PREGUNTAS Y RESPUESTAS SOBRE

ASTRONOMÍA[Actualizada al 2008-]

LUNA

¿Porqué la Luna se vé mas grande cuando está apenas saliendo sobre el horizonte?

En realidad la Luna no es más grande cuando está junto al horizonte respecto al tamaño aparente que tiene cuando se encuentra sobre nuestras cabezas. La razón para que nos parezca más grande junto al horizonte es la llamada "Ilusión Lunar" (Moon Illusion, en inglés). Cuando la Luna está junto al horizonte podemos comparar su tamaño con otros objetos familiares que sabemos mucho más cercanos, mientras que cuando está en el cénit (sobre nuestras cabezas) no hay objetos con quien compararla ó que nos den un indicio de su distancia relativa y por eso nos parece más pequeña, ó por lo menos nuestra mente nos hace creer que es más pequeña. El mismo fenómeno ocurre con el tamaño de las constelaciones, aunque en este caso las personas le prestan menos atención. [Celso Montalvo. 09 Ene 2000]

ECLIPSES

¿Porqué se producen los eclipses?

El eclipse de Sol se produce cuando la Luna pasa entre la Tierra y el Sol, de modo que su sombra cae sobre la superficie de la Tierra. El eclipse de Luna se produce cuando la Tierra pasa entre la Luna y el Sol, de modo que su sombra cubre la superficie de la Luna. …

 

JUPITER

¿Cómo es la Superficie de Júpiter?

Júpiter está conformado principalmente por gases, hidrógeno y helio en su mayor proporción. Por su gran tamaño, 140,000 km de diámetro ó 12 veces el diámetro de la Tierra, y su enorme masa, 320 veces la masa de la tierra, los gases se comprimen de tal modo que en su interior existe un núcleo sólido conteniendo elementos pesados como Níquel, Hierro y Silicio, además de hidrógeno. Sobre este núcleo existe una gruesa capa de hidrógeno metálico en forma de un líquido viscoso por el cual circula fácilmente la electricidad. Encima de este líquido, donde la presión y temperatura se reducen lo suficiente

para que el hidrógeno vuelva a ser gaseoso se encuentra la atmósfera, cuya composición es casi 100% de hidrógeno, no más de 0.5% de helio y algo de amoníaco, metano y etano. De este modo puede considerarse que Júpiter no tiene una superficie sólida al igual que la Tierra. Una nave que ingrese a Júpiter y resista la elevada presión y temperatura no encontrará donde posarse hasta casi llegar al núcleo. Lo que vemos desde la Tierra con el telescopio son las capas altas de la atmósfera donde se desarrollan los vientos y ciclones, bandas,

óvalos y festones. [Celso Montalvo. 02 Ene 2000]

 

COMETAS

¿Qué son los cometas?

Los cometas son cuerpos conformados por aglomerados de materia remanente de la formación del Sistema Solar, polvo, hielo y otros materiales que no llegaron a aglutinarse en ninguno de los planetas existentes y que la presión de la radiación solar fue empujando a una distancia muy grande desde el Sol. Esto significa que los cometas se encuentran entre los cuerpos más antiguos del Sistema Solar y al estudiarlos se está estudiando la materia de la cual se formó el Sistema Solar. Los cometas son relativamente pequeños, la mayoría de ellos con tamaños entre 5 y 10 km. Cuando están lejos del Sol son prácticamente invisibles por su tamaño, sin embargo cuando se aproximan a distancias menores a 2 ó 3 veces la distancia de la Tierra al Sol, el calor del Sol y la presión de la radiación solar descomponen el hielo, gases y polvo de su cuerpo y generan una envoltura brillante alrededor del núcleo sólido, con lo cual se hacen visibles. Al acercarse más al Sol, la presión de la radición y el calor empujan la envoltura de gases en dirección contraria al Sol y de ese modo se desarrollan las largas colas que pueden llegar a tener muchas decenas de millones de kilómetros, siempre en dirección opuesta al Sol y pudiendo llegar a verse a simple vista. Los cometas tienen generalmente dos colas, una cola de polvo más brillante y de color blanco, producto de las partículas de polvo que la radiación solar empuja y que a su vez emiten gases al descomponerse y brillan reflejando la luz del sol, y una cola de iones formada principalmente por particulas de gases cargadas eléctricamente producidas por la radiación solar de alta energía, cuyo brillo azulado es debido a la emisión luminosa de los átomos excitados. El material del cometa es bastante suelto y se va descomponiendo en cada paso cerca al Sol, por lo que los cometas no perduran más que algunos cuantos miles de revoluciones alrededor del Sol. Sin embargo hay una permanente presencia de cometas provenientes de los confines del Sistema Solar, lo cual significa que hay una fuente de donde proceden dichos cometas. Esa fuente es la Nube de Oort, a unos 10,000 Unidades Astronómicas del Sol, desde donde los cometas son lanzados hacia el Sol por las perturbaciones en su órbita producidas por el efecto de estrellas cercanas. Un cometa lanzado hacia el Sol puede tener un período de revolución de miles de años en su primer acercamiento, pero puede cambiar a una orbita más corta si pasa cerca de alguno de los grandes planetas que alteren su órbita. Un ejemplo de ello es el Cometa Halley, cuya órbita tiene un período

de revolución de 76 años y en su mayor alejamiento llega hasta las cercanías de Neptuno. [Celso Montalvo. 21 Jul 2000].

EVOLUCIÓN ESTELAR

Cómo se desarrolla la vida de las estrellas?

Una estrella nace cuando una nube de gas y polvo interestelar se condensa o aglutina gradualmente por efecto de la atracción gravitatoria. Generalmente más del 90% de la masa es hidrógeno y helio. Al inicio el choque y rozamiento de las partículas y moléculas aumenta la temperatura y la presión del gas hasta que empieza a brillar en forma tenue como brilla un metal al calentarse. No habiendo quien contenga a la atracción gravitatoria, la masa de gas y polvo se va condensando cada vez más mientras eleva su temperatura y presión. Al llegar a los 1,500º centígrados las moléculas se disocian en átomos por el calor y la mayoría de las partículas están vaporizadas. La temperatura y presión continúan elevándose hasta que a los 10,000º C la energía con la que los átomos de hidrógeno chocan entre sí hace que el electrón de su átomo quede libre, separado de su núcleo. Esto es lo que se llama la ionización del hidrógeno. Al llegar a los 100,000º prácticamente todo el gas, incluido el hidrógeno y el helio, están ionizados. La gran nube de gas y polvo es ahora una proto-estrella cuyo brillo proviene principalmente del efecto térmico que producen los rozamientos y choques entre los átomos. La ionización del gas retrasa la contracción de la estrella porque la energía producida por los choques se contrapone a la atracción gravitatoria. Este es un estado llamado de "equilibrio hidrostático". Pero la contracción no se detiene. Después de muchos miles ó millones de años la energía térmica se va disipando y la atracción gravitatoria retoma gradualmente su papel en la contracción. Poco a poco la contracción en el centro se hace tan grande que los átomos que chocan entre sí funden sus núcleos en una reacción nuclear que genera enorme cantidad de energía convirtiendo a la protoestrella en una verdadera estrella alimentada por el combustible nuclear. La energía nuclear nuevamente detiene la contracción al contraponerse a la atracción gravitatoria, manteniendo un equilibrio que dura desde millones hasta miles de millones de años, dependiendo del tamaño de la estrella. Esta etapa de la vida de la estrella se llama Fase de la Secuencia Principal y es la de mayor duración y por tanto el estado "normal" de las estrellas que vemos en el cielo. La Fase de la Secuencia Principal termina cuando el hidrógeno del centro de la estrella se agota porque las reacciones nucleares lo han convertido en helio. Entonces las reacciones nucleares del hidrógeno continúan en las capas exteriores de la estrella rodeando el centro formado por helio, el cual aún no reacciona porque requiere de una mayor temperatura y una mayor presión que la que necesitó el hidrógeno. Esto produce gradualmente la expansión de las capas exteriores de la estrella convirtiéndose en una gigante roja, estrellas de diámetro gigantesco pero de temperatura relativamente baja en su exterior. Tarde o temprano el hidrógeno se irá consumiendo y convirtiendo en helio, aumentando la presión contra el centro y elevando su temperatura hasta alcanzar los 100 millones de grados necesarios para que los átomos de helio reaccion nuclearmente entre sí convirtiéndose en átomos de carbono. Estas reacciones son bastante rápidas y debido a que las capas intermedias de la estrella, aún consumiendo hidrógeno, son bastante opacas, la temperatura central de la estrella se eleva rápidamente hasta que,

llegado cierto límite de temperatura, las capas intermedias se expanden violentamente en lo que se llama un destello de helio, que puede provocar la expulsión de capas exteriores de la estrella pero que no la destruyen. Esta inestabilidad es la que produce las burbujas de gas llamadas nebulosas planetarias y pueden repetirse en la vida de la estrella. Mientras tanto el helio sigue convirtiéndose en carbón. Con las capas más interiores con mayor presión y temperatura, el carbón se convierte en oxígeno, luego en nitrógeno, y así sucesivamente hasta llegar al hierro, en capas que dan la apariencia de una cebolla. En las estrellas cuya masa es menor que 3 veces la masa del Sol, la temperatura nunca llega a ser lo suficiente como para que el carbón de su núcleo inicie su conversión en elementos más pesados y así el destino de la estrella es terminar su vida como una estrella enana blanca. En estrellas de mayor masa, la conversión del carbón ó del oxígeno ocurre en la forma de destellos de carbón ó destellos de oxígeno, los cuales son tan poderosos comparados con el destello de helio que la estrella puede explotar como una supernova con la probabilidad de destruir completamente la estrella. Cuando la estrella tiene una masa mayor que 15 veces la masa del Sol, la enorme masa y presión de las capas intermedias puede absorber los destellos y permitir que los elementos continúen su conversión nuclear hasta llegar al hierro. En estas estrellas hay un precario equilibrio de capas de silicio reaccionando fuera del núcleo de hierro y dentro de una capa de oxígeno, la que a su vez reacciona dentro de una capa de oxígeno, dentro de otra capa de carbón, dentro de otra de helio, dentro de otra de hidrógeno. Estas capas se forman en muy poco tiempo (semanas?) provocando el colapso del núcleo en una fracción de segundo, cuando la energía de los destellos no puede contener la fuerza gravitatoria. El colapso produce una explosión gigantesca que expulsa las capas exteriores de la estrella convertida en supernova y dejando el nucleo central colapsado en un amasijo de electrones, protones y neutrones, tan compactado por la atracción gravitatoria en un volumen tan reducido que los electrones y protones se combinan entre sí para producir neutrones. Al final, la masa central que queda, conteniendo únicamente neutrones, es lo que se denomina una estrella de neutrones ó pulsar, una estrella tan compacta y densa que puede contener toda la masa del Sol en un volumen tan reducido como una montaña (Una cucharadita de la masa de un pulsar puede pesar 60 millones de kilos). Si la masa del núcleo fuera lo suficientemente grande, probablemente se formará un Hueco Negro. [Celso Montalvo. Ene 2000]

HUECOS NEGROS

Qué es un Hueco Negro ó Agujero Negro?

El concepto del Hueco Negro es un aspecto importantísimo de la Teoría de la Evolución de las Estrellas y clave en la Cosmología del Universo. Para explicar lo que es un Hueco Negro antes debemos explicar cómo se desarrolla la vida de una estrella. En un parágrafo anterior se explica que durante la mayor parte de la vida de una estrella las reacciones nucleares que convierten hidrógeno en helio producen la energia que se contrapone y balancea la contracción producida por la atracción gravitatoria de la estrella sobre si misma. Cuando se agotan las reacciones nucleares que dieron vida a una estrella durante millones de años, la atracción gravitatoria lleva al colapso de la estrella sobre su núcleo y provoca una explosión colosal que expulsa las capas exteriores de la estrella. Si la estrella

tiene una masa entre 3 y 15 veces la masa del Sol, la explosión deja un núcleo muy compacto y altamente denso conformado íntegramente por neutrones, conocido como una estrella de neutrones ó pulsar. Sin embargo, si la masa de la estrella es de más de 15 veces la masa del Sol, el núcleo final resultante de la explosión puede ser tan denso y compacto que su fuerza gravitatoria domina todas las otras fuerzas, siendo aún más grande que la fuerza con que se soportan los neutrones. Entonces al colapsar esta estrella, la contracción no se detiene y teóricamente la masa desaparece en un punto. El Hueco Negro es negro porque es tan fuerte su atracción gravitatoria que ni la luz puede escapar de él y, por tanto, no se le puede ver.

Las propiedades de un Hueco Negro son tan extrañas en relación a nuestras ideas cotidianas que se requiere mucho esfuerzo para entenderlas, basados en la Teoría General de la Relatividad. Existe, por ejemplo, el llamado horizonte de eventos, que es la distancia desde el centro del Hueco Negro donde la velocidad de escape, necesaria para vencer la fuerza de atracción del hueco negro, es igual a la velocidad de la luz. Quiere decir que cualquier objeto ó partícula más cercano al centro que dicha distancia (también llamada radio de Schwarzschild) debería tener una velocidad mayor a la velocidad de la luz para escapar de la atracción y no caer en su centro. Ya que según la Teoría de la Relatividad la velocidad de la luz es la máxima velocidad del universo, ningún objeto ó partícula dentro del horizonte de eventos podrá escapar de la atracción y por tanto caerá al centro del hueco negro y desaparecerá. En las inmediaciones del Hueco Negro, el espacio-tiempo es alterado relativísticamente. Mientras un observador cayendo hacia el Hueco Negro verá en su reloj que llegará al centro en un tiempo finito, un observador exterior verá que su velocidad se reduce hasta detenerse al llegar al horizonte. Un objeto que se acerca al Hueco Negro será destrozado y convertido en átomos y partículas elementales por las fuerzas tidales. Las mismas partículas elementales deben destruirse y convertirse en un estado de la materia para el cual la física de hoy no puede explicar cómo es ni qué es. La única forma en que puede detectarse la presencia de un Hueco Negro es por la radiación que despide el gas que está cayendo sobre él. Hasta hoy no se tiene certeza completa de la existencia de los Huecos Negros y aún siguen sólo como una teoría, aunque existen algunos cuantos candidatos que presentan indicios de ser Huecos Negros. [Celso Montalvo. Ene 2000]

¿Qué pasaría con la Tierra si el Sol repentinamente se convirtiera en un Hueco Negro?

Si la Tierra sobreviviera a la explosión que convirtiera el Sol en Hueco Negro, tras la disipación de los residuos, la Tierra continuaría girando alrededor del Hueco Negro por mucho millones de años más, mientras el Hueco Negro incrementa su masa gracias a la luz y el casi despreciable gas y partículas que iría absorbiendo. En este muy lento proceso, la Tierra se iría acelerando en su órbita mientras se va acercando al Hueco Negro hasta que tarde o temprano llegaría al horizonte de eventos. De mayor efecto, sin embargo, sería el enfriamiento del Planeta al desaparecer la fuente de energía que representa el Sol. En menos de un año, la Tierra quedaría convertida en una helada y muerta esfera en la oscuridad del espacio. No obstante, el Sol no tiene suficiente masa

para convertirse en Hueco Negro. Lo más probable es que, al final de su vida, el Sol termine como una Enana Blanca. [Celso Montalvo. Ene 2000]

TELESCOPIOS

Recién me inicio en mi afición por la Astronomía y tengo interés en comprarme un telescopio. ¿Puedes darme sugerencias sobre el tipo de telescopio que debo comprar?

Esta pregunta aparece en la mente de todo aficionado principiante que ya llegó a la conclusión de que la Astronomía le gusta lo suficiente como para adentrarse más en el tema y tener un poco más de acción. Y siempre el principiante quiere una respuesta corta y exacta que le haga tomar la decisión y correr a la tienda. Lamentablemente no hay una respuesta corta y exacta y es mejor tomar algo de tiempo para pensar en el tema y decidir en forma segura. Comprar un Telescopio no es igual a comprar pan en la esquina ó un televisor. Una decisión incorrecta puede provocar frustración ó el olvido de la afición porque es una inversión que no se puede realizar con mucha frecuencia. En un artículo que se encuentra en otro lugar de la Página del Club Eta Carinae se desarrolla el tema con mayor amplitud. El primer consejo para cualquier aficionado es que inicie con la compra de un par de binoculares. Su costo es generalmente menor que un telescopio y con facilidad se pueden conseguir binoculares de calidad razonable en ciudades como Lima ó Buenos Aires, donde quizá no se encuentren telescopios que nos satisfagan. Si algún día descubre que debe dejar de lado la Astronomía por otras actividades, le seguirá sirviendo de ayuda para mucho: contemplar la ciudad y sus rascacielos, los fuegos artificiales a la distancia, la hermosura del paisaje serrano, objetos en la playa, ... la lista es larga. Pero, si aún persiste en una respuesta rápida sugiero comprar, en primer lugar, un telescopio refractor de no menos de 60 mm de abertura, con distancia focal de unos 600 a 1000 mm, montura altazimutal y oculares que permitan de 40 a 100 aumentos. [No se deje sorprender por aquellos equipos que traen una etiqueta que ofrece 600 aumentos en los refractores de las tiendas comerciales como Ripley ó Saga, lo más probable es que sean promesas falsa.] La segunda alternativa es un telescopio reflector de no menos de 100 mm de abertura (4"), con distancia focal de unos 600 mm pero no más de 1000 mm, con oculares para 40 a 100 aumentos. Hay más preguntas sobre este tema? Le recomiendo revisar el artículo indicado anteriormente.

¿Cómo se limpian los oculares y objetivos del telescopio?

Primero debes utilizar aire comprimido (de esos que vienen en lata) para eliminar las partículas de polvo, de otra manera al frotar para limpiar rayarías los lentes. Luego con un pincelito eliminas las partículas adheridas (si se quedo alguna). Los oculares puedes limpiarlos con papel lente humedecido en alcohol isopropílico (que ahora venden en E.Wong). Pero mejor sería que los limpies con líquido para lentes Kodak. Este líquido tiene un compuesto que elimina el ácido presente en las huellas de los DEDOS y en la grasa de las pestañas (el ácido destruye las coberturas).

La técnica es humedecer el extremo de un papel lente y "arrastrarlo" sin ejercer presión sobre el lente, si quedan algunas marquitas estas pueden ser eliminadas con ante. [Javier Quino, 25 Oct 1999].

MISCELÁNEA

¿Cuál es la unidad de medida más grande en el universo?

Fuera de la Tierra, las unidades de medición de distancias dependen de la escala en que se desea medir. Hablando del Sistema Solar se usa la Unidad Astronómica (UA) que es el equivalente al diámetro medio de la órbita de la Tierra, 149'597,870 km ó, más fácil de recordar, 150 millones de kilómetros. Así, la Tierra se encuentra a una distancia de una Unidad Astronómica del Sol, mientras que la distancia de Júpiter al Sol es de 5.2 UA. Plutón, el planeta más alejado del Sol se encuentra a 30.2 UA. Los objetos en la llamada banda de Kuiper se encuentran en distancias alrededor de las 100 UA, mientras que los objetos de la nube de Oort se hallan a 10,000 UA.

Fuera del Sistema Solar las distancias deben medirse en Años-Luz. Un año luz es la distancia que recorre la luz en un año: 300,000 km/seg x 86,400 sec/día x 365 dias = 9.46 x 10^12 (9.46 billones de kilómetros). Equivale a unas 63,000 UA. Por comparación, la distancia del Sol a la estrella más cercana es 4.4 años-luz. El centro de nuestra galaxia se encuentra a 25,000 años-luz, el diámetro de nuestra galaxia es de unos 100,000 años-luz y la galaxia externa más cercana se encuentra a 2 millones de años-luz.

Otra unidad de medida fuera del Sistema Solar es el Parsec. Un Parsec es mas grande que un año Luz. Es la distancia a la cual la órbita de la Tierra (una Unidad Astronómica) se vería con un tamaño angular aparente de un segundo de arco. Un Parsec es igual a 3.26 Años-Luz.

Cuando se habla de las distancias hacia las galaxias más lejanas se debe hablar en miles de millones de años-luz. Una unidad de medida más conveniente es el Corrimiento hacia el Rojo, redshift en inglés. Esta es la Unidad de Medida más grande en el Universo. El Corrimiento hacia el Rojo mide la variación producida en la longitud de onda de la luz que proviene de una galaxia lejana. De acuerdo con los descubrimientos de este siglo, se sabe que cuanto más lejos se encuentran las galaxias de nosotros, con mayor velocidad se alejan. También se sabe que cuanto mayor es la velocidad de alejamiento de un objeto, mayor es el desplazamiento de su luz hacia la parte roja del espectro, es decir la luz que emite el objeto llega a nosotros con una longitud de onda mayor que el original, este es el llamado efecto Doppler. La medición de la distancia del objeto lejano se realiza obteniendo el espectro de su luz e identificando las líneas de emisión ó absorción características de los elementos químicos que la componen. Por el Efecto Doppler la longitud de onda de la línea de emisión ó absorción seleccionada habrá aumentado, de modo que, por ejemplo, una línea que normalmente es azul podría verse verde ó amarilla (se corren hacia el rojo). Una unidad z representa, aproximadamente, 2,360 millones de años luz. El valor exacto depende de la llamad Constante de Hubble, cuyo valor aún no se ha determinado con exactitud.

El objeto más lejano que se haya observado (al 12 Feb.2000) es un quasar en la constelación Cetus con un corrimiento hacia el rojo de z = 5.5 equivalente a una distancia de 13 mil millones de años-luz. [Celso Montalvo, 11 Marzo 2000].

¿Qué es el Paralaje?

Cuando observamos el cielo vemos los objetos como si estuvieran proyectados en la superficie de una esfera, todos a la misma distancia, sin embargo algunos objetos se encuentran más cerca de nosotros y otros más alejados. Por ejemplo, los planetas están más cerca que las estrellas…