Introducción a la astronomía Rosa Martha Torres y Ramiro Franco 18 de abril de 2016 1 Astronomía 2 ¿Qué es la astronomía? ● ● ● ● Es la ciencia que se ocupa del estudio de los componentes del Universo Estudia la evolución de dichos componentes y su mutua interrelación Y trata de explicar todos los fenómenos observados por medio de las leyes de la física La astronomía ha estado ligada al ser humano desde la antigüedad y todas las civilizaciones han tenido contacto con esta ciencia 3 Astronomía no es astrología ● ● ● Las culturas antiguas creían que los astros influían sobre lo que ocurría en la Tierra, los estudiaban para tratar de entender el futuro y controlarlo Los horóscopos afirman poder predecir aspectos de la personalidad de las personas y su futuro a partir de los astros Pero no existe ninguna razón para pensar que esto pueda ser posible y cualquier análisis comprueba su falta de poder predictivo ● La astronomía es una ciencia ● La astrología es una pseudociencia 4 Unidades de longitud ● ● ● Unidad astronómica = 149,597,870,700 m y equivale a la distancia entre la Tierra y el Sol Año luz = 9.46×1012 km y equivale a la distancia que recorre la luz en un año Pársec = 206,265 UA = 3.2616 años luz = 3.0857×1016 m ● Kilopársec (kpc): mil pársecs ● Megapársec (Mpc): un millón de pársecs 5 Tipos de objetos que se estudian 6 Planetas ● ● Según la definición adoptada por la UAI, un planeta es un cuerpo celeste que: – Orbita alrededor de una estrella o remanente de ella – Tiene suficiente masa para que asuma una forma prácticamente esférica – Ha limpiado la vecindad de su órbita de planetesimales (tiene dominancia orbital) Entonces el Sistema Solar tiene 8 planetas 7 Planetas rocosos 8 Planetas gaseosos 9 Tamaños Venus Tomate cherry Júpiter Sandía Tierra Tomate cherry ¿Qué tan grandes son los planetas? Aquí están los tamaños relativos de los planetas del Sistema Solar. El Sol sería tan grande como si tuviera de diámetro 10 veces la sandía Neptuno Lima Saturno Toronja grande Mercurio Pimienta Marte Arándano Urano Manzana 10 Planetas enanos ● ● Según la definición adoptada por la UAI, un planeta enano es un cuerpo celeste que: – Está en órbita alrededor del Sol – Tiene suficiente masa para que asuma una forma prácticamente esférica – No es un satélite de un planeta u otro cuerpo no estelar – No ha limpiado la vecindad de su órbita Entonces el Sistema Solar tiene varios planetas enanos 11 Planetas enanos 12 Cometas ● Son cuerpos celestes constituidos por hielo, polvo y rocas que orbitan alrededor del Sol siguiendo diferentes trayectorias elípticas, parabólicas o hiperbólicas ● Forman parte del Sistema Solar ● Tienen tamaños de hasta decenas de kilómetros ● Se subliman en las cercanías del Sol ● A 5-10 UA del Sol desarrollan una atmósfera ● Tienen apariciones periódicas 13 Cometa ISON 14 Crédito imagen: Damian Peach Núcleo del cometa 103P/Hartley 15 Crédito imagen: Sonda Deep Impact Asteroides ● Son “pequeñitos planetitas” rocosos ● La mayoría se encuentra entre Marte y Júpiter ● Algunos siguen órbitas diferentes, hacia el centro del Sistema Solar o cerca de la Tierra ● Hay otros en la órbita de Júpiter ● Tamaño de los asteroides (diámetros): – 200 tienen más de 100 km – 2,000 tienen más de 10 km – 2 millones tienen más de 1 km – Miles de millones son más pequeños 16 Asteroides Troyanos Cinturón principal 17 Meteoroide 18 Meteoro (estrella fugaz) 19 Meteorito 20 Estrellas ● ● ● ● Son esferas luminosas de gas que brillan gracias a las reacciones de fusión nuclear Mantienen su forma esférica gracias al equilibrio hidrostático Nacen en nubes de gas y polvo (nebulosas) Mueren de diferentes maneras dependiendo de la masa que tengan 21 Formación estelar Grumo de gas Gravedad Nube molecular Materia cayendo Disco nebular Fragmentos de nube Viento estelar Protoestrellas 22 Evolución estelar Alta masa Masa intermedia Baja masa Baja masa 23 Crédito imagen: NASA/CXC/SAO Cúmulos de estrellas ● ● Es un grupo de estrellas atraídas entre sí por su gravedad Los hay de dos tipos – Cúmulos abiertos ● – Contienen millares de estrellas jóvenes, ricos en metales, pertenecen al disco de la galaxia, tamaños de unos pocos pársecs Cúmulos globulares ● Contienen millones de estrellas viejas, pobres en metales, pertenecen al halo de la galaxia, tamaños de unos pocos pársecs 24 Cúmulo abierto Pléyades M45 25 Crédito imagen: APOD 03 de septiembre de 2012 Cúmulo globular M71 26 Crédito imagen: APOD 10 de diciembre de 2014 Las trazas de las estrellas ● ● ● Se consigue lograr fotografías de las trazas estelares tomando fotografías de larga exposición, esto es, con el obturador abierto por varios minutos Nos indican el camino por el cual se mueven las estrellas en el cielo Los caminos van a ser diferentes dependiendo de a qué parte del cielo miremos 27 Luces de bengala 28 Trazas estelares 29 Crédito imagen: J. J. Losada Nebulosas ● ● Son regiones del medio interestelar constituidas por gas y polvo En muchas de ellas nacen las estrellas: – ● Nebulosas de absorción, emisión y reflexión con tamaños desde unos pocos hasta cientos años luz Otras son el resultado de la muerte de una estrella: – Nebulosas planetarias con tamaños como de 1 año luz y remanentes de supernova con tamaños como de 11 años luz 30 Nebulosa cabeza de caballo 31 Crédito imagen: APOD 07 de octubre de 2003 Nebulosa de Orión 32 Crédito imagen: APOD 04 de noviembre de 2015 Nebulosas planetarias 33 Crédito imagen: ESA/HUBBLE, NASA, ESO Supernova 1054 34 Crédito imagen: APOD 16 de agosto de 2015 Agujeros negros ● ● ● ● La región del espacio en donde la densidad es tan grande que ni la luz puede escapar se llama agujero negro Si un objeto con una masa de al menos 3 Msol se convierte en un agujero negro, colapsa Un agujero de esa masa formaría un agujero negro del tamaño de una ciudad (~18 km de diámetro). No se conoce nada que pueda parar la gravedad y el colapso forma una punto de densidad infinita llamada singularidad. 35 Agujero negro estelar 36 Agujero negro supermasivo 37 Crédito imagen: NASA/JPL-Caltech Galaxias ● Son un conjunto de estrellas, nubes de gas, planetas, polvo, materia oscura y energía unidos gravitacionalmente ● Tienen subestructuras como nebulosas y cúmulos estelares ● Se clasifican de acuerdo a su morfología visual – ● Galaxias elípticas, espirales barradas y no barradas, lenticulares, irregulares, starburst, radiogalaxias y cuásares Existen más de 100 mil millones de galaxias en el Universo observable ● Tienen tamaños entre 100 y 100 mil pársecs ● Están separadas por 1 millón de pársecs 38 Galaxia elíptica M87 39 Crédito imagen: APOD 20 de mayo de 2010 Galaxia espiral no barrada M74 40 Crédito imagen: APOD 06 de abril de 2011 Galaxia espiral barrada NGC1300 41 Crédito imagen: APOD 12 de enero de 2005 Galaxia lenticular NGC5866 42 Crédito imagen: APOD 09 de marzo de 2016 Galaxia irregular Nube Mayor de Magallanes 43 Crédito imagen: APOD 28 de mayo de 2013 Colisión de galaxias NGC4038 y NGC4039 44 Crédito imagen: APOD 12 de febrero de 2015 Colisión de galaxias NGC4038 y NGC4039 45 Crédito imagen: APOD 24 de octubre de 2006 La Vía Láctea ● ● ● ● ● Es una galaxia espiral barrada donde se encuentra el Sistema Solar y, por lo tanto, la Tierra Tiene masa de 1012 masas solares y un diámetro de 100,000 años luz Contiene entre 200 y 400 mil millones de estrellas La distancia desde el Sol hasta el centro de la galaxia es de 27,700 años luz o 8,500 pársecs Forma parte de un conjunto de unas cuarenta galaxias llamado Grupo Local, y es la segunda más grande y brillante 46 Vista de canto y de perfl 47 Crédito imagen: ESA Science and Technology Vía Láctea en Atacama 48 Crédito imagen: Ramiro Franco El Universo observable ● ● ● ● Tiene un tamaño de 28 mil millones de pársecs Tiene una edad de 13 mil 800 millones de años Está constituido por 71.4% energía oscura, 24% de materia oscura y 4.6% de materia observable (galaxias) Las galaxias están constituidas por 75% de H, 20% de He y 5% de elementos pesados 49 Estructura del Universo 50 Vista panorámica de todo el cielo en infrarrojo 51 Crédito imagen: 2MASS La escala del Universo 52 ¿Qué es lo que se puede ver? 57 58 Crédito imagen: National Geographic Brazos espirales de nuestra galaxia 59