ASTRONOMIA

EL ESPACIO-TIEMPO

JAVIER DE LUCAS

MEDIDAS EN EL UNIVERSO

Distancias: m, Km, UA, a-l, psc, Mpsc

Masas: Kg, Mg, Gg, Tg

Tiempos: s, h, d, a

1 UA = 150 millones de km = 106 km

1 a-l = 9,46 billones de km = 9,46 1012 km = 63.271 UA

1 psc = 3,26 a-l = 206.265 UA = 30,85 billones de km = 30,85 1012 km

1 Mpsc = 106 psc

DISTANCIASTIERRA

SOL

GALAXIACUMULO

ESCALAS EN LA TIERRA

Radio = 6.380 km: dos días para dar una vuelta en avión.

Superficie muy suave: montañas más altas, 9 km, océano más profundo, 10 km

Atmósfera delgada: ~100 km altura => 1/60 del radio.

Masa = 6 x 1024kg => Densidad media = 5.600 kg./m3

EL SOL

El Sol contiene más del 99% de toda la materia del Sistema Solar

Tamaño: radio ecuatorial 695.000 km. 6.378 km.

Periodo de rotación sobre el eje de 25 a 36 días 23,93 horas

Masa comparada con la Tierra 332.830 veces 1

Temperatura media superficial 6000 º C 15 º C

Gravedad superficial en la fotosfera

27,4 m/s22 9,78 m/s2

SOL TIERRA

EL SOL

– Radio, 700.000 km – Distancia, 1.5 x 108 km. (UA=Unidad

Astronómica)¿Cuanto tardaría un avión (v=1.000 km./hr) en llegar al

Sol?

– Masa, 2 x 1030 kg (300.000 veces la Tierra)– Densidad, 1,4 veces la del agua (gaseoso)

SISTEMA SOLAR

DISTANCIAS

LEY DE BODE

ORIGEN: hace unos 5000 millones de años.FORMADO por EL SOL, 8 Planetas y 61 Satélites.Localización. Está en uno de los brazos de la espiral de la Vía Láctea, a unos 30.000 años luz del centro y unos 20.000 del extremo. No se puede ver el brillante

centro porque se interponen materiales opacos, polvo cósmico y gases fríos, que no dejan pasar la

luz.

Tamaño del Diámetro: 3 años-luz y una Masa de más de dos billones de veces la masa del Sol.

Movimiento: Cada 225 millones de años completa una órbita alrededor del centro de la galaxia a una

velocidad de 270 km/s.

SISTEMA SOLAR• Hay ocho planetas en

órbitas elípticas moviéndose en un plano (ECLIPTICA).

• Plutón ya no es un planeta, con una órbita de 40 UA, y una masa de 1/500 la de la Tierra (menos que la Luna). Es un planetoide, como Xena

• A la velocidad de la luz se necesitan 5,3 horas para salir del Sistema Solar.

• Un avión tardaría 17x40 = 680 años

D = 0,4 + 0,32 n

D: distancia al Sol en UA

n = ...-

0

1

2

4

5

6

7

3 cinturón asteroides

D = 0,4 + 0,32 n

MAS ALLA TRAS PLUTÓN, SE ENCUENTRA EL CINTURÓN DE KUIPER Y LA NUBE

DE OORT

¿Qué hay después de dejar el Sistema Solar?

Próxima Centauro, 300.000 UA

Próxima Centauro, 4.2 al 1UA = 8 minutos luz En un segundo la luz da 7 vueltas alrededor de la Tierra.

A esta escala las UA dejan de ser útilesUsaremos los años luz (a-l) como unidad de distancia

Velocidad luz en el vacío = 300.000 km/s=> 1a-l = 9,5 x 1012 km.

LA VÍA LÁCTEA

Tiene un radio medio de 50.000 años luz; en ella se ubica nuestro Sistema Solar y contiene alrededor de 100.000 millones de estrellas. Hay cerca de 100 mil millones de estrellas en esta galaxia.

La Vía Láctea tiene aproximadamente 100.000 años luz de extension.

El vecino más cercano del Sistema Solar en la Vía Láctea es el sistema triple de estrellas Alfa y Próxima Centauro , que están a una distancia de 4,3 años luz de nuestro Sol.

NotaEn Ingles 1 billón es mil millones

En Español 1billón es 1 millón de millones

SISTEMAS DE ESTRELLAS¿Están las estrellas distribuidas al azar en el cielo?

No: GALAXIAS, CUMULOS, SUPERCUMULOS, GRANDES ATRACTORES...

La Vía Láctea es un ejemplo. Describamos la Vía Láctea

Distancia al centro = 25.000 - 30.000 a-lContiene 100-300 mil millones de estrellas

Gira lentamente, 1 vuelta cada 200 millones de años.

VIA LACTEA VIA LACTEA

VIA LACTEA

Masa: 2 billones de la masa del Sol

GALAXIAS CERCANAS La galaxia más cercana a la

nuestra y de parecidas dimensiones, es ANDROMEDA

Distancia = 2 millones de a-l, solo 80 veces el diámetro de la VL.

En relación a sus tamaños, en general, las galaxias están más cercanas unas de otras que las estrellas.

Es necesario usar telescopios para observar galaxias, excepto para Andrómeda y las Nubes de Magallanes

Las Galaxias se acumulan en grupos (decenas), cúmulos (centenas), supercúmulos (millones) y Grandes Atractores

Tamaño de estructuras más grandes,

150 millones de a-l.

GRUPO LOCALEl grupo local es un tipico grupo de galaxias. Consiste en tres grandes galaxias espirales rodeada de numerosas galaxias pequeñas.

•Contienen desde 50 a 1000 galaxias, gas caliente emisor de rayos X y gran cantidad de materia oscura.

•La distribución de estos tres componentes es aproximadamente la misma en cada cúmulo.

•La masa total varía desde 1014 a 1015 veces la masa solar. Típicamente tienen un diámetro de 8 Mpc.

•Las velocidades de las galaxias van desde 800 a 1000 km/s.

•La distancia media entre cúmulos es del oden de 10 Mpc.

CUMULOS

GRUPO LOCAL

Nuestra galaxia, forma parte de un cúmulo llamado generalmente Grupo Local, contiene unas 20 galaxias y se extiende en un volúmen esférico de 1 millón de parsecs de diámetro. Contiene tres espirales: Andrómeda, La galaxia del Triángulo y la nuestra. Además hay otras muchas elípticas. La mayor del Grupo Local es Andrómeda con un diámetro de 60.000 parsecs, dista de la Tierra 675.000 parsecs

CUMULOSLos cúmulos pueden ser regulares o irregulares dependiendo de su forma general.

El cúmulo de Virgo es irregular por que sus componentes se encuentran dispersos en una gran región del espacio.

Por el contrario el Grupo Local es regular por quetiene una distribución esférica con la mayoría de galaxias en su centro

SUPER CUMULOSLos cúmulos de galaxias se reúnen en nuevos cúmulos denominados supercúmulos,de decenas o cientos de cúmulos.

Su interacción gravitacional los reúne en largos filamentos que alcanzan los 300 a 900 millones de años luz de largo, 150 a 300 millones de años luz de ancho y 15 a 30 millones de años luz de espesor.

Los supercúmulos son, simplemente, cúmulos de cúmulos de galaxias.

Mientras los cúmulos están, típicamente, en los filamentos y las paredes de las "pompas de jabón" del Universo, los supercúmulos se encuentran en las intersecciones de las paredes. Los supercúmulos son las más grandes estructuras conocidas en el Universo, siendo algunas de ¡más 200.000.000 de años luz de tamaño! Sin embargo, como estas estructuras no son muy comunes, sólo se conocen pocas.

 El más famoso supercúmulo está cercano e incluye a la Gran Muralla y al supercúmulo de Perseus-Pisces. Recientemente surgió laevidencia de supercúmulos a corrimientos al rojo del orden de 1, los cuales implican importantes restricciones en la formación de estructuras y en los modelos cosmológicos.

Por añadidura, la tasa M/L de los supercúmulos es similar para esos cúmulos. Este descubrimiento implica que la misteriosa materia oscura no puede contribuir a la masa del Universo de lo que contribuye a la de los cúmulos.

SUPER CUMULOS

VECINOS

Los supercúmulos y el vacío están

organizados de tal manera que

recuerdan burbujas con los filamentos

galácticos formando los bordes.

Dicho de otra manera, el universo a gran escala parece una

especie deespuma de jabón

donde existen enormes vacíos

rodeados (burbujas) cuyas "paredes" son precisamente

estas grandes estructuras de

supercúmulos de galaxias.

El porqué de esta distribución es aún un

misterio

SUPERCUMULOS

SUPER CUMULO

DE VIRGO

SUPER

CUMULOS

TELESCOPIO Hubble TELESCOPIO Hubble Deep FieldDeep Field..

Alcanza una magnitudde 30, unos cuatro milmillones de veces másde lo que puedever el ojo humano.

Se obtuvo con el HUBBLE, con exposición de 100 horas, durante 10 días.

UN CORTE EN EL UNIVERSO

La imagen muestra la distribución de 10.853 galaxias en una pequeña porción del sondeo principal del SDSS, junto con otras 486 "galaxias rojas luminosas", elegidas para trazar el mapa de la estructura a grandes desplazamientos al rojo.

Esta muestra constituye ¡sólo el 1% de los datos finales espectroscópicos esperados! Se ve claramente la red de paredes en forma de burbuja, con filamentos y vacíos.

La cantidad de espacio cubierto por las áreas vacías es diferente en diferentes modelos cosmológicos; por lo que mapas precisos de la estructura del Universo, a gran escala, proveen pistas para establecer en qué tipo de Universo vivimos

VACIOS

Vacíos, estructuras laminares y filamentos.

Los surveys de galaxias de desplazamientos al rojo elevados revelan una estructura del Universo en forma de pompas de jabón, metafóricamente hablando, con las galaxias básicamente confinadas en estructuras laminares y filamentosas.

Los vacíos son la característica observable dominante (ocupando el 90% del espacio) con diámetros típicos de unos 25 Mpc y llegando a monstruos del tipo del vacío de Bootes con un diámetro de algo más de 120 Mpc.

También destacan estructuras laminares como la "Gran Muralla" con unas dimensiones del orden de unos 100 Mpc.

Actualmente, una de las preguntas básicas de los astrónomos es, "¿cuál es la mayor estructura en el universo?". Hemos encontrado cúmulos y supercúmulos, y ahora hasta cúmulos de supercúmulos, ¿pero hay supercúmulos de supercúmulos y, así, sucesivamente? En otras palabras, ¿a qué escala las galaxias o los cúmulos de galaxias, aparecen distribuidos en forma aleatoria?

UNIVERSO VISIBLE

14 MIL MILLONES DE AÑOS LUZ

UNIVERSO

A GRAN ESCALA

TIEMPOS

EDAD DEL UNIVERSO

El Universo tuvo un inicio, el BIG BANG ¿Cuando ? Hace 13.700 millones de años.

Consideremos que el tiempo entre el Big Bang y hoy es un díaA las 4 p.m. se forma la Tierra

A las10 p.m aparece el primer fósilHace 2 segundos nace el primer humano

Hace 0,003 segundos nace Colón

EL DIA COSMICO

EL AÑO COSMICO

ASTRONOMIA

EN EL ESPACIO-TIEMPO

FIN