cuando la luz esconde el disco de la fotosfera. Tiene un espesor de 7000 a 10 000 km y una temperatura de 15 * 103 K. Aquí surgen las protuberancias solares, que son erupciones de fuego de hasta 200 000 km de longitud. • Fotósfera.- Tiene unos 400 km de espesor. Tiene la apariencia de la superficie de un liquido en ebullición, llena de manchas en movimiento conocidas como manchas solares, regiones irregulares que aparecen más oscuras que la fotosfera circundante. La temperatura de la fotosfera es de unos 5800 K, mientras que la de las manchas solares es de unos 3800 K. • Zona Convectiva.- Es una franja en la que la energía se transforma por convección. Tiene unos 140 000 km de espesor. • Zona Radiativa.- Es la zona o región donde la energía fluye por radiaión, proveniente de los procesos termonucleares que se originan en el núleo. Tiene 380 000 km de espesor y alcanza 15 600 000 K de temperatura. • Núcleo.- Es la parte central de la estrella. Mide aproximádamente 600 000 km de diámetro. Es el lugar donde se producen las reacciones termonuleares, principal mecanismo de producción de la energía solar. 4. (10%) ¿Qué es el viento solar? R.- Es un flujo constante de partículas que sale, de la corona solar, radialmente hacia el espacio. PARTE APLICADA (60%) 1. (20%) En 1838, el astrónomo T. Henderson encontró el paralaje heliocéntrico de una estrella igual a 0.75 segundos de arco. • Expresa en radianes el paralaje dado. R.1° 2 π rad α=0.75 ' ' × × =3.636×10−6 rad 3600 ' ' 360 ° • Calcular la distancia, en parsecs, a la que se encuentra dicha estrella. ¿Sábes el nombre de la estrella que encontró Henderson? R.1 , donde La distancia, d, a la que se encuentra una estrella del Sol viene dada por: d= α α , es el paralaje de la estrella. Por tanto: 1 d= α = 1 =275 020.69 u.a. 3.636×10−6 rad (1) Nota: definición de parsec: distancia que corresponde a un paralaje heliocéntrico de 1'', o en 1° 2 π rad × =4.848136811×10−6 rad , entonces, la distancia radianes: 0.1 ' '× 3600 ' ' 360 ° equivalente a 1 parces, en unidades astronómicas será : 1 1 ≈206265 u.a. , por tanto: 1 pc=206265 u.a. α= 4.848136811×10−6 rad La ecuación (1) puede ser reescrita del siguiente modo: 1 pc d=275 020.69 u.a.× =1.333336679 pc 206265 u.a. que es la distania en parsecs a la que se encuentra la estrella en cuestión; o en unidades de años luz: d=275020.69 u.a.× 149597870.660 m 1 u.a. × ≈4.3 a.l. 12 1 u.a. 9.46×10 km La estrella es ALFA CENTAURO 2. (20%) El flujo de partículas que emana de la corona solar es de aproximádamente 1011 partículas por centímetro cuadrado por segundo y el número de partículas que llegan a la Tierra es de aproximádamente 7 por centímetro cuadrado por segundo. Analiza las unidades que se utilizan en estos datos y encuentra la definición del concepto de flujo dado. R.numero de partículas Analizando las unidades dadas, el flujo será: Flujo= área×tiempo 3. (20%) ¿Por qué motivo cree Ud. que el periodo rotacional ecuatorial del Sol (25.4 días) sea distinto del periodo rotacional cerca de los polos (30 días)? R.- Esto se debe a que el Sol no es un cuerpo solido. Solo en cuerpo sólido que gira, los distintos puntos de la superficie tienen iguales periodos. El Sol es una esfera líquida y gaseosa, por lo tanto, las distintas zonas giran alrededor del eje con distintos periodos.