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EL CIELO ESTRELLADO
ESTE CIELO QUE NOS ENVUELVE El cielo es una ilusión óptica
Fig. 1
Representación del cielo como una bóveda que recubre al observador.
Cuando nos encontramos en un lugar descubierto de obstáculos, por ejemplo en el campo o en el mar, tenemos la impresión de estar bajo una especie de techo gigantesco con forma de bóveda. Todos los astros parecen estar unidos a ella. Nos sentimos en el centro de esa bóveda celeste que nos recubre por todas partes y que se apoya sobre el horizonte. Esta ilusión óptica, propia de todos los seres humanos, generó el concepto de cielo. Al mirar el cielo de noche, parece que miles de estrellas están distribuidas en una bóveda aproximadamente esférica. La causa de que todos los astros parezcan estar a una misma distancia de la Tierra y de que los veamos mover por la superficie cóncava de la bóveda celeste, es otra ilusión óptica. El horizonte nos impide ver lo que está debajo de él. Si miramos al cielo por espacio de unas horas, veremos que algunas estrellas desaparecen bajo el horizonte mientras surgen otras. Este fenómeno nos sugiere que las estrellas están dispuestas sobre una gran esfera; de la cual, en cualquier instante, sólo apreciaremos la mitad.
La luz solar y la atmósfera causan el color del cielo El cielo puede presentar distintas coloraciones dependiendo de la hora del día o del estado del tiempo atmosférico. En un día sin nubes, el cielo es azul claro durante la mañana y la tarde. Al ocultarse el Sol, tonalidades rojizas y anaranjadas tiñen la zona del cielo próxima a la puesta del Sol. En la noche puede observarse azul oscuro o negro. Para ver el cielo de color negro debemos estar en un lugar distante de las luces de una ciudad y cuando no es visible la Luna. La interacción entre la luz del Sol y los componentes de la atmósfera es la causa del color del cielo. Lo vemos azul por la combinación de dos efectos: 1- dispersión de luz : si un rayo de luz blanca se refracta en un prisma de vidrio, se desvía en distintas direcciones (se dispersa) originando una franja de colores: violeta (luz de longitud de onda corta), azul, verde, amarillo, anaranjado y rojo (luz de larga longitud de onda). 2- difusión de luz : si las partículas de la atmósfera tienen un tamaño igual o menor al de la longitud de onda de la luz incidente, ésta cede parte de su energía a los átomos. Pero esa energía no queda almacenada en el aire, porque los átomos emiten toda la energía en forma de luz y en cualquier dirección. Las moléculas de nitrógeno y los átomos de oxígeno de la atmósfera difunden luz azul en todas direcciones, que se dispersa por el aire al incidir sucesivamente en otras moléculas.
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El color rojo que adquiere el cielo durante los crepúsculos se debe a la presencia de los granos de polvo atmosférico. En las salidas o puestas del Sol, la luz blanca recorre un camino más largo dentro de la atmósfera y las partículas de polvo que se encuentran cercanas a la superficie terminan absorbiendo la luz azul y verde y dispersando el rojo. La luz anaranjada y la roja siguen un camino casi rectilíneo hasta el observador, por eso el cielo presenta una coloración amarillenta o rojiza. Si la atmósfera no existiera, el cielo sería siempre negro con estrellas resplandeciendo en él, tanto de día como de noche.
Lo que se ve de día
EL CIELO ESTRELLADO
Al atardecer, el camino que recorre la luz solar dentro de la atmósfera es mayor, produciendo un efecto de refracción más grande. Por ello, la ilusión óptica de un Sol más ancho y achatado.
El astro más brillante del cielo es el Sol que se observa como un círculo incandescente. Su intenso brillo no deja ver a las estrellas. La Luna es otro círculo de luz que, en determinadas ocasiones, puede verse tanto de día como de noche. Tiene la particularidad de cambiar regularmente de forma: unas veces, es un círculo luminoso completo, otras, un semicírculo o un delgado huso. Cuando brilla en el cielo nocturno se siguen viendo las estrellas pues su luz es más débil que la del Sol. Este hecho permite observar cómo cambia de posición noche tras noche.
Y lo que se ve de noche Además de la Luna, en una noche oscura resplandecen cientos de puntos con distintos brillos: son las estrellas. Éstas parecen moverse en la bóveda celeste manteniendo sus distancias relativas, hecho que determinó que desde la antigüedad se las agrupara para formar las constelaciones. También se pueden observar cinco puntos de luz, como si fueran estrellas, pero con otras características. Tienen la particularidad de moverse entre las estrellas fijas, cada uno con una trayectoria y velocidad propia. Por su propiedad de moverse (o deambular) entre las estrellas, los antiguos griegos los bautizaron como planethe (del griego, “vagabundo”, “errante”) Luego se denominaron Mercurio, Venus, Marte, Júpiter y Saturno.
La constelación del Escorpión está constituida por estrellas del hemisferio sur del cielo.
La Vía Láctea se observa como una franja angosta y de brillo débil, que cruza todo el cielo. Eventualmente se puede observar algún cometa, su aspecto es el de un punto brillante rodeado de un pequeño círculo nebuloso que puede presentar un aspecto alargado. El aspecto de un cometa suele ser poco importante, pero en ocasiones se hacen notables por su brillo y su forma tan particular. La observación del cielo durante varias horas de la noche nos permite contemplar algunas estrellas fugaces. Tienen el aspecto de un punto luminoso que corre rápidamente y deja tras de sí una estela luminosa, para “apagarse” apenas algún segundo después de hacerse visible.
La Vía Láctea es una franja blanquecina y de luz tenue que cruza todo el cielo.
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LA MAGIA DEL CIELO CONSTELADO La imaginación del hombre llenó el cielo de imágenes El conocimiento de las constelaciones es fundamental para el estudio del cielo. Una constelación es una agrupación aparente de estrellas. Conociendo bien las constelaciones y sus posiciones a lo largo del año, las estrellas son útiles para orientarse o para saber fecha y hora aproximada. Las estrellas que forman una constelación se observan en una misma región del cielo, es decir, aproximadamente en la misma dirección; pero no tienen, necesariamente, una relación física entre ellas. El globo de Mainz. Es una representación del cielo estrellado de la época romana . En él se dibujaron las constelaciones boreales catalogadas por el griego Hiparco.
Las primeras constelaciones se delinearon con las estrellas más brillantes del cielo dibujando animales, seres mitológicos o formas geométricas. Generalmente es difícil asociar la disposición de las estrellas con aquello que significa su nombre. Los distintos pueblos reflejaron el entorno de su época, con un impresionante espíritu creativo.
La mayoría de las constelaciones boreales tienen nombres mitológicos En las obras de Homero, Hesíodo, Eudoxio e Hiparco aparecen muchas constelaciones con un origen mitológico, las que reflejan las leyendas griegas antiguas. Hacia el siglo IV A.C. los babilonios y los griegos, identificaron la región del cielo de 12 constelaciones que recorre el Sol a lo largo del año. A esta zona la denominaron Zodiakos (del griego, “círculo de animales”). En algunos textos cuneiformes de aquella época ya aparecen el León, el Toro y el Escorpión Representación del hemisferio norte del cielo.
Cita de constelaciones en la Biblia
“31 ¿Puedes tú atar �rmemente las ligaduras de la constelación Kimá, o puedes desatar las cuerdas mismas de la constelación Kesil? 32 ¿Puedes hacer salir la constelación Mazarot a su tiempo señalado? Y en cuanto a la constelación Ash al lado de sus hijos, ¿puedes conducirlos?” Job 38, versículos 31 y 32
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Durante el segundo siglo de nuestra era, el astrónomo egipcio Ptolomeo, realizó un catálogo de más de mil estrellas agrupadas en casi medio centenar de constelaciones. Esta lista la publicó en su obra principal, titulada Mathematike Syntaxis (“Sintaxis Matemática”, traducida por los árabes como “ Almagesto”). Son ejemplos de estas constelaciones la Osa Mayor, Orión y el Can Mayor.
Los astrónomos Bayer y Lacaille catalogaron varias constelaciones australes Sin lugar a dudas, algunos de los pueblos que habitaron la América precolombina o los demás territorios al sur del ecuador, también crearon sus propias constelaciones. Las grandes expediciones del siglo XVI, dieron origen a los nombres europeos de muchas constelaciones del hemisferio sur. En 1603, el astrónomo Johan Bayer (1572- 1625) publicó un catálogo de estrellas, en el cual agregaba nuevas constelaciones a la lista de las reconocidas desde la antigüedad. Les asignó nombres de seres terrestres o marinos descubiertos en los viajes interoceánicos. Surgieron así, la Grulla, el Pez Volador, el Pavo Real y otras. A fines del siglo XVII, el astrónomo Johannes Hevelius (1611-1687) elabora un nuevo catálogo de estre- Representación del hemisferio sur del cielo. llas, fusionando el norte y el sur y agregando nuevas constelaciones. Para ello, utilizó pequeñas áreas del cielo que contienen estrellas de poco brillo y que habían sido dejadas de lado. Así aparecieron el Unicornio, la Mosca, la Paloma, los Lebreles y el Lagarto, entre otras. En 1750 el viaje del astrónomo Louis Lacaille (1713 -1762) al Cabo de Bue na Esperanza, propició la creación de nuevas constelaciones australes. Sus nombres, a excepción de la Mesa, son de instrumentos científicos. Así aparecieron las constelaciones de la Escuadra y el Octante, entre otras.
El orden actual se propuso a comienzos del siglo veinte En 1922, el Congreso Astronómico Internacional puso un orden definitivo. Se conservaron los nombres antiguos que los europeos dieron a la mayoría de las constelaciones. Desde entonces, el cielo está dividido en 88 regiones. Estas constelaciones se delimitan por círculos de declinación y paralelos celestes. Así, cualquier punto del cielo pertenece a una determinada constelación. Las 88 constelaciones que se observan en todo el cielo se pueden dividir en 53 constelaciones australes y 35 boreales.
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Propuestas para cambiar el nombre de algunas constelaciones
En distintas épocas existieron intentos de cambiar el nombre de algunos astros o de alguna constelación. Uno de estos ejemplos fue el de los eclesiásticos del siglo XVII, quienes propusieron una representación más “cristiana” para el cielo. Así, a la constelación de Aries se la intentó llamar Apóstol Pablo; al Sol, llamarlo Jesucristo y a la Luna, Virgen María. Otro ejemplo reformista fue propuesto en 1808 por un grupo de “seguidores” de Napoleón. Ellos intentaron cambiar el nombre de Orión por el de este Emperador. Cualquiera de estas propuestas nunca prosperaron.
Los nombres de las 88 constelaciones Nombre
Abr.
Significado
Nombre
Abr.
Significado
Andromeda Antlia Apus Aquarius Aquila Ara Aries Auriga Bootes Caelum Camelopardalis Cancer Canes Venatici Canis Major Canis Minor Capricornius Carina Cassiopeia Centaurus Cepheus Cetus Chamaeleon Circinus Columba Coma Berenices Corona Australis Corona Borealis Corvus Crater Crux Cygnus Delphinus Dorado Draco Equuleus Eridanus Fornax Gemini Grus Hercules Horologium Hydra Hydrus Indus
And Ant Aps Aqr Aql Ara Ari Aur Boo Cae Cam Cnc CVn Cma Cmi Cap Car Cas Cen Cep Cet Cha Cir Col Com CrA CrB Crv Crt Cru Cyg Del Dor Dra Equ Eri For Gem Gru Her Hor Hya Hyi Ind
Andrómeda Inflador Ave del Paraíso Aguatero Águila Altar Carnero Cochero Boyero Cincel Jirafa Cangrejo Perros de caza Can mayor Can menor Cabra Quilla del navío Argos Casiopea Centauro Cefeo Ballena Camaleón Compás Paloma Cabellera de Berenice Corona austral Corona boreal Cuervo Cráter Cruz del Sur Cisne Delfín Dorado Dragón Protillo Río Erídano Horno Gemelos Grulla Héroe mitológico Reloj Anguila hembra Anguila macho Indio
Lacerta Leo Leo Minor Lepus Libra Lupus Lynx Lyra Mensa Microscopium Monoceros Musca Norma Octans Ophiuchus Orión Pavo Pegasus Perseus Phoenix Pictor Pisces Piscis austrinus Puppis Pyxis Reticulum Sagitta Sagittarius Scorpius Sculptor Scutum Serpens Sextans Taurus Telescopium Triangulum Triangulum australe Tucana Ursa Major Ursa Minor Vela Virgo Volans Vulpécula
Lac Leo Lmi Lep Lib Lup Lyn Lyr Men Mic Mon Mus Nor Oct Oph Ori Pav Peg Per Phe Pic Psc PsA Pup Pyx Ret Sge Sgr Sco Scl Sct Ser Sex Tau Tel Tri TrA Tuc UMa UMi Vel Vir Vol Vul
Lagartija León León Menor Liebre Balanza Lobo Lince Lira Mesa Microscopio Unicornio Mosca Escuadra Octante Serpentario Gigante cazador Pavo real El caballo alado Perseo Ave Fénix Caballete del pintor Peces Pez austral Popa del navío Argos Brújula del navío Argos Red o retículo Flecha Arquero Escorpión Escultor Escudo Serpiente Sextante Toro Telescopio Triángulo Triángulo austral Tucán Osa Mayor Osa Menor Vela del navío Argos Virgen Pez volador Zorra
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LEYENDO LEYENDAS... El mito de Orión Para los griegos antiguos, Orión era un gigante cazador, de orgullo y belleza inigualable. Está representado en el cielo junto a sus dos perros de caza, el Can Mayor y el Can Menor, y a sus pies está agazapada una Liebre. Una vez, Orión reunió a todas las grandes bestias del mundo y les anunció que las mataría. La Tierra lo oyó y envió contra él a un mortal y silencioso animal: el Escorpión. Este pequeño animal picó el talón del gigante Orión, inoculándole su veneno. Cuando las pinzas del Escorpión asoman sobre el horizonte oriental, Orión se acuesta sobre occidente, ocultándose humillado. Después de su puesta, el Escorpión se eleva triunfante para reinar en el cielo nocturno. Representación de Orión visto desde el hemisferio norte.
La leyenda de Suhel Según una leyenda árabe, la estrella Suhel (nuestra Canopus) vivía con sus dos hermanas, las Shiras, en la ribera norte del río celestial (la Vía Láctea). Allí se enamoró de una hermosa vecina, la Djauza (Novia) que se representaba con parte de las estrellas de la actual constelación de Orión. Cuando la obtiene por esposa la abrazó con tal pasión que le rompió la columna vertebral. Como los parientes de la novia querían vengarse, Suhel debió huir cruzando la Vía Láctea. Se estableció en una remota región del cielo austral. Una de sus hermanas, la brillante estrella Sirio, tuvo el coraje de seguirlo y cruzó el río celeste brillando hasta hoy con notoria belleza. La otra hermana, la estrella Proción, jamás se atrevió a cruzar el río y su llanto interminable empaña su brillo.
El mito de la estrella Canguro Representación de la constelación de la Djauza.
Una tribu australiana llamó el Canguro a la brillante estrella Capella. El movimiento del cielo hace que esta estrella sea seguida por otras dos, los gemelos Castor y Pollux de la mitología griega. La tribu las asoció con dos hermanos cazadores que perseguían de cerca al Canguro, obligándolo a una rápida ocultación. Sin embargo, moría debajo del horizonte y los cazadores lo asaban. El humo de su hoguera es la Vía Láctea que resplandece alta en el cielo de Australia en esa época del año.
La leyenda del cazador furtivo En una narración de los indios de Guyana, las actuales constelaciones del Centauro y la Cruz del Sur, representaban un árbol en cuya copa estaba posado un pájaro. Hacia él se dirigía un cazador furtivo, nuestra estrella Beta del Centauro, quien para evitar que su presa se espantara, detrás de sí traía una antorcha, representada en el lugar de la brillante estrella Alfa del Centauro.
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LA ALBORADA DE LA ASTRONOMÍA La revolución agrícola hizo sedentario al hombre Hace unos 10.000 años, en la Tierra, sobrevino un clima favorable después de la desaparición de los glaciares. La civilización de las tribus paleolíticas fue sustituida por otra civilización que se completa y se perfecciona en el Neolítico, cuyo punto de partida puede fijarse, aproximadamente, en unos 7.000 años atrás. La revolución neolítica dio origen a lo que se conoce como la civilización agrícola. Los hombres de esta época pulían la piedra, modelaban la arcilla y se agrupaban en pequeños poblados. Y lo más importante, aprendieron a trabajar la tierra y a criar animales. Toda la mentalidad de esta época es mágica. El hombre está convencido de que los ríos, las plantas, el mundo circundante, tienen un alma como la suya. Las ceremonias rituales tienen la finalidad de contentar a los dioses.
Formación prehistórica de monolitos en Stonehenge, Inglaterra. Posiblemente fue utilizado como observatorio astronómico
El caracol maya. Obsérvese el notable parecido con los actuales observatorios.
La Astronomía surgió como consecuencia de las necesidades cotidianas de los pueblos primitivos. Entre ellas: la medición del tiempo, la determinación del comienzo de las estaciones y la necesidad de explicar los fenómenos de la naturaleza. Babilonios, chinos, mayas, egipcios y griegos adquirieron conocimientos astronómicos elementales, a partir de observaciones del cielo a simple vista. Éstos se utilizaron con fines prácticos y mítico-religiosos. El observatorio prehistórico de Stonehenge, en Inglaterra, se construyó con fines esencialmente religiosos. Consiste en un conjunto de enormes monolitos que fueron transportados desde Gales, hace unos 4.000 años. Además, se observa un círculo con 56 agujeros, rodeando la estructura interior del observatorio. Este observatorio se pudo utilizar como calendario, ya que permite determinar el comienzo de las estaciones. También sirve para seguir el movimiento de la Luna en el cielo y, quizás, como predictor de eclipses.
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Los sumerios inventaron la escritura cuneiforme Hace unos 6.000 años, en Sumer, sobre el Golfo Pérsico, los sumerios inventaron la escritura cuneiforme. Los caracteres, impresos sobre tablillas de arcilla, tienen forma de cuña, de allí su nombre. Con la escritura se desarrollaron las ciencias: la Matemática para proyectar edificios; la Astronomía, para medir el tiempo y entender los cielos; la Medicina, para curar las enfermedades.
Los pueblos babilónicos desarrollaron la astrología La Astronomía babilónica era, principalmente, astrología. Los habitantes de la Mesopotamia eran adoradores de las estrellas, como los del período sumerio. Usaban un calendario lunisolar. El pueblo babilónico, como el egipcio, parece haber llegado a la idea de que el Universo es un espacio cerrado con los límites materiales bien definidos, teniendo por suelo a la Tierra y por cúpula al firmamento. Este concepto de un Universo finito y cerrado se conservó hasta el siglo XVII.
Los chinos realizaron valiosas observaciones astronómicas Los astrónomos chinos observaron fenómenos celestes extraordinarios, cuya descripción ha llegado hasta nuestros días. La antigua Astronomía estelar china difiere mucho de la babilónica y de la occidental. Por ejemplo, el ecuador celeste se dividía en 28 “casas” y el número de constelaciones ascendía a 284. Utilizaban un año lunisolar con un ciclo de 19 años. Creían que los eclipses ocurrían porque el Sol y la Luna, a veces, eran devorados por dragones. A partir del 1700 a.C., durante la China Imperial, el mundo se representaba como un carro. La Tierra (cuadrada) es la caja, y el cielo (redondo) es el dosel. El Río Celeste (la Vía Láctea) fluía sobre sus cabezas. Los chinos se ubicaban sobre la tierra en el lugar central, al que denominaban el País del medio.
Esquema egipcio que representa la C reación. Al centro está Shu, el dios de la luz y del aire. Sostiene a Nut, la diosa del cielo, mientras el dios de la Tierra (Geb) está reclinado en el piso. Algunas deidades menores prestan su ayuda.
INVESTIGA
¿Cuáles fueron los principales instrumentos que se utilizaron en Astronomía antes de la invención del telescopio?
Los incas Los incas, como muchos otros pueblos antiguos, realizaron observaciones de los fenómenos celestes más notables. Delinearon algunas constelaciones en el cielo, las que recibieron nombres de animales. Observaron la salida y puesta del Sol a lo largo del año para determinar el comienzo de las estaciones, con fines agrícolas. También registraron el movimiento de la Luna y elaboraron un calendario lunar para las fiestas religiosas. Sobre los eclipses solares, creían que un puma intentaba devorar a Inti (dios del Sol). El Qori-Kancha o Templo del Sol, en Cuzco, capital del Imperio incaico. Los españoles destruyeron parte del templo y sobre sus restos construyeron la Iglesia de Santo Domingo.
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LAS LUCES DEL CIELO ” e p o c s e l e T d n a y k S “ a t s i v e R a l e d
No todos los astros presentan el mismo brillo Cuando miramos las estrellas podemos percibir que se diferencian por sus brillos, siendo algunas más brillantes que otras. Desde la antigüedad, el brillo aparente de los astros se clasificó en grupos que se designan como magnitudes aparentes. El brillo de los astros que vemos en el cielo no es el real, porque ellos se encuentran a diferentes distancias de nosotros. La magnitud aparente, entonces, se refiere al brillo observado. Hiparco de Nicea (¿? – 127 a.C) clasificó a las estrellas por su brillo en seis categorías. A cada grupo lo designó con un número entre 1 y 6. Las estrellas más brillantes del cielo, que son las primeras en observarse después de la puesta del Sol, fueron designadas como de primera magnitud (o de magnitud 1) y las menos brillantes, como estrellas de sexta magnitud (o de magnitud 6). Por esta razón, a los astros más brillantes del cielo le corresponden números de magnitudes más pequeñas y a los menos brillantes, números de magnitudes más grandes. En 1609 cuando Galileo apuntó su telescopio al cielo descubrió que existen estrellas de menor brillo de las que se pueden observar a simple vista. A dichas estrellas se le designan números de magnitud mayores al 6. Con la construcción de telescopios con más aumentos, se percibieron astros cada vez más débiles en brillo, los que fueron clasificados con magnitudes cada vez mayores. Actualmente, el telescopio espacial Hubble de tecta astros con magnitudes cercanas a 30. (fig. 2)
Los astros más brillantes tienen magnitudes negativas Los primeros astrónomos apreciaban el brillo de los astros sin instrumentos. Este hecho introdujo errores en la designación de las magnitudes que deben corresponder a cada astro. Los astrónomos del siglo XIX, utilizando telescopios y fotómetros, lograron comparar brillos en forma muy precisa. Descubrieron que el brillo de todas las estrellas a las que Hiparco había clasificado como de primera magnitud, no era exactamente el mismo. Desde entonces, los astros más brillantes que los de primera magnitud estándar se clasifican dentro de las magnitudes negativas. Así, la magnitud aparente de la estrella más brillante del cielo (Sirio) vale –1,46.
Dos astros que di�eren en una magnitud tienen una diferencia de brillo de 2,5 veces
Esquema que representa la escala de magnitudes aparentes
En 1856, el astrónomo inglés Norman Pogson (1829- 1891) propuso definir con mayor claridad la escala de magnitudes aparentes utilizada hasta
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EL CIELO ESTRELLADO
CONSTRUYENDO EL CIELO La esfera celeste es una construcción geométrica
Representación del cielo como una esfera que nos rodea
Los astrónomos hacen uso de una esfera imaginaria en cuyo centro está la Tierra con un observador cualquiera. El radio es arbitrario y no muy grande, porque para las mediciones de la posición de los astros, las distancias reales no juegan ningún papel destacado. Sobre su superficie interna se proyectan las imágenes de los astros. Esta esfera convencional, que es sólo una construcción geométrica imaginaria, se llama esfera celeste. La esfera celeste se representa de acuerdo al lugar donde se encuentra un observador. Por ello, para su representación es necesario conocer la latitud de ese lugar.
Puntos, rectas y planos que se trazan en una esfera celeste
Fig. 3
Cenit y Nadir. Nadir
Fig. 4 3
Horizonte astronómico.
Fig. 5 3
El primer elemento que podemos trazar en dicha esfera es la vertical. Esta recta sigue, aproximadamente, la dirección del hilo de una plomada y pasa por el observador. El punto de intersección entre la vertical y la esfera celeste, se encuentra exactamente sobre la cabeza del observador y se denomina cenit. El punto que se encuentra exactamente debajo del observador, en la intersección de la vertical con la esfera celeste, es el nadir. (fig. 3) El plano perpendicular a la vertical y que pasa por el centro de la Tierra, al intersecarse con la esfera celeste determina una circunferencia máxima que se denomina horizonte astronómico. Este plano divide al cielo en dos partes iguales, la superior es el cielo visible para el observador mientras que la inferior es la bóveda invisible. (fig. 4) Se denomina eje del mundo a la recta que es la prolongación del eje de rotación terrestre. La inclinación de esta recta depende de la posición del observador sobre la superficie terrestre (latitud). El eje del mundo siempre se inclina el mismo ángulo de la latitud del lugar de observación. Los puntos de intersección entre el eje del mundo y la esfera celeste, son los polos celestes. El polo celeste que se ubica en el cielo visible del observador, es el que corresponde al hemisferio donde éste se encuentra. Por ejemplo, para el caso de Montevideo, el polo celeste sur se encuentra a 35º sobre el horizonte astronómico. Los polos celestes se mantienen inmóviles, a pesar de que la esfera celeste rota lentamente alrededor del eje del mundo. (fig. 5)
Polos celestes.
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El plano perpendicular al eje del mundo y que pasa por el centro de la Tierra, al intersecarse con la esfera celeste determina una circunferencia máxima que se llama ecuador celeste. Este plano divide al cielo en dos semiesferas que reciben el nombre de hemisferios celestes sur y norte, respectivamente. La inclinación del ecuador celeste con respecto al horizonte astronómico, para cualquier observador, se puede calcular encontrando la diferencia entre 90º y la latitud del lugar de observación. (fig. 6) Los puntos de intersección entre el ecuador celeste y el horizonte astronómico son los puntos cardinales Este y Oeste. El plano que contiene al observador, a su cenit y a los polos celestes, se interseca con la esfera celeste determinando otro círculo máximo denominado meridiano local. Los puntos de intersección entre el meridiano local y el horizonte astronómico son los puntos cardinales Sur y Norte. (fig. 7) Las circunferencias menores de la esfera que son paralelas al ecuador celeste se denominan paralelos celestes.
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Fig. 6 3
Ecuador celeste.
Fig. 7
Puntos cardinales.
Un ejemplo práctico Construcción de la esfera celeste para la ciudad de La Paz, Bolivia: latitud 16º S
1 - Construimos el círculo que representa el cielo y en cuyo centro se encuentra el observador. 2 - Trazamos la vertical y el plano del horizonte astronómico (color gris) 3 - Trazamos la línea del eje del mundo con una inclinación igual al valor de la latitud (16º). El polo celeste elevado es el Sur porque La Paz es una ciudad que está en el hemisferio sur de la Tierra. 4 - Dibujamos el plano del ecuador celeste , perpendicular al eje del mundo por el centro de la esfera. Su inclinación respecto al horizonte astronómico es 74º que surge de calcular 90º - 16º = 74º 5 - Representamos los cuatro puntos cardinales: Este y Oeste en la intersección del ecuador celeste con el horizonte astronómico. Norte y Sur en la intersección del horizonte astronómico con el meridiano local.
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TODO PARECE GIRAR El cielo, aparentemente, realiza un giro completo en 24 horas Todos los astros participan del movimiento del cielo. Ese movimiento hace que diariamente veamos cómo los astros salen, se elevan hasta alcanzar su máxima altura, para luego bajar hasta desaparecer tras el horizonte. Sin embargo, es un movimiento que realiza el cielo en su conjunto, que se denomina Movimiento General Diurno (MGD). Fotografía artística que ilustra el MGD. La técnica de la fotografía de larga exposición, empleada para obtener esta imagen, permite registrar el movimiento que realiza el cielo constantemente.
La observación del cielo durante unas horas nos enseña que la esfera celeste parece girar lentamente. Al mirar cerca del horizonte, vemos que hay una zona donde los astros van desapareciendo (ocultación), mientras que del lado opuesto surgen astros (salida).
El movimiento del cielo es aparente, circular y retrógrado CONCEPTOS CIENTÍFICOS
El movimiento del cielo presenta las siguientes características:
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¿Cómo se obtiene una fotografía de larga exposición? ¿Qué utilidad tiene en la Astronomía? Si puedes conseguir una cámara que permita obtener este tipo de fotografías, te proponemos que hagas algunas pruebas con ella.
es general, debido a que participan todos los astros en su conjunto. es diurno, ya que se completa en 24 horas sidéreas, o lo que es lo mismo, en un día. es aparente, porque es una ilusión causada por la rotación terrestre. Durante varios milenios el hombre creyó que la bóveda celeste entera giraba alrededor de la Tierra, completando un giro en 24 horas. Pero, desde hace algunos siglos, sabemos que en realidad es nuestro planeta el que gira sobre su eje una vez por día, provocando la apariencia del movimiento de la esfera celeste. es retrógrado, ya que el sentido de este movimiento es de oriente a occidente, es decir contrario a la rotación terrestre. Como consecuencia, todos los astros salen por la zona del horizonte que llamamos oriente y se ocultan por occidente. Un observador ubicado en cualquier lugar de nuestro hemisferio, y que mire en dirección sur, ve que todos los astros giran en sentido horario y alrededor de un punto imaginario. Por el contrario, si mira en dirección norte, le parece que se mueven en sentido antihorario.
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es circular , debido a que un observador del hemisferio sur, verá que todos los astros describen circunferencias concéntricas al polo celeste sur. Si el observador se encuentra en el hemisferio norte verá que el movimiento de todos lo astros tiene centro común en el polo celeste norte. es paralelo, porque las trayectorias circulares que describen todos los astros en el cielo son paralelas al ecuador celeste. Teniendo en cuenta esta característica, podemos agregar que la trayectoria de cualquier astro coincide con un paralelo celeste. es constante, ya que la esfera celeste se mueve con velocidad angular uniforme. Esto da la impresión de que cualquier astro describe una circunferencia por día. Un cálculo matemático permite deducir que el movimiento aparente de la esfera celeste es de 15º por hora.
Un ejemplo práctico Al realizar una observación sobre la constelación de Orión, determiné que la estrella Rigel se movió 30º en su paralelo celeste. a) Describe las características del movimiento aparente observado en la estrella Rigel Rigel se movió de oriente a occidente (sentido retrógrado) describiendo un arco de circunferencia paralelo al ecuador y cuyo centro es el polo celeste sur, a una velocidad constante de 15º por hora. b) Si la observación comenzó a la hora 21:30 ¿Cuánto tiempo duró la observación? Si Rigel se movió 30º en su paralelo celeste mientras duró la observación, significa que estuve
observándola durante 2 horas porque las estrellas se mueven a razón de 15º por hora: 15º x 2 = 30º. c) ¿A qué hora terminé la observación? Si la observación comenzó a la hora 21:30 y estuve observando a Rigel durante 2 horas (por la respuesta anterior), terminé la observación a las 23:30 horas. d) ¿Cuánto se desplazará Rigel durante 3 horas? Se desplazará 45º en su paralelo celeste porque la velocidad del movimiento aparente de los astros es de 15º por hora: 15º x 3 = 45º.
Encuentro con la música y el cine: Te proponemos oír... Sirio !" $%&' (&)*+'* ()+,"-. Aldebarán !" /'0& Recuerdos de Orión !" /12% 3+'.4+1")0 Pintando el cielo con estrellas !" /'0&
! #$%&'$()*'&+ ,$#-
• 2001: Una odisea espacial “Tengo... una terrible nece! sidad... ¿diré la palabra?... de religión. Entonces salgo por la noche y pinto las estrellas.” 52'-"'. 6&' 7+48
Anywhere is !" /'0&
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CAMINOS EN EL CIELO
Fig. 8
Culminaciones de un astro
Vimos que todos los astros visibles, al moverse en forma aparente por el cielo, describen recorridos circulares y paralelos al ecuador celeste. El esquema que aparece a la izquierda muestra la trayectoria de una estrella perteneciente al hemisferio celeste sur. Todas los astros pertenecientes a este hemisferio describen trayectorias en la semiesfera que contiene al polo celeste sur. El punto donde la estrella pasa de la bóveda invisible a la bóveda visible es el punto de salida del astro. Se ubica en el punto de intersección entre la trayectoria del astro y el horizonte oriental. Por su parte, el lugar por donde éste se oculta, se ubica en el punto de intersección entre su trayectoria y el horizonte occidental. Se llaman culminaciones de un astro a los pasos que éste realiza por el plano del meridiano local en su movimiento diurno. Por lo tanto, el punto más elevado de la trayectoria de un astro se encuentra en el plano meridiano y se denomina culminación superior ; el punto opuesto es la culminación inferior . (fig. 8)
Desde nuestra latitud (30º a 35º S), los astros pueden clasificarse en tres grupos de acuerdo a sus trayectorias: ASTROS PERPETUAMENTE VISIBLES
ASTROS PERPETUAMENTE INVISIBLES
ASTROS PERIÓDICAMENTE VISIBLES
En el primer grupo, encontramos a los astros cuya culminación inferior ocurre en la bóveda visible del observador. Por lo tanto, sus trayectorias nunca cruzan el horizonte, permaneciendo siempre sobre él. Se llaman astros per- petuamente visibles . En Uruguay, un ejemplo de este grupo son las estrellas que componen la Cruz del Sur.
En el segundo, están los astros cuya culminación superior ocurre en la bóveda invisible del observador. Permanecen siempre ocultos porque sus trayectorias nunca cruzan el horizonte. Es el grupo de los astros perpe- tuamente invisibles. En Uruguay, son ejemplos de este grupo las estrellas de la Osa Menor.
En el último grupo, aparecen los astros cuya culminación superior se produce en la bóveda visible, mientras que su culminación inferior se produce en la bóveda invisible. Estos astros cruzan el horizonte dos veces al día, al salir y al ocultarse. Forman el grupo de los astros periódicamente visi- bles. Para un observador en Uruguay, son ejemplos de este grupo las estrellas de la constelación del Can Mayor.
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EL CIELO ESTRELLADO
Con Achernar y Agena también encontramos el Sur Este método consiste en trazar un segmento de recta imaginario que parta de la estrella Achernar ( α Eridanus) y termine en Agena ( β Centaurii). El punto medio de ese segmento se corresponde, aproximadamente, con la posición del polo celeste sur. Habiendo encontrado este punto, para ubicar el punto cardinal Sur se procede de la misma forma que cuando se utiliza la Cruz del Sur. La región del cielo donde aparece proyectado el polo celeste sur es un área despoblada de estrellas brillantes que pertenece a la constelación del Octante. El polo celeste norte coincide con una estrella de segunda magnitud de la constelación de la Osa Menor. Por ese motivo se la denominó Polaris (estrella polar).
Orión nos ayuda a determinar el Este y el Oeste Para ubicar los puntos cardinales Este u Oeste se puede utilizar a la constelación de Orión. Para que la determinación de dichos puntos tenga cierta precisión, Orión debe observarse poco tiempo después de su salida o muy próximo a su puesta.
Fig. 11
El punto cardinal Este está en la intersección del Ecuador Celeste (línea roja) con el horizonte.
La estrella Mintaka, una de las Tres Marías en el cinturón de Orión, tiene la particularidad de situarse prácticamente sobre el ecuador celeste. Este hecho determina que su punto de salida coincida, aproximadamente, con el punto cardinal Este; mientras que el punto del horizonte por donde se oculta es, aproximadamente, el Oeste. (fig. 11)
Un ejemplo práctico Desde un lugar con latitud 27º S observé la constelación de la Cruz del Sur según ilustra la imagen siguiente.
b) Indica la altura del polo celeste sur. La altura es 27º porque el polo celeste siempre
tiene una altura igual al valor de la latitud del observador. c) Dibuja la Cruz del Sur 2 horas después de esta observación.
2
30º
Polo Celeste Sur
1
a) Determina la posición del punto cardinal Sur. Para encontrar el polo celeste sur prolongo la longitud del palo mayor de la Cruz del Sur, hacia Acrux, 4,5 veces. Luego proyecto ese punto al horizonte y determino el Sur.
La Cruz del Sur se mueve conforme a las características del MGD, realizando un movimiento circular uniforme alrededor del polo celeste sur, en sentido retrógrado (horario visto desde el Sur) y a razón de 15º por hora por lo que en dos horas se habrá desplazado 30º ( 15º x 2). Utilizando un compás y haciendo centro en el polo celeste, trazo los arcos de las trayectorias aparentes de las estrellas de la Cruz del Sur (en sentido horario). Con un semicírculo determino el ángulo de 30º y dibujo las estrellas de la Cruz del Sur en la posición que se encontrarán dos horas después.
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EL CIELO ESTRELLADO
CON LAS CARTAS SOBRE LA MESA Un mapa celeste o carta estelar es una representación de todo o de una parte del cielo. Como sucede con los mapas geográficos, las cartas estelares presentan ciertas deformaciones, como consecuencia de ser representaciones planas de superficies curvas. Pueden presentar distintos aspectos, dependiendo de la proyección utilizada para construirlos, de la zona de la esfera celeste que representen o de la cantidad de magnitudes estelares que abarquen. La razón que justifica el empleo de distintas proyecciones (ya estereográficas, ya cilíndricas) para representar toda la esfera celeste, es el hecho de evitar las deformaciones propias de aplanar una superficie esférica.
CARTA ESTELAR DE LA REGIÓN CIRCUMPOLAR SUR
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EL CIELO ESTRELLADO
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CARTA ESTELAR DE LA REGIÓN ECUATORIAL
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EL CIELO ESTRELLADO
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