100 Conceptos Básicos De Astronomía

100 Conceptos básicos de Astronomía

Coordinado por:

Julia Alfonso Garzón LAEX, CAB (INTA/CSIC)

David Galadí Enríquez Centro Astronómico Hispano-Alemán (Observatorio de Calar Alto)

Carmen Morales Durán LAEX, CAB (INTA/CSIC)

Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial «Esteban Terradas» 1 2 3

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1. Galaxia M51 tomada por el instrumento OSIRIS en el GTC. Créditos: Daniel López (Instituto de Astrofísica de Canarias). 2. Eclipse de Luna en noviembre de 2003. Créditos: Fernando Comerón (Observatorio Europeo Austral). 3. Imagen infrarroja que muestra en falso color la huella dejada por un reciente impacto, posiblemente cometario, en la atmósfera de Júpiter. En azul se ven las regiones más altas: el propio impacto, la Gran Mancha Roja y las nieblas polares. Créditos: Santiago Pérez Hoyos (Universidad del País Vasco). 4. Antena DSS63 de la estación de Robledo de Chavela. Créditos: F. Rojo (MDSCC), Juan Ángel Vaquerizo (Centro de Astrobiología). 5. Nebulosa N44 en la Gran Nube de Magallanes. Créditos: Fernando Comerón (Observatorio Europeo Austral). 6. Nebulosa planetaria NGC 6309. Créditos: Martín A. Guerrero (Instituto de Astrofísica de Andalucía). 7. Trazas de estrellas y telescopio 3,5m del Observatorio de Calar Alto. Créditos: Felix Hormuth (Observatorio de Calar Alto). 8. Ilustración de las instalaciones del Centro Europeo de Astronomía Espacial (ESAC) en Villafranca del Castillo (Madrid). Créditos: Manuel Morales. 100 Conceptos básicos de Astronomía

Emilio Alfaro Navarro Mariana Lanzara Julia Alfonso Garzón (coord.) Javier Licandro Goldaracena David Barrado Navascués Javier López Santiago Amelia Bayo Arán Mercedes Mollá Lorente Javier Bussons Gordo Benjamín Montesinos Comino José Antonio Caballero Hernández Carmen Morales Durán (coord.) José R. Cantó Domenech Santiago Pérez Hoyos Elisa de Castro Rubio Ricardo Rizzo Caminos Sébastién Comerón Limbourg Dolores Rodríguez Frías Telmo Fernández Castro Inés Rodríguez Hidalgo David Galadí Enríquez (coord.) Alejandro Sánchez de Miguel Ramón García López Pablo Santos Sanz Anaís González Cristal Juan Ángel Vaquerizo Gallego Artemio Herrero Davó

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Edita:

NIPO: 078-09-002-6 Depósito Legal: M-51.749-2009

Diseño y producción: Edycom, S.L.

Tirada: 5.000 ejemplares Fecha de edición: diciembre de 2009 ÍNDICE

PRÓLOGO ...... 11 CUÁSAR ...... 25 EL ORIGIEN DE ESTA INICIATIVA ...... 12 CÚMULO ESTELAR ...... 25 CÚMULO DE GALAXIAS ...... 27

A AGUJERO NEGRO ...... 14 D AÑO-LUZ ...... 14 DESPLAZAMIENTO AL ROJO ...... 28 ARQUEOASTRONOMÍA ...... 15 DIAGRAMA DE HERTZSPRUNG-RUSSELL ...... 29 ASTEROIDES ...... 15 DISCO CIRCUNESTELAR ...... 31 ASTROBIOLOGÍA ...... 16 ASTROLOGÍA ...... 16 ASTRONAUTA O COSMONAUTA ...... 16 E ASTRONOMÍA ...... 17 ECLIPSE ...... 32 ASTROSISMOLOGÍA ...... 17 ENANA BLANCA ...... 33 AURORA POLAR ...... 17 ENANA MARRÓN ...... 33 ENERGÍA OSCURA ...... 34 ESPECTRO ESTELAR ...... 34 C ESTACIONES ASTRONÓMICAS ...... 35 CALENDARIO ...... 18 ESTALLIDOS DE RAYOS GAMMA ...... 35 CEFEIDA ...... 19 ESTRELLA ...... 36 CICLO SOLAR ...... 19 ESTRELLA BINARIA ...... 37 CLASIFICACIÓN ESPECTRAL ...... 20 ESTRELLA ENANA ...... 39 COMETA ...... 21 ESTRELLA FUGAZ ...... 39 CONSTELACIÓN ...... 21 ESTRELLA GIGANTE ...... 40 CONTAMINACIÓN LUMÍNICA ...... 22 ESTRELLA DE NEUTRONES ...... 40 COORDENADAS CELESTES ...... 23 ESTRELLA POLAR ...... 41 COSMOLOGÍA ...... 24 ESTRELLA SUPERGIGANTE ...... 42

100 Conceptos básicos de Astronomía 7 ESTRELLA VARIABLE ...... 42 LEY DE HUBBLE ...... 54 EVOLUCIÓN ESTELAR ...... 42 LEYES DE KEPLER ...... 55 EXOPLANETA O PLANETA EXTRASOLAR ...... 45 LUNA ...... 55 EXPANSIÓN DEL UNIVERSO ...... 45 LUZ ...... 56

F M FASES DE LA LUNA ...... 46 MAGNITUD ...... 56 FORMACIÓN ESTELAR ...... 47 MANCHA SOLAR ...... 56 MARTE ...... 57 MATERIA OSCURA ...... 57 G MEDIO INTERESTELAR ...... 59 GALAXIA ...... 48 MERCURIO ...... 59 GALAXIA, LA ...... 48 METEORITO ...... 60 GALAXIA ACTIVA ...... 50 GRAN EXPLOSIÓN (BIG BANG) ...... 50

I NEBULOSA ...... 61 NEBULOSA PLANETARIA ...... 61 INTERFEROMETRÍA ...... 51 NEPTUNO ...... 62 NOMENCLATURA ASTRONÓMICA ...... 62 J NOVA ...... 63 JÚPITER ...... 52 NUBE DE OORT ...... 64

L O LENTE GRAVITATORIA ...... 53 OBJETO TRANSNEPTUNIANO ...... 65 LEY DE LA GRAVITACIÓN UNIVERSAL ...... 54 OBSERVATORIOS ASTRONÓMICOS EN ESPAÑA ...... 65

8 P U PARALAJE ...... 69 UNIDAD ASTRONÓMICA ...... 83 PLANETA ...... 69 UNIVERSO ...... 83 PLANETA ENANO ...... 71 URANO ...... 84 PRECESIÓN ...... 72 PÚLSAR ...... 72 V VELOCIDAD RADIAL ...... 85 VENUS ...... 85 R VÍA LÁCTEA ...... 85 RADIACIÓN DE FONDO DE MICROONDAS ...... 73 VIENTO SOLAR Y VIENTO ESTELAR ...... 86 RADIOASTRONOMÍA ...... 73 RAYOS CÓSMICOS ...... 74 Z ZODÍACO ...... 87 S ZONA DE HABITABILIDAD ...... 87 SATÉLITE ...... 75 SATURNO ...... 76 SISTEMA PLANETARIO ...... 76 ÍNDICE TEMÁTICO ...... 89 SOL ...... 77 SUPERNOVA ...... 77

T TELESCOPIO ...... 78 TEORÍAS GEOCÉNTRICA Y HELIOCÉNTRICA ...... 79 TIEMPO ASTRONÓMICO ...... 80 TIERRA ...... 80 TIPOS DE TELESCOPIO ...... 81

100 Conceptos básicos de Astronomía 9 Nebulosa planetaria de la calabaza. Créditos: Valentin Bujarrabal (Observatorio Astronómico Nacional). PRÓLOGO

Durante 2009, Año Internacional de la Astronomía, hemos tra- fácil y atractiva. Destaca el esfuerzo realizado para ilustrar el tex- tado de acercar esta ciencia a la sociedad: ¿Cuáles son los to con imágenes llamativas, repletas de contenido científico a objetivos, logros y trabajos cotidianos de los astrónomos? ¿En la vez que belleza, y la mayoría de las cuales proceden de qué medida la investigación del Universo responde a las aspi- autores y telescopios españoles. Es un detalle de agradecer raciones culturales de nuestro mundo? ¿Cómo se enlaza la his- en esta era dominada por las imágenes del telescopio Hub- toria de la astronomía con el desarrollo de las sociedades y el ble y las misiones espaciales. El índice alfabético incrementa la conocimiento? utilidad de la obra, al permitir el acceso directo a multitud de conceptos que aparecen explicados en el texto, aunque no El diccionario que ahora tiene en sus manos trata de acercar cuenten con una entrada específica. la astronomía al público de habla hispana. El uso de términos más o menos oscuros necesarios para describir fenómenos Si ha conseguido leer estas palabras antes de ojear el libro, no poco conocidos o para definir aspectos con fronteras poco dude en ir de inmediato a comprobar la definición de algún tér- claras puede alejar al lector de la astronomía. El objetivo de es- mino astronómico del que haya oído hablar. Después, enfrás- te libro es acercarlo a ella mediante la transmisión de esos quese en la lectura de uno tras otro, aprovechando las cone- términos y conceptos de forma clara, amena y reconfortante xiones entre ellos, y le aseguro que terminará con un para el espíritu inquieto de aquél que se acerque a su lectura. conocimiento nuevo del Universo en el que vivimos, más am- El libro no está dirigido a los astrónomos profesionales que usan plio, con la perspectiva de siglos de investigación que han cons- esta terminología y que puedan tener dudas en la precisión de truido un acervo cultural científico imprescindible para el hom- algunas definiciones. Existen otros diccionarios especializa- bre moderno. Además habrá podido disfrutar de grandes dos con este propósito. Éste se dirige a los lectores de libros momentos de inspiración, sorpresa y asombro. de divulgación y revistas que quieran conocer algunos térmi- nos, así como al profesorado y alumnado de enseñanza secundaria. Pero además, su diseño permite utilizarlo como una introducción a la astronomía. La lectura sistemática, en lugar de la búsqueda de entradas específicas, hace posible gozar de un paseo por los distintos campos de esta ciencia con distintos niveles de profundidad. Álvaro Giménez Cañete El esfuerzo realizado por los coordinadores para la homoge- neización de nivel y estilo hacen que la lectura de esta obra sea Director del Centro de Astrobiología (INTA-CSIC) 100 Conceptos básicos de Astronomía 11 EL ORIGEN DE ESTA INICIATIVA

Con motivo del Año Internacional de la Astronomía todos los tronómicos, dirigido a los estudiantes de bachillerato y a los pro- astrónomos, aficionados y profesionales, hemos hecho un gran fesores de ciencias», citando palabras del primer mensaje de esfuerzo para acercar esta ciencia a todo el mundo. En parti- Benjamín en enero de 2008. En este mensaje pedía volunta- cular, los miembros de la Sociedad Española de Astronomía rios para cada tarea determinada y nosotros nos ofrecimos pa- (SEA) hemos participado en muchos y variados eventos para ra coordinar la participación de todos en la elaboración del dic- devolver a la sociedad todo lo que hemos aprendido acerca cionario. del Cosmos en nuestro trabajo diario. La siguiente etapa consistió en preparar la lista de palabras que En este sentido es curioso que hace unos treinta o cuarenta años, habría que definir, en la que tuvimos nuestras dudas. ¿Conve- cuando en España se comenzaba a trabajar en astrofísica, es- nía dedicarse a un número pequeño de palabras explicadas a taba mal visto hacer divulgación. No sabemos por qué eso se in- un nivel muy básico? ¿No sería mejor elaborar un número ma- terpretaba como que esa persona lo que quería era darse a co- yor de palabras, incluidos algunos términos más especializados? nocer públicamente y engordar su ego, y esto ha seguido siendo Cuando Benjamín nos comunicó el ofrecimiento de El País de así hasta hace bien pocos años. Gracias a Dios los tiempos han disponer de una página de astronomía en su edición digital, en cambiado y ahora todos estamos convencidos de que aumen- la que se publicarían artículos científicos de alto nivel, junto con tando la formación científica de los profanos se mejora el nivel cul- imágenes y noticias de los últimos descubrimientos, pensamos tural de nuestra sociedad. Las cosas han cambiado hasta tal pun- que había que poner también allí la «lista larga» de términos de- to que en la actualidad se está empezando a tener en cuenta en finidos. Al mismo tiempo se pidió financiación a la entidad que el currículum de un científico las actividades de divulgación que administraba los fondos oficiales para la celebración del Año In- haya realizado. La divulgación se está convirtiendo en la manera ternacional de la Astronomía para editar el diccionario básico, que tenemos de aportar nuestro granito de arena a la mejora in- pero no se consiguió. telectual de nuestra sociedad. Nos centramos en coordinar la confección del glosario que iba Por todo ello, dentro de la SEA se han desarrollado muchas a aparecer en internet. La relación de términos, unos trescien- actividades divulgativas durante este Año Internacional de la As- tos, se envió a la lista de distribución de la SEA, solicitando que tronomía 2009. La Junta Directiva de la SEA nombró a Ben- cada uno dijera cuáles de ellos quería definir. Hubo algunos so- jamín Montesinos como coordinador de las actividades de la lapamientos de peticiones pero en general no fue nada difícil SEA dentro del Año de la Astronomía. Desde los primeros pre- distribuir los términos entre los socios que los pidieron. El nú- parativos de estas actividades se identificó como una de las ini- mero de palabras que ha definido cada socio ha sido muy ciativas clave, la elaboración de un «Diccionario de términos as- variado, desde algunos pocos que solo han hecho una pala- 12 bra hasta los más trabajadores, entre los que nos contamos, trescientos términos del glosario original se convirtieron en un que hemos hecho más de veinte. Cuando nos empezaron a centenar y nos pusimos a la tarea de refundir varias definicio- llegar las primeras definiciones nos dimos cuenta de que este nes o elaborar otras desde el principio, tratando de darles a to- diccionario no iba a ser todo lo sencillo que habíamos pensa- das una extensión parecida, dentro de lo posible, e intentando do en un principio, lo cual no es de extrañar puesto que la ca- además dotar al conjunto de mayor coherencia expresiva y es- si totalidad de los socios de la SEA son astrónomos profesio- tilística, como corresponde a una obra impresa. nales amantes del rigor. Sin embargo, en general se ha realizado un esfuerzo por facilitar mucho las definiciones sin incurrir en Quisimos que el libro incluyera el mayor número de imágenes simplificaciones excesivas. posible para que fuese más atractivo para los estudiantes y nue- vamente hicimos una petición a los miembros de la SEA para Decidimos respetar las definiciones enviadas por los socios de que nos enviaran imágenes de buena calidad para su publica- la SEA y, aunque se les indicó una extensión en número de pa- ción en el diccionario. Otra vez, la respuesta no se hizo espe- labras, lo cierto es que nos llegaron definiciones de muy distin- rar y la mayoría de las imágenes que aparecen en este libro han to tamaño. A nuestro parecer vimos necesario ampliar algunas sido proporcionadas por astrónomos profesionales miembros y recortar otras, sin perder su contenido esencial. También apli- de la SEA, excepto unas pocas que se han tomado de las camos algunos criterios generales de uniformidad terminológi- agencias espaciales europea y americana, ESA y NASA (10 ca y formal. Y a medida que nos iban llegando, a lo largo de imágenes) y otras que nos han brindado algunos astrónomos este año 2009, las palabras han sido colgadas en la página de aficionados (10 más) que, todo hay que decirlo, hasta ahora astronomía de El País digital. Cuando acabe este año 2009 se eran los que contaban con mayor número de imágenes es- podrá acceder a estas definiciones en internet desde la pági- pectaculares de astronomía, por aquello que decíamos antes na de la Sociedad Española de Astronomía. de que la divulgación ha sido aceptada solo recientemente en la astronomía profesional. En el mes de junio de 2009, el INTA ofreció al Laboratorio de Astrofísica Espacial y Física Fundamental (LAEFF) la posibilidad Esperamos de todo corazón que este libro sea de mucha uti- de editar un libro con motivo del Año de la Astronomía y no du- lidad para el aprendizaje de la astronomía y que sirva para abrir damos en proponer el diccionario como mejor posibilidad, ya vocaciones científicas entre los estudiantes y entre el público que el contenido estaba prácticamente hecho a partir del glo- general. sario del que ya disponíamos. Pensando en la distribución en centros de enseñanza secundaria, volvimos a restringir la lista Los coordinadores: de palabras, evitando las más especializadas o unificando a veces conceptos relacionados en un solo término más general Julia Alfonso Garzón, David Galadí Enríquez que fuera más asequible al público no especializado. Los casi y Carmen Morales Durán 100 Conceptos básicos de Astronomía 13 A

AGUJERO NEGRO neral, cualquier cuerpo cuya masa se Región del espacio de cuyo interior no comprima hasta adoptar un radio sufi- puede escapar ninguna señal, ni lumino- cientemente pequeño, se convierte en sa ni material, a causa de la intensísima un agujero negro. La superficie esférica atracción gravitatoria ejercida por la ma- que rodea a un agujero negro en la cual teria allí contenida. la velocidad de escape coincide con Algunos agujeros negros, los de ma- la velocidad de la luz es lo que se co- sa estelar, son el resultado del final ca- noce como horizonte de sucesos. En A tastrófico de una estrella muy masiva el caso de un agujero negro con sime- que implosiona tras explotar como su- tría esférica y no giratorio, esta distancia pernova, mientras que los más masivos se conoce con el nombre de radio de (agujeros negros supermasivos), que se Schwarzschild y su tamaño depende cree que conforman el centro de la ma- de la masa del agujero negro. yoría de las galaxias, se pueden formar mediante dos mecanismos: por una len- AÑO-LUZ ta acumulación de materia o por presión Unidad de distancia que se utiliza en as- externa. tronomía. Equivale a la distancia que reco- Según la teoría de la relatividad ge- rre la luz en un año. Su valor se puede ha- llar multiplicando 300 000 km/s (velocidad de la luz) por 365 días (duración de un año) y por 86 400 (segundos que tiene un día). El resultado es 9 460 800 000 000 kilómetros (es decir, casi 9 billones y medio de kilómetros). La distancia del Sol a la Tierra es de 150 000 000 km, que equivale a 8 minutos-luz y medio, es decir, la luz que recibimos del Sol en este instante salió de él hace 8 minutos y medio. El agujero negro que reside en el centro de nuestra La estrella más cercana a la Tierra Galaxia se ha detectado por el giro vertiginoso de 28 estrellas a su alrededor. Créditos: ESO, Stefan Gilles- (dejando aparte al Sol) es Próxima Cen- sen (MPE), F. Eisenhauer, S. Trippe, T. Alexander, R. tauri, que se encuentra a 0,2 años-luz. Genzel, F. Martins, T. Ott. Una nave espacial, viajando a la veloci- 14 A

dad de un avión comercial, unos 900 se formaron millones de cuerpos de km/h, tardaría más de 5 millones de años hasta algunas centenas de km de diá- en llegar a esa estrella. metro, a partir de la agregación de los Nota: el valor exacto de la velocidad de silicatos y metales que abundaban en la luz es 299 792,458 km/s, la duración del la región de los planetas terrestres. año es de 365,25 días y la distancia me- Mientras que los que se formaron en la dia Tierra-Sol es de 149 597 871 km. región interior a Marte se agregaron dando lugar a los planetas terrestres, aqué- ARQUEOASTRONOMÍA llos que se formaron un poco mas allá Nuestro conocimiento actual de la astro- Toros de Guisando, orientados hacia la dirección de de Marte no pudieron agregarse para la puesta de Sol en el equinoccio el día 22 de sep- nomía permite y hace más fácil descubrir tiembre de 1997. El Tiemblo, Ávila (España). Créditos: formar otro planeta. La cercanía de Jú- qué sabían del cielo los pueblos de la an- Juan Antonio Belmonte (Instituto de Astrofísica de piter modificó sus órbitas de tal modo Canarias). tigüedad. La disciplina que estudia este que al chocar entre sí lo hicieran a ve- campo y se ocupa de la astronomía en locidades tan altas que, en lugar de su vertiente cultural y no propiamente co- ASTEROIDES agregarse para formar un objeto mayor mo ciencia, se denomina arqueoastro- Son cuerpos menores del Sistema So- (como le sucedió a los objetos más in- nomía. Es una rama compleja, ya que los lar, mayoritariamente compuestos de si- teriores), los objetos se fueron rom- registros de los que se dispone son es- licatos y metales. La mayoría de ellos son piendo en trozos más pequeños. casos y en muchas ocasiones de difícil pequeños, de algunos metros hasta las interpretación. Los estudios y trabajos de decenas de kilómetros, y de formas muy campo han de hacerse de forma rigu- irregulares. Unos pocos alcanzan varios rosa y huyendo de especulaciones que cientos o hasta mil kilómetros de diáme- puedan llevar a resultados quizá llamati- tro. Ése es el caso de Ceres, el primer vos, pero totalmente falsos. asteroide, descubierto en 1801 por Gius- La historia de la astronomía, junto con seppe Piazzi. la arqueoastronomía (que estudia la as- Casi todos los asteroides se en- tronomía de pueblos antiguos con técni- cuentran en la región entre Marte y Jú- cas arqueológicas) y la etnoastronomía piter conocida como cinturón principal. (que estudia la astronomía de culturas ac- Éste ha sido el primer anillo de cuerpos Asteroide (433) Eros. Reconstrucción de las imágenes tomadas por la sonda espacial NEAR-Shoemaker en tuales con técnicas etnográﬁcas) se de- menores conocido (el segundo fue el febrero del 2000. Créditos: NEAR Project, NLR, dica a estudiar las relaciones entre as- transneptuniano). En las primeras eta- JHUAPL, Goddard SVS, NASA. tronomía y cultura. pas de la evolución del Sistema Solar 100 Conceptos básicos de Astronomía 15 A

No todos los asteroides están en el ran alrededor de otras estrellas) tipo te- la hipótesis no demostrada de que al- cinturón principal; algunos han sido rrestre, y la exploración de objetos as- gunos astros (desde un obsoleto pun- eyectados de éste debido a perturba- trobiológicamente interesantes en nues- to de vista geocéntrico) influyen sobre ciones gravitatorias y colisiones mutuas. tro Sistema Solar (Marte, Europa, la Tierra y sus habitantes mediante fuer- Las órbitas de algunos de estos aste- Titán…) han hecho que la opinión pú- zas desconocidas (independientes de roides eyectados se acercan a la Tierra blica se plantee la eterna pregunta a la la distancia y propiedades físicas), con- y todos aquellos cuya distancia míni- que la astrobiología pretende, en última dicionando u orientando sus inclinacio- ma al Sol es menor que 1,3 veces la instancia, contestar: ¿estamos solos en nes, personalidad, futuro… La astrolo- distancia de la Tierra son considerados el universo? gía ha fracasado como práctica como Asteroides Cercanos (o NEA, del predictiva y su relativo éxito solo se jus- inglés near earth asteroids). Algunos ASTROLOGÍA tifica porque sus descripciones son tan NEA son potencialmente peligrosos da- Etimológicamente, estudio o tratado de generales y ambiguas que resultan apli- do que pueden chocar con la Tierra. los astros. En su origen, astrología y as- cables casi a cualquier persona. tronomía fueron indistinguibles, pero su ASTROBIOLOGÍA contenido y procedimientos se han se- ASTRONAUTA O COSMONAUTA En su concepto más general, la astro- parado con el tiempo. Desde la revo- Se denominan astronautas o cosmo- biología es una rama interdisciplinar de lución científica, la astrología ha queda- nautas a las personas que viajan por la ciencia cuyo objetivo es el estudio del do como un conjunto de creencias sin el espacio exterior, más allá de la at- origen, la evolución y la distribución de fundamento que no siguen el método mósfera de la Tierra. Cuesta definir dón- la vida en el universo. A pesar de que la científico: una pseudociencia que no ha de empieza realmente el espacio exte- Tierra sea (de momento) el único obje- hecho avanzar nuestro conocimiento del rior, pero se suele admitir que llegar por to del cosmos donde sepamos que universo. encima de los 100 km de altitud se ase- existe vida, el propósito tan ambicioso Las diferentes astrologías (existen di- meja más a un viaje espacial que a un que esta disciplina científica persigue ha- versas tradiciones o sistemas, a menu- vuelo de aeroplano. Cabría calificar de ce necesaria la colaboración de distin- do incompatibles entre sí) se basan en astronauta a cualquier persona que se tas ramas de la ciencia: física, química, estudiar las posiciones relativas y movi- haya aventurado a sobrepasar esa dis- biología, paleontología, geología, física mientos de varios cuerpos celestes rea- tancia, aunque una definición algo más atmosférica, física planetaria, astroquí- les (Sol, Luna, planetas) o «construidos» rigurosa requeriría además que el viaje mica, astrofísica, astronáutica, etc. (ejes del ascendente y del medio-cielo, se efectúe en un vehículo capacitado Los nuevos descubrimientos astro- casas…) tal como se ven a la hora y para maniobrar en órbita alrededor de nómicos, como la posibilidad de exis- desde el lugar de nacimiento de una la Tierra. En los medios de comunica- tencia de exoplanetas (planetas que gi- persona, o de otro suceso. Parten de ción se suele aplicar la palabra cosmo- 16 A

nauta a los astronautas que viajan en actividad interna de las estrellas hace que vehículos espaciales de tecnología solos astros vibren con frecuencias que de- viética o rusa. Esta distinción carece de penden de su estructura y condiciones. sentido y en realidad las palabras as- Estas vibraciones se pueden estudiar o tronauta y cosmonauta tendrían que bien por medio de la fotometría (análisis usarse como lo que son: sinónimos es- de cambios minúsculos de brillo) o me- trictos. diante espectroscopia. En cualquier ca- El primer astronauta de la historia fue so, el estudio de las vibraciones estela- Yuri Alekséievich Gagarin (Vostok 1, res recibe el nombre de astrosismología 1961) y la primera astronauta, Valenti- y presenta muchos paralelismos con los Primer centro para el estudio de la Astronomía en Es- na Vladímirovna Tereshkova (Vostok 6, paña, en su momento dedicado a la navegación as- estudios que se efectúan en la Tierra y en tronómica. El Real Instituto y Observatorio de la 1963). El primer astronauta de habla his- Armada (San Fernando, Cádiz) fue fundado en 1753. la Luna sobre propagación de ondas sís- pana fue el cubano Arnaldo Tamayo Créditos: Real Instituto y Observatorio de la Armada. micas, y que conducen a elucidar la es- Méndez (Soyuz 38, 1980). tructura interna de estos astros rocosos. El título de primer astronauta de na- sica (que comprende todo lo demás). La astrosismología aplicada al Sol reci- cionalidad española le corresponde a Casi toda la investigación astronómica be el nombre de heliosismología. Pedro Duque Duque (Discovery STS- moderna queda incluida dentro de es- 95, 1998 y Soyuz TMA-3, 2003). ta última rama y por este motivo, en la AURORA POLAR actualidad, los términos astronomía y Fenómeno luminoso que se produce en ASTRONOMÍA astrofísica funcionan como sinónimos. la atmósfera terrestre cuando impactan La ciencia natural del universo, en su contra sus capas más elevadas partí- concepto más general. La astronomía ASTROSISMOLOGÍA culas atómicas y subatómicas proce- se dedica a estudiar las posiciones, dis- Técnica astronómica que estudia las os- dentes del Sol. La energía depositada tancias, movimientos, estructura y evo- cilaciones periódicas de las superﬁcies por los impactos excita las moléculas lución de los astros y para ello se ba- de las estrellas. Las estrellas son objetos de aire y las hace brillar con colores lla- sa casi exclusivamente en la información ﬂuidos de estructura compleja que vibran mativos muy característicos. Dado que contenida en la radiación electromag- con ciertos periodos naturales. Las cam- las partículas impactantes están carga- nética o de partículas que alcanza al ob- panas o los diapasones vibran con unas das, el campo magnético de la Tierra servador. La astronomía abarca dos ra- frecuencias (tonos de sonido) determi- las desvía y las encauza hacia las re- mas principales: la astronomía clásica nadas al golpearlas, que dependen de giones de la atmósfera cercanas a los (que comprende la mecánica celeste las propiedades físicas y de la estructura polos magnéticos, de ahí que estos fe- y la astronomía de posición) y la astrofí- de estos objetos. Del mismo modo, la nómenos se produzcan casi solo en las 100 Conceptos básicos de Astronomía 17 A-C

regiones polares del planeta y que reci- CALENDARIO ban, por lo tanto, el nombre de auroras Sistema convencional de planificación y polares (auroras boreales y auroras aus- registro del tiempo adaptado a la du- trales). Se han detectado auroras pola- ración de los periodos temporales rele- res en otros planetas dotados, como la vantes para las actividades humanas y Tierra, de un campo magnético conside duración superior a un día. Un ca- derable. lendario combina unidades de tiempo como días, semanas, meses, años y, C en ocasiones, múltiplos de años. Estos periodos están basados en última instancia en fenómenos astronómicos (ro- tación terrestre, fases lunares, traslación terrestre). Un calendario práctico debe combinar estos periodos por unidades enteras pero, dado que estos lapsos temporales no son múltiplos unos de otros, es necesario aplicar algunas reglas convencionales que permitan efec- tuar esas combinaciones de manera aproximada. Cada calendario se dife- Fotografía de una aurora polar en Groenlandia. A la rencia de los demás por esas reglas de derecha se aprecia el glaciar de Kiagtuut, mientras que en la parte superior se puede ver parte de la combinación. Así, los calendarios judío constelación de la Osa Mayor. Créditos: Esperanza y musulmán realizan esfuerzos aritmé- Campo. ticos considerables con la intención de conservar el inicio y fin de los meses acompasados con las fases de la Lu- na, aunque esto implique desajustes se- veros con las estaciones del año: se trata de calendarios de carácter lunar. Los calendarios occidentales, en cambio, aspiran a mantener las estaciones del año en fechas fijas, e ignoran las fa- 18 C

ses lunares: son calendarios solares. Gráﬁca que muestra el cambio de brillo (curva Otros calendarios, más complejos, de luz) de la estrella cefeida FY Aquarii tomada combinan ciclos tanto lunares como so- con la OMC, la cámara lares. El calendario occidental actual re- óptica del satélite INTE- GRAL. Créditos: Albert cibe el nombre de calendario grego- Domingo (Centro de As- riano, está en vigor en los países trobiología). católicos desde 1582 y centra sus mecanismos de ajuste en mantener la du- ración del año civil lo más parecida posible a la duración del ciclo de las estaciones, el llamado año trópico.

CEFEIDA Estrella variable intrínseca que pulsa (cambia ligeramente de tamaño), lo que induce unas alteraciones de brillo que presentan constelación de Cefeo, porque en esa CICLO SOLAR una correlación muy estrecha entre el pe- zona celeste se encuentra la estrella del- El Sol es una estrella activa (magnética) y riodo de cambio y la luminosidad. Dicho de ta Cefei que sirve de prototipo para es- variable. Desde 1849 se contabiliza dia- otro modo, cuanto más brillante es una ce- ta categoría. riamente el número de manchas sola- feida, más lentas son sus pulsaciones. Por Hay dos tipos de estrellas cefeidas: res y existen registros de manchas des- lo tanto, al medir el periodo de pulsación las cefeidas clásicas, que son estrellas de 1610, cuando Galileo las observó por de una cefeida se puede calcular cuál es muy jóvenes y masivas y se encuentran primera vez con telescopio. Así se ha su luminosidad y de ahí se puede dedu- en zonas de formación estelar como comprobado que el número de manchas cir la distancia. En 1912, Henrietta son los brazos espirales de las galaxias; observadas aumenta desde práctica- Leavitt estableció la relación periodo-lu- y las cefeidas de tipo W Virginis, que mente ninguna hasta más de cien, de- minosidad de las cefeidas y descubrió son estrellas más viejas y se encuen- crece de nuevo, y así sucesivamente, cefeidas en las Nubes de Magallanes, tran en el núcleo y el halo de las gala- con un periodo de unos once años: el ci- nuestras galaxias vecinas, comproban- xias, principalmente en los cúmulos glo- clo de actividad solar. do que las estrellas cefeidas pueden ser bulares. Estos dos tipos de cefeidas Durante cada ciclo, los grupos de man- utilizadas como patrones para deter- poseen una relación periodo-luminosi- chas bipolares del hemisferio norte solar minar distancias. El nombre de esta cla- dad y una curva de luz diferentes en- muestran una orientación magnética se de estrellas variables procede de la tre sí. opuesta a la de los grupos del hemisferio 100 Conceptos básicos de Astronomía 19 C

el ciclo de actividad, su naturaleza y causas son todavía una de las grandes cuestiones abiertas de la física solar, y no disponemos de un modelo que permi- ta predecir con ﬁabilidad el número de manchas en el futuro.

CLASIFICACIÓN ESPECTRAL La forma más sencilla de comenzar a es- «Diagrama de mariposa» de Maunder, que muestra la tudiar un conjunto de objetos o seres es latitud a la que aparecen las manchas solares a lo largo del ciclo solar. Se aprecia que las manchas sue- clasificarlos en función de características Edward Charles Pickering y el grupo de astrónomas con las que procedió a establecer la clasificación es- len aparecer en latitudes extremas al inicio de los ci- comunes. La forma de clasificar las es- clos, y que luego se van acercando al ecuador a pectral de las estrellas a comienzos del siglo XX en el medida que el ciclo solar avanza. Diagrama original trellas es por las características de su es- Observatorio de Harvard (E.E.U.U). La cuarta por la de Note on the Distribution of Sun-spots in Heliogra- derecha en la fila de arriba es Annie Jump Cannon phic Latitude, de Walter Maunder. pectro, por lo que la llamamos clasifica- que fue la que perfeccionó el sistema de clasificación espectral y le dio la forma que actualmente utilizamos. ción espectral. La clasificación espectral divide las es- sur, y ésta se invierte en el siguiente pe- trellas en tipos espectrales y, con un re- riodo undecenal: el auténtico ciclo mag- finamiento posterior, en clases de lumi- (lo que constituye un descubrimiento nético solar es de veintidós años. Al co- nosidad. No obstante, en muchas fundamental) y fueron ordenados en mienzo de un ciclo las manchas aparecen ocasiones hablamos de tipo espectral pa- temperaturas decrecientes. De este mo- entre unos 30 y 40° de latitud y, según és- ra referirnos a la combinación de ambos, do, quedó la moderna serie de tipos este avanza, van surgiendo más cerca del el tipo espectral y la clase de luminosidad. pectrales: O, B, A, F, G, K, M. Esta se- ecuador. En 1902, W. Maunder publicó Los tipos espectrales se definen rie ha sido recientemente extendida una representación de la distribución de la en función de las características pre- hacia temperaturas menores con dos latitud del lugar de nacimiento de las man- sentes en el espectro de las estrellas. nuevos tipos espectrales, el L y el T. Los chas solares durante el periodo 1877- Originalmente, los tipos espectrales fue- tipos O tienen temperaturas superficia- 1902. Recibió el nombre de «diagrama de ron definidos por letras del alfabeto: A, les de al menos 30 000 kelvin. Los ti- mariposa de Maunder». B, C… Conforme avanzaba la clasifica- pos fríos llegan a temperaturas por de- También la ubicación, frecuencia e in- ción, algunos tipos se refundieron, y con bajo de 2000 K. Cada tipo espectral tensidad de otros fenómenos magnéti- ellos sus letras. Posteriormente, los di- está dividido en diez subtipos que re- cos varían a lo largo del ciclo solar. Aun- ferentes tipos espectrales pudieron aso- cibieron números del 0 (el más calien- que se conocen muchos detalles sobre ciarse a la temperatura de las estrellas te) al 9 (el más frío). 20 C

La clase de luminosidad indica el lido a gas. Este gas, que escapa del tamaño de la estrella en comparación núcleo sólido del cometa, arrastra con- con estrellas de su mismo tipo espec- sigo partículas de polvo y forma exten- tral. Las clases de luminosidad se de- sas nubes alrededor del cometa llama- signan mediante números romanos: I, das «cabellera» o «coma». Los II, III, IV, V… A menor número romano, materiales que forman la cabellera son mayor tamaño de la estrella. Las clases arrastrados en sentido opuesto al Sol I y II designan supergigantes, la clase por el viento solar y dan lugar a las «co- III gigantes, la clase IV subgigantes y las» cometarias. Después de su paso la clase V, las enanas de la secuen- cerca del Sol, las partículas de la ca- cia principal. Menos utilizadas son las bellera y de la cola de un cometa que- clases VI y VII, para designar a las sub- dan distribuidas a lo largo de su órbita enanas y las enanas blancas. Nues- y cuando la Tierra, en su giro alrededor tro Sol es de tipo G2V, es decir, una es- del Sol, cruza una de estas órbitas, se trella de tipo espectral G2 y clase de lu- producen las llamadas lluvias de estre- minosidad V. llas. Este fenómeno se produce cuando minúsculas partículas de polvo pro- COMETA cedentes del cometa entran en la kometes El gran cometa de 1997, el Hale-Bopp, fotograﬁado Los cometas (del griego que atmósfera terrestre a gran velocidad y junto a la galaxia de Andrómeda y el doble cúmulo de significa «astro con cabellera») son cuer- se desintegran por fricción, producien- Perseus. Créditos: Vicente Aupí (Observatorio de To- rremocha del Jiloca). pos menores, con tamaños que van do el rastro luminoso que llamamos me- desde unos pocos metros hasta algu- teoro o estrella fugaz. nos kilómetros de diámetro, compues- Existen al menos 3 tipos de come- simas y periodos que van desde miles de tos de hielo y silicatos. Se trata bási- tas: los de «corto periodo» o de la «fami- años hasta objetos que han pasado por camente de grandes «bolas de hielo lia de Júpiter», objetos con un periodo la cercanía del Sol una única vez desde sucio». Sus órbitas, normalmente muy orbital menor que 20 años y órbitas ape- los orígenes del Sistema Solar. alargadas, los llevan a pasar la mayor nas inclinadas respecto de la eclíptica parte del tiempo muy alejados del Sol, (plano de la órbita terrestre); los de tipo CONSTELACIÓN en regiones frías del Sistema Solar. Pe- «Halley», con órbitas más alargadas, pe- Cada una de las 88 regiones arbitrarias ro cuando se acercan al astro rey, se riodos de decenas de años e inclinacio- en las que se divide el firmamento con calientan y el hielo (principalmente de nes que pueden ser muy grandes; y los el fin de clasificar y designar los cuerpos agua) se sublima y pasa de estado só- de «largo periodo», con órbitas alargadí- celestes. En tiempos antiguos, se en- 100 Conceptos básicos de Astronomía 21 C

tendía por constelación más bien una alineación o figura hecha con estrellas, pero el concepto actual corresponde a parcelas completas de la bóveda celeste con todo su contenido. Las fronteras entre constelaciones son totalmente arbitrarias, carecen de relación alguna con la realidad física y fueron fi- jadas en la década de 1930 por la Unión Astronómica Internacional. Den- tro de una misma constelación se encuentran estrellas y otros objetos as- tronómicos de muchos tipos que carecen de relación entre ellos y no se encuentran a la misma distancia de nosotros. Desde las civilizaciones más antiguas que se conocen: babilonios, chinos, incas, egipcios o aborígenes aus- tralianos, ha sido costumbre darle nombre a grupos de estrellas bien visibles, como por ejemplo Orion, o Es- Representación de las constelaciones en la obra de Pedro Apiano Astronomicum caesareum (1540). Créditos: Real Instituto y Observatorio de la Armada. corpión. Las constelaciones que utilizamos actualmente provienen de alguna de estas culturas antiguas y aunque sus CONTAMINACIÓN LUMÍNICA desarrollar en la zona iluminada. Según nombres estén en latín, casi la mitad Una de las definiciones más aceptadas esta caracterización, para que una insta- proviene de los griegos; las del zodiaco de contaminación lumínica la describe co- lación de alumbrado no se considere provienen de Babilonia, algunas de los mo la emisión de flujo luminoso proce- contaminante debería alumbrar con un árabes y las del hemisferio sur son de dente de fuentes artificiales nocturnas con flujo luminoso adecuado (no excesiva- tiempos más recientes, cuando co- intensidades, direcciones, rangos es- mente intenso), no debe invadir fincas co- menzaron los viajes de los exploradores pectrales (colores) u horarios innecesa- lindantes (lo que supondría intrusión lu- europeos por los mares del sur. rios para las actividades que se planea mínica y por tanto molestias para los 22 C

Dos panoramas nocturnos ilustran los efectos de la contaminación lumínica. Arriba, panorámica nocturna obtenida cerca de Mahide (Zamora), hacia las 10 de la noche, en un lugar medianamente oscuro. Abajo, panorama cerca de Ciguñuela (Valladolid), el 28 de enero 2008, en torno a las 20:30. Se aprecia el efecto de las luces urbanas sobre el cielo nocturno. Créditos: Fernando Cabrerizo (Sociedad Astronómica Syrma y Cel Fosc, Asociación Contra la Contaminación Lumínica). vecinos), no debe emitir luz en colores in- blación general la pérdida de la visión del incluso desde los observatorios más adecuados ni debe permanecer activa cielo nocturno como parte del paisaje na- avanzados situados en nuestro territorio. más tiempo del requerido. tural y como patrimonio cultural. Además, Una definición más genérica identifi- la contaminación lumínica implica una se- COORDENADAS CELESTES ca la contaminación lumínica con cual- rie de perjuicios en otros ámbitos como Son los parámetros angulares que per- quier perturbación artificial de las condi- el descanso nocturno de las personas miten establecer la posición de los astros. ciones naturales de oscuridad de la (intrusión lumínica), la economía (derro- En general, la posición de los objetos noche. Desde este punto de vista, todo che energético), el consumo de recursos en el espacio se define por medio de 3 nú- alumbrado nocturno es contaminante y no renovables o los ecosistemas (aves meros (coordenadas) que dan su distan- solo cabe tratar de diseñarlo de manera migratorias, insectos, etc.). A pesar de cia y dirección en un determinado sistema que la perturbación sea la mínima. los esfuerzos en curso por combatir la de referencia. Ahora bien, para dar la po- La contaminación lumínica, en forma contaminación lumínica, la tendencia en sición de los objetos celestes y construir de luz emitida hacia el cielo de manera di- los países occidentales y en especial en catálogos, basta con utilizar dos ángulos, recta o tras reflejarse en fachadas y pa- España es a empeorar a pasos acele- que nos proporcionan la dirección en que vimentos, supone una amenaza muy se- rados, lo que presagia un futuro poco es- se encuentran, sin incluir la distancia. Se ria para la astronomía tanto profesional peranzador para la contemplación del cie- definen distintos sistemas de coordenadas como no profesional, e implica para la polo nocturno y para su estudio científico, celestes: horizontales, ecuatoriales, eclíp- 100 Conceptos básicos de Astronomía 23 C

ticas, galácticas... Los sistemas de coordenadas diﬁeren entre sí por los planos de referencia que utilizan como origen para la medida de ángulos, y por los criterios o convenios de medida (unidades emplea- das, sentido de crecimiento de los ángu- los). El sistema más utilizado y fundamental es el denominado sistema ecuatorial, cuyas coordenadas son la declinación o distancia al ecuador y la ascensión recta que es el ángulo contado desde el punto Aries en el sentido de la rotación terrestre. El punto Aries es el equinoccio de primavera.

COSMOLOGÍA En los términos más generales posibles se puede definir la cosmología como la rama de la física que estudia el universo como un conjunto. Una definición tan am- plia abarca multitud de campos de estudio más o menos alejados, como la cos- mología teórica (estudio de modelos físico-matemáticos que describan la historia del universo de manera general), el estudio de la formación de estructuras a gran escala en el universo primitivo, las investigaciones acerca de los primeros instantes de existencia del cosmos o el análisis de la radiación de fondo de mi- En la figura se muestra el círculo meridiano automático de San Fernando instalado en el Observatorio de San Juan croondas, por mencionar tan solo algu- (Argentina). El círculo meridiano es uno de los instrumentos más precisos empleados para la determinación de las coordenadas celestes de los astros. Créditos: Real Instituto y Observatorio de la Armada. nos de sus contenidos. 24 C

monioso, ordenado. Proviene del griego κοσµος que signiﬁca «orden, dispuesto de manera ordenada» y es la noción an- tagónica del caos. Hoy en día se usa como sinónimo del término universo.

CUÁSAR Clase de galaxias activas muy lejanas observadas por primera vez a finales de los años 1950 mediante radiotelescopios. La fuente de las ondas de radio coinci- día con la de un objeto que en luz visible parecía una estrella; de ahí su nombre, Cuásar 3C 454.3, en la constelación de Pegasus. Se trata del cuásar más luminoso jamás observado. Du- apócope de quasi-stellar radio source, rante el año 2005, este objeto experimentó un brote radiofuente casi estelar. Pero el estudio de emisión en el visible que lo hizo observable incluso con instrumentos de aficionado. Esta imagen fue to- de su espectro de luz desveló que en mada en junio de 2006, con el telescopio de 2,2m de Calar Alto (Almería). Créditos: Observatorio de Calar Uno de los campos estudiados en el marco del son- realidad son objetos extragalácticos a mi- Alto. deo cosmológico ALHAMBRA, efectuado en el Ob- servatorio de Calar Alto con el telescopio de 3,5 m les de millones de años-luz de distancia, con el fin de estudiar el pasado del universo. Crédi- los más lejanos que se conocen. tos: Mariano Moles (Instituto de Astrofísica de Anda- lucía) y equipo Alhambra. El primer cuásar estudiado, 3C 273, por lo tanto, comparten la misma edad y se encuentra a 1500 millones de años-luz composición química. Su rango de ma- La cosmología es hoy día una disci- de la Tierra. Posteriormente se han obser- sas va desde unos pocos cientos de es- plina científica floreciente y sólidamente vado multitud de estas galaxias y se ha re- trellas hasta grupos de un millón de ma- asentada sobre observaciones y teorías, servado el término QSO (quasi-stellar sas solares. Su vida es una continua pero a principios del siglo XX solía consi- objects, objetos cuasiestelares) para lucha entre la atracción gravitatoria que derarse un asunto especulativo y poco aquéllas con baja o nula emisión en ra- tiende a mantenerlo unido y la tempera- adecuado para científicos de carrera. En el diofrecuencias. tura cinética (la energía cinética media de área de la cosmología, el término cosmos los miembros del cúmulo) que tiende a suele usarse de un modo técnico refirién- CÚMULO ESTELAR dispersarlo. Una gran fracción de los cú- dose a un espacio-tiempo continuo en el Los cúmulos estelares son agrupaciones mulos estelares son disueltos durante su (postulado) multiuniverso. En su acepción de estrellas que han nacido simultánea- infancia (edad inferior a diez millones de más general, un cosmos es un sistema ar- mente de la misma nube molecular y que, años) y solo unos pocos sobreviven co- 100 Conceptos básicos de Astronomía 25

Cúmulo globular M 22 en la constelación de Sagitario. M 22 es uno de los cú- C mulos globulares más grandes y espectaculares. Se encuentra a unos 10 000 años-luz en la dirección del bulbo galáctico. Créditos: Enrique Herrero Casas (Universidad de Barcelona). mo objetos unidos gravitatoriamente por el billón de veces la de nuestro Sol. Los más de mil millones de años. tamaños característicos de los grupos En la Galaxia se clasiﬁcaron los cú- rondan el megapársec (3 millones de mulos estelares en dos grandes grupos: años-luz). El ejemplo más cercano lo ofre- cúmulos abiertos y cúmulos globulares. ce el Grupo Local, al que pertenece Los cúmulos abiertos muestran una me- nuestra Galaxia. Los supercúmulos de nor densidad y su masa no sobrepasa galaxias son grandes estructuras forma- nunca la de unos pocos miles de masas das por la interacción gravitatoria de cú- solares. Se encuentran principalmente mulos y grupos de galaxias, con tama- en el disco galáctico, son ricos en me- Quinteto de Stephan (HGC 92), grupo compacto de ños entre los 100 y los 500 galaxias a unos 300 millones de años-luz. Imagen totales y parecen tener una edad muy in- mada con el telescopio IAC80 del Observatorio del megapársecs (300 y 1500 millones de ferior a los mil millones de años, mos- Teide (Tenerife). Créditos: IAC, Ángel R. López Sán- años-luz). Los súper cúmulos de galaxias chez. trando una estructura interna muy variable constituyen las mayores estructuras je- que va desde una geometría fractal, pa- rárquicas en el cosmos. Por encima de ra los más jóvenes y menos masivos, se mantienen unidas entre sí gracias a la estas entidades, el universo adquiere una hasta distribuciones casi esféricas. Por el interacción gravitatoria, y los cúmulos pre- textura homogénea a gran escala. contrario, los cúmulos globulares se en- sentan masas cercanas a 10 billones de cuentran distribuidos en el halo galáctico, veces la del Sol. Los cúmulos de gala- siendo objetos muy pobres en metales, xias miden normalmente decenas de me- muy viejos y con masas superiores a los gapársecs (decenas de millones de años- cientos de miles de masas solares. La al- luz). La formación de estas agrupaciones ta densidad de objetos y la atracción gra- se suele situar en periodos entre hace vitatoria modelan una apariencia globu- diez mil millones de años y la actualidad. lar que da nombre a estos objetos. Algunos ejemplos de estas aglomeracio- El estudio de la formación de los cú- nes de galaxias son el cúmulo de Virgo, mulos estelares es, hoy en día, una de el de Hércules y el de la Cabellera de Be- las cuestiones clave de la astrofísica. renice. Existen otras agrupaciones mayores, llamadas supercúmulos de ga- CÚMULO DE GALAXIAS laxias y otras menores, llamadas grupos Agrupación de galaxias de entre 50 y 100 de galaxias. Grupo de galaxias es una miembros, con concentraciones de gas concentración de varias decenas de ga- caliente y materia oscura. Estas galaxias laxias, con masas totales que alcanzan 100 Conceptos básicos de Astronomía 27 D

DESPLAZAMIENTO AL ROJO tudes de onda de la radiación: en este Las ondas electromagnéticas, como por caso se habla de desplazamiento al azul. ejemplo la luz, se caracterizan por su lon- En el caso de la radiación electro- gitud de onda, es decir, por la distancia magnética en general, y muy en particu- que media entre dos crestas ondulato- lar si se trata de la luz, este cambio de rias consecutivas. Una onda cualquiera, longitud de onda se puede deber a tres sea o no electromagnética, puede emi- procesos físicos diferentes: a que el emi- tirse con una longitud de onda determi- sor y el receptor se alejen entre sí (efec- D nada pero luego se puede ver afectada to Doppler), a que el emisor se en- por multitud de procesos que hagan que cuentre sometido a un campo gravitatorio el receptor la capte con una longitud de más intenso que el receptor (desplaza- onda distinta. miento al rojo gravitatorio) o a la expan- En el caso del sonido, cuando cam- sión del universo (desplazamiento al ro- bia la longitud de onda se altera el tono jo cosmológico). Cuando emisor y (carácter agudo o grave) percibido. En el receptor se acercan, cuando el receptor caso de la luz, los cambios de longitud experimenta un campo gravitatorio más de onda conllevan modiﬁcaciones en el intenso o cuando el universo se contrae, color. entonces se produce el efecto contrario, El desplazamiento al rojo no es más el desplazamiento al azul. El desplaza- que un cambio en la longitud de onda de miento al rojo se representa con la letra la radiación electromagnética. Una onda z. La variable z adopta valores positivos electromagnética emitida con una cierta cuando se trata de un desplazamiento al longitud de onda (un color determinado) rojo y negativos si se trata de un despla- se capta con una longitud de onda (co- zamiento al azul. lor) distinta. Cuando esta alteración impli- Como se ha indicado, el desplaza- ca un enrojecimiento del tono de la luz o, miento al rojo (o al azul) puede tener tres en general, un alargamiento de la longi- causas físicas bien diferenciadas. Pero tud de onda, se habla de desplazamien- hay una de ellas que destaca por su im- to hacia el rojo. Aunque el desplazamiento portancia y por la frecuencia con la que hacia el rojo sea el más popular, hay que aparece en contextos físicos, y sobre to- insistir en que también es posible que se do en problemas astronómicos: el efec- produzca un acortamiento de las longi- to Doppler. 28 D

Se conoce como efecto Doppler el lativa entre el emisor y el receptor, lo cual minosidad) frente a su tipo espectral cambio en la longitud de una onda como permite usar el efecto Doppler para cal- (que es una manera de estimar su tem- consecuencia del movimiento del emisor cular la velocidad de los astros respecto peratura). En resumen: colocamos (con respecto del receptor. Observamos es- de nosotros. la imaginación) todas las estrellas a la mis- te efecto numerosas veces en la vida dia- Este efecto recibe su nombre del fí- ma distancia, y representamos su brillo ria. Cuando un coche se nos acerca a sico austríaco Christian Doppler, y fue cla- frente a su temperatura. Por convención, gran velocidad, percibimos que el soni- ve en el descubrimiento de la expansión el eje horizontal del diagrama recorre las do del motor (una onda, al ﬁn y al cabo) del universo por Edwin Hubble. No obs- temperaturas de mayor a menor, mien- es más agudo que cuando se aleja de tante, hay que aclarar que los desplaza- tras que el eje vertical recorre los brillos nosotros. Esta percepción se debe al he- mientos al rojo de los que tanto se trata de menos brillante a más brillante. cho de que cuando el coche se acerca, en cosmología no se deben al efecto La mayoría de las estrellas se agru- las ondas sonoras emitidas parecen jun- Doppler, sino a un efecto independiente, pan en torno a una línea en el diagrama tarse y disminuye su longitud, mientras el del desplazamiento al rojo cosmológi- que llamamos secuencia principal, que que se produce el efecto contrario cuan- co, relacionado con la expansión del uni- corresponde a la etapa más larga de la do el coche se aleja, situación en que las verso, y no con el desplazamiento de las vida de estos astros. Para un mismo ti- ondas parecen separarse, lo que hace galaxias propiamente dichas en el seno po espectral, es decir, para una misma que su longitud aumente. del espacio. temperatura, algunas estrellas tienen bri- Este efecto es muy importante en as- llos mayores que sus compañeras de la trofísica, donde adquiere relevancia apli- DIAGRAMA DE secuencia principal. Puesto que dos cado a las ondas electromagnéticas, so- HERTZSPRUNG-RUSSELL cuerpos de igual tamaño y temperatura bre todo al caso de la luz. Cuando un Conocido de forma abreviada como dia- brillan aproximadamente igual, esto sig- objeto que emite luz, como una estrella grama HR, el diagrama de Hertzsprung- niﬁca que las estrellas que brillan más a o una galaxia, se acerca a nosotros (o Russell constituye una pieza central de la una temperatura dada son más grandes, nosotros al objeto), vemos sus ondas de astrofísica y supone una herramienta fun- por eso se las llamó gigantes (o incluso luz comprimidas, con menor longitud de damental para estudiar las estrellas. De- supergigantes), aunque sí resulta un po- onda que la correspondiente a la emisión: be su nombre a los trabajos de los as- co extraño que se llamara enanas a las el color se desplaza hacia el azul. Si el trónomos Ejnar Hertzsprung y Henry estrellas de la secuencia principal, sim- cuerpo emisor se aleja de nosotros (o Norris Russell. plemente para distinguirlas de las gigan- nosotros del cuerpo emisor), entonces El diagrama HR puede presentarse tes. Pero así ha quedado en la termino- vemos que su luz se desplaza al rojo, sus de diversas formas. En su forma original logía astrofísica. Otras estrellas se apartan ondas se alargan. El efecto se torna más representa la magnitud absoluta de una también, pero con brillos más pequeños intenso cuanto mayor sea la velocidad re- estrella en luz visible (equivalente a la lu- que sus compañeras de la secuencia 100 Conceptos básicos de Astronomía 29

D Varios ejemplos de discos protoplanetarios, observados con el telescopio espacial Hubble y un instrumento de infrarrojo cercano denominado NICMOS. Crédi- tos: NASA, ESA.

una nube interestelar de polvo y gas se fragmenta y se colapsa, con lo que da lugar a la aparición de varias regiones de densidad más alta. Más tarde, las proto- estrellas aparecen a partir de los coágu- los o núcleos que continúan con el colapso de este material. Con posterioridad, la conservación del momento angular (una

Diagrama HR sintético cantidad física relacionada con la masa y que representa la pola rotación) hace que se forme un disco blación estelar en nuestra Galaxia. Este alrededor del objeto central. Este disco diagrama forma parte de los trabajos de simu- aporta material a la estrella a un ritmo len- lación informática em- to pero sostenido, mediante procesos de prendidos para la preparación de la mi- acreción. Finalmente, el disco termina sión espacial Gaia de la Agencia Espacial Euro- por desaparecer, pero cabe la posibilidad pea. Créditos: Unidad de que antes se haya formado en su in- de coordinación 2 del consorcio «Procesado y terior un sistema protoplanetario. La fase análisis de datos» del satélite Gaia. de acreción se produce en una época durante la cual la estrella central se halla en un estado conocido como «objeto de principal con igual temperatura. Por el suelen usarse también otras unidades co- tipo T Tauri». Esta fase suele durar unos mismo razonamiento anterior, son más mo la luminosidad solar, que asciende a pocos millones de años, una fracción muy pequeñas. A algunas se las conoce co- nada menos que cuatrocientos cuatri- reducida de la vida total del astro, pero mo subenanas, pero las más conocidas llones de vatios (un cuatro seguido de de importancia crucial tanto para la es- son, sin duda, las enanas blancas. veintiséis ceros). trella como para la posible formación de En el diagrama HR desempeña una planetas a su alrededor. función central el concepto de luminosi- DISCO CIRCUNESTELAR dad. En astronomía, la luminosidad es Durante su formación, una estrella expe- una medida de la radiación o energía emi- rimenta diferentes fases antes de alcan- tida por un objeto celeste. Se da en uni- zar la estabilidad o, como se suele decir dades de potencia (por ejemplo en va- en la jerga astrofísica, antes de situarse tios, o en ergios por segundo), aunque en la secuencia principal. En primer lugar, 100 Conceptos básicos de Astronomía 31 E E

Eclipse total de Luna del 3 de marzo de 2007. Composición de nueve fotografías de las distintas fases del eclipse. Durante la parcialidad, la Luna va entrando en la sombra de la Tierra. En la fase total se ha incrementado el tiempo de exposición de la imagen para captar su tonalidad rojiza, producida por los rayos de luz que se ﬁltran y se refractan en la atmósfera terrestre proyectándose sobre la Luna eclipsada. Créditos: Enrique Herrero Casas (Universidad de Barcelona).

ECLIPSE ca de la Tierra. Cuando coinciden los ta- Es la ocultación de un astro por otro, vis- maños aparentes solar y lunar se produce to desde un tercero. Hay eclipse solar un eclipse total de Sol: el disco brillante es cuando la Luna pasa entre la Tierra y el Sol, reemplazado por la silueta oscura de la Lu- que se ve total o parcialmente cubierto. No na y a su alrededor se aprecia la tenue co- sucede cada Luna nueva porque las órbi- rona solar. Si, en perfecta alineación, la Lu- tas lunar y terrestre están inclinadas 5° una na queda algo más lejos de la Tierra, el respecto a la otra. La Luna es cuatrocien- eclipse será anular. Un eclipse anular o to- tas veces menor que el Sol, pero está en tal solo es visible desde la estrecha banda promedio cuatrocientas veces más cer- de totalidad, proyección de la sombra lu- 32 E

nar sobre la superficie terrestre. A ambos demos reproducir en nuestros laborato- lados se proyecta la penumbra, y en esas rios, lo que convierte a las enanas blancas zonas el eclipse será parcial, igual que en objetos de estudio muy interesantes. cuando Sol, Luna y Tierra no quedan exac- La única forma que tiene una enana blan- tamente alineados, y la sombra lunar no in- ca de escapar a su destino consiste en in- tersecta la superficie del planeta. corporar materia nueva por acreción (pro- Un eclipse lunar total se produce cuan- cedente, por ejemplo, de una estrella do la Luna pasa entre la Tierra y el Sol, en compañera). Si ello ocurre, la enana blan- fase de llena. Nuestra atmósfera refracta la ca puede llegar a sufrir una explosión de luz solar hacia el cono de sombra terres- supernova que la destruirá por completo. tre y causa el color rojizo de la Luna durante sus eclipses. Éstos pueden ser tam- ENANA MARRÓN bién penumbrales, cuando la Luna Una estrella se caracteriza por su masa, atraviesa la penumbra terrestre, o parcia- Nebulosa planetaria M27 o nebulosa Haltera. La peque determina de manera esencial las queña estrella central es una enana blanca cuyo radio les, cuando solo una parte de la Luna pa- se estima en 0,055 radios solares aproximadamente. propiedades observacionales y el tiem- sa por la sombra de la Tierra. Esto la convierte en la enana blanca más grande co- po que brillará a partir de la producción nocida. Créditos: Red de Telescopios Robóticos del Centro de Astrobiología (CSIC, INTA). de energía debido a reacciones nuclea- ENANA BLANCA res en su interior. Sin embargo, en el es- Las enanas blancas son estrellas muy pacio se pueden encontrar objetos de pequeñas y calientes, pero de masas genere al contraerse (a diferencia de su es- apariencia estelar pero que no tienen ma- comparables a la del Sol. Típicamente su tado actual, en que brilla por la energía nu- sa suficiente como para quemar el ele- radio es del orden de una centésima par- clear liberada en su centro). Conforme se mento más sencillo, el hidrógeno, que te del radio solar, su temperatura unos contraiga, su brillo irá decreciendo. El des- consta de un solo protón. Esto es debi- 10 000 K (por lo que se ven de color blan- tino de una enana blanca, pues, es ir en- do a que la presión y temperatura inter- co) y su masa la mitad del Sol. No obs- friándose y apagándose lentamente, mien- nas, consecuencia del peso de todas tante, al ser tan pequeñas, su brillo total es tras su densidad aumenta. Su densidad las capas de material que se encuentran también escaso, y son difíciles de obser- llega a ser enorme: un pedazo de mate- atraídas por la gravedad del objeto, no var. Las enanas blancas representan la fa- ria del centro de una enana blanca del ta- son lo suficientemente altas para iniciar se última de la vida de las estrellas simila- maño de un terrón de azúcar pesaría fácil- la conversión de hidrógeno en helio. A res al Sol. Algún día, al agotar toda su mente cien toneladas en la superficie estos cuerpos se los denomina objetos energía nuclear, el Sol comenzará a co- terrestre. A tales densidades se producen subestelares. La definición incluye tan- lapsarse y brillará sólo por la energía que efectos físicos muy complejos que no po- to las enanas marrones, que en ciertos 100 Conceptos básicos de Astronomía 33 E

Las enanas marrones, por tanto, son tantes, pudieron demostrar que la ex- objetos de masa intermedia entre las es- pansión del universo se está aceleran- trellas más ligeras y los planetas gaseo- do: el cosmos parece estar dominado sos más masivos (aproximadamente, en- por un tipo de energía de origen desco- tre 0,072 y 0,013 veces la masa del Sol). nocido, la llamada energía oscura, cuyo El espectro de las enanas marrones más efecto es equivalente al de una antigra- frías descubiertas por ahora se parece vedad que existe a escalas mucho ma- más al de Júpiter que al de las estrellas yores, un tipo de efecto análogo al de la frías. La primera enana marrón, Teide 1, constante cosmológica introducida por fue descubierta en las Pléyades por un Einstein. grupo español liderado por el astrofísico Observaciones recientes sugieren R. Rebolo en 1995. que cerca del 95% de la energía del universo está en el sector «oscuro». Este Imagen en falso color del cúmulo estelar abierto ENERGÍA OSCURA sector está constituido por materia os- sigma Orionis. El cúmulo es muy joven (unos tres millones de años) y rico en enanas marrones, estrellas Cuando Einstein elaboró su modelo de cura (una forma de materia no luminosa) con discos protoplanetarios y con emisión de rayos X. universo, en 1915, Edwin Hubble aún no y energía oscura, cuyo origen y compo- Este cúmulo es la región del cielo con más y mejor conocidas enanas marrones. Créditos: José A. Caba- había realizado las observaciones que de- sición son desconocidos. La energía os- llero (Centro de Astrobiología). mostraban que el cosmos estaba en ex- cura constituye alrededor del 73% del uni- pansión. Einstein creía que el universo era verso y es responsable de una misteriosa periodos evolutivos muy cortos pueden estático, de modo que introdujo en sus fuerza repulsiva que parece estar acele- quemar un isótopo del hidrógeno deno- ecuaciones de la relatividad general un rando la expansión del cosmos. minado deuterio (un protón más un neu- término de expansión, llamado constan- trón), como los objetos de masa pla- te cosmológica, cuyo efecto era com- ESPECTRO ESTELAR netaria, que carecen incluso de esta pensar la acción de la gravitación causa- Cuando la luz blanca atraviesa determi- reacción nuclear. Los modelos teóricos da por toda la masa del universo. Cuando nados elementos ópticos (prismas, redes predicen que el límite subestelar se en- Hubble probó que el universo estaba ex- o incluso gotas de agua) se desdobla y cuentra en una masa equivalente a pandiéndose, Einstein consideró la cons- descompone (técnicamente, se «disper- 0,072 veces la del Sol, aunque en rea- tante cosmológica como una de sus masa») en sus colores originales constitu- lidad depende ligeramente del conteni- yores equivocaciones. En 1998, los yentes. Cuando el elemento óptico dis- do de elementos más pesados que el cosmólogos, utilizando el brillo de su- persor es suﬁcientemente potente, puede hidrógeno y el helio, los cuáles repre- pernovas que explotaron hace cientos desdoblar los colores mucho más allá de sentan una fracción mínima. de millones de años en galaxias muy dis- lo que el ojo es capaz de apreciar. Lo que 34 E

sucede en realidad es que la luz, que es tintos. La espectroscopia permite anali- ma y que marca el principio del invierno una onda, se compone de diferentes fre- zar la composición de esa luz y deducir en esa parte de la Tierra. En el hemisfe- cuencias. Los colores azules que vemos cuánta energía se recibe de un astro pa- rio sur las estaciones van al contrario que tienen frecuencias algo mayores que los ra cada «color» concreto (para cada lon- en el norte. colores rojos. Los rayos infrarrojos (que gitud de onda, o para cada frecuencia). Las estaciones del año no tienen nin- no vemos, y por eso no podemos pro- El gráfico que representa la intensidad de guna relación con cambios en la distan- piamente llamarlos colores) tienen fre- la luz en función del «color» (longitud de cia entre la Tierra y el Sol, sino que se de- cuencias todavía más pequeñas, y los ra- onda, o frecuencia) recibe el nombre de ben a la oblicuidad del eje de rotación de yos ultravioletas (que tampoco vemos) las espectro. la Tierra. Si el eje de rotación terrestre fue- tienen mayores que los colores azules y ra perpendicular al plano de la órbita al- violetas. Así, descomponer la luz en co- ESTACIONES ASTRONÓMICAS rededor del Sol, entonces no habría es- lores es descomponerla en frecuencias. Cada uno de los cuatro periodos en que taciones. Pero al existir una cierta Llamamos espectro al resultado de se- se divide el año solar. Su duración es de inclinación (de unos 24 grados), la radia- parar las frecuencias presentes en la luz, aproximadamente tres meses, y el co- ción solar incide con ángulos diferentes o más precisamente, en la radiación, y mienzo de cada una se define con el pa- y durante intervalos temporales distintos medir la cantidad de energía recibida en so del Sol por los equinoccios y los sols- en cada época del año, y de ahí los cam- cada una de esas frecuencias. Así, cuan- ticios. En el hemisferio norte, la primavera bios meteorológicos vinculados a las es- do hablamos del espectro de Betelgeu- comienza aproximadamente el 21 de taciones. se estamos hablando de la cantidad de marzo (equinoccio de Aries), momento energía que recibimos de esta estrella en en el cual los días empiezan a ser cada ESTALLIDOS DE RAYOS GAMMA cada frecuencia de la luz. Pero podemos vez más largos. El verano boreal comienza También denominados GRB (del inglés, hablar del espectro de cualquier objeto hacia el 21 de junio (solsticio de Cáncer), gamma ray bursts), son las explosiones que emita radiación. alcanzándose en ese instante la duración más energéticas observadas en el uni- Para el estudio de los espectros se máxima del tiempo de insolación. El oto- verso. Estas explosiones en rayos gam- desarrolló la espectroscopia, que es una ño empieza en el norte alrededor del 23 ma suelen ir seguidas de una emisión en técnica observacional orientada al análi- de septiembre (equinoccio de Libra) y en el resto del rango electromagnético, que sis de la composición espectral de la luz este instante la duración del día y la no- es conocida como postluminiscencia. Se- que se recibe de los astros o de cual- che es la misma y las noches se van alar- gún su duración, se clasifican en GRB quier otro cuerpo emisor. La luz (o, de gando cada vez más hasta aproximada- largos (que duran desde 2 segundos a manera más general, la radiación elec- mente el 22 de diciembre (solsticio de varios minutos) y cortos (entre unos po- tromagnética) que emiten los cuerpos ce- Capricornio), día en el que la duración de cos milisegundos y 2 segundos). Se cree lestes contiene multitud de «colores» dis- la noche en el hemisferio boreal es máxi- que el mecanismo físico que los produ- 100 Conceptos básicos de Astronomía 35 E

ce es diferente en cada caso. Así, parece que los primeros están asociados a un tipo especial de supernovas, las hipernovas, que son producidas por la muerte de estrellas extraordinariamente masivas. Sin embargo, el origen de los GRB de corta duración no está tan claro, siendo una hipótesis bastante bara- jada la colisión de dos objetos supermasivos (estrellas de neutrones o agujeros negros). La formación de las hipernovas está asociada al colapso de una estrella extraordinariamente masiva (entre 100 y 150 masas solares) y constituye un tipo especialmente brillante de supernova. Cuando el núcleo de una hipernova se colapsa en un agujero negro, se forman dos chorros de plasma a velocidades re- lativistas, que emiten una intensa radia- ción gamma. Debido a esto, las hipernovas son consideradas la explicación más plausible a los estallidos de rayos gamma de larga duración.

ESTRELLA Una estrella es una esfera de gas en un estado de equilibrio entre la gravedad, que tiende a comprimirla, y la presión del gas, que tiende a que se expanda. Las estrellas generan energía en su interior Una de las estrellas más masivas de la Galaxia. Pismis 24-1, el astro más brillante de la fotografía, se encuentra a unos 8000 años-luz de la Tierra y tiene una masa igual a unas cien veces la del Sol. Créditos: NASA, ESA, mediante reacciones termonucleares. La Jesús Maíz Apellániz (Instituto de Astrofísica de Andalucía). 36 E

energía generada se emite al espacio en que el hierro libera energía. La masa de paradas; o binarias cerradas que están forma de radiación electromagnética (luz), los productos de la fusión es menor que en contacto, tienen una envoltura común neutrinos (partículas «exóticas») y viento la masa de los núcleos fusionados y la di- y pueden llegar a fusionarse. En las bi- estelar (gas). Las estrellas se observan ferencia se transforma en energía (E=mc2) narias semiseparadas, el material de la en el cielo nocturno como puntos lumi- y constituye la fuente de la radiación que estrella más extensa cae sobre la otra y nosos, titilantes debido a las distorsiones recibimos de las estrellas. Esta radiación forma un disco de acreción que rodea ópticas que produce la turbulencia y las es originada en el núcleo de la estrella y la estrella receptora (es el caso de las bi- diferencias de densidad de la atmósfera se transporta hacia las capas exteriores narias de rayos X y binarias cataclísmi- terrestre. El Sol es una estrella que al es- sufriendo en su viaje numerosas absor- cas). tar tan cerca no se observa como un ciones y reemisiones por parte del ma- Por su medio de detección, las es- punto, sino como un disco luminoso cu- terial estelar. La capa de la estrella don- trellas binarias pueden ser binarias visua- ya presencia o ausencia en el cielo te- de se produce la última reemisión de luz les cuando ambas componentes se ven rrestre provoca el día o la noche respec- visible es la fotosfera. al telescopio; binarias eclipsantes, cuan- tivamente. do una de ellas pasa por delante de la Las estrellas más frías pueden tener ESTRELLA BINARIA otra y la eclipsa; binarias espectroscó- temperaturas en su superficie de aproxi- Sistema formado por dos estrellas vin- picas, las que al estudiar su espectro se madamente 2000 ºC mientras que las más culadas gravitatoriamente, de forma que ve que está compuesto por las líneas es- calientes pueden llegar a unos 50 000 ºC. se encuentran girando una alrededor de pectrales de dos estrellas; y binarias as- Hay algunas estrellas en estados de su la otra (en realidad giran alrededor del cen- trométricas que son las que se detec- vida muy avanzados que pueden ser aún tro de masas del sistema). La primera es- tan por la perturbación en su movimiento más calientes. El Sol tiene una tempe- trella binaria fue descubierta por W. Hers- que produce una estrella sobre la otra por ratura en su superficie (el disco que ob- chel, quien detectó el movimiento relativo atracción gravitatoria. servamos) de 6000 ºC y en su núcleo se entre las dos componentes de Cástor, No hay que confundir estas estrellas alcanzan los 15 millones de grados. en la constelación de Géminis. Aunque con las dobles ópticas que son también Los núcleos atómicos de todos los en su momento se consideró un fenó- estrellas muy cercanas entre sí aparen- elementos químicos que conocemos se meno extraño, hoy en día se sabe que temente, pero que no se encuentran li- han creado en el interior de las estrellas entre un tercio y la mitad de las estrellas gadas gravitatoriamente, de hecho pue- a partir de la «fusión» de núcleos más sim- que observamos son sistemas binarios. den estar a grandes distancias una de ples, comenzando con la «fusión» del hi- Las dos estrellas de un sistema binario, otra aunque coincidan en la bóveda ce- drógeno. La nucleosíntesis es el origen dependiendo de la distancia entre ellas, leste, producto de la perspectiva visual. de la energía de las estrellas, ya que la pueden ser binarias separadas, que evo- Esta misma definición se aplica a estre- formación de los elementos más ligeros lucionan independientemente; semise- llas triples o múltiples. 100 Conceptos básicos de Astronomía 37

Algunas estrellas masivas en el seno de la nebulosa de eta Carinae. El astro más bri- E llante del campo es la estrella WR 25, cerca del centro de la imagen. Se trata de una estrella binaria cuyas componentes tienen cincuenta y veinticinco veces la masa del Sol, respectivamente. El periodo orbital del sistema es de 208 días. Créditos: NASA, ESA, Jesús Maíz Apellániz (Instituto de Astrofísica de Andalucía).

ESTRELLA ENANA que pasan a ser gigantes o supergigan- A pesar de que su nombre lleva a pen- tes, aunque, en el curso de su evolución, sar en estrellas más pequeñas de lo ha- al ﬁnal pueden volver a un estado de ena- bitual, en realidad, las estrellas enanas na pero diferente, las enanas blancas. El constituyen el grupo de estrellas más nu- Sol, actualmente una estrella enana, se- meroso y representan la «normalidad» en rá una gigante roja en cinco mil millones astrofísica estelar. Se denomina «enanas» de años, y en otros quinientos millones a las estrellas que se encuentran en la fa- de años volverá a ser una enana, en es- se principal de su vida, desde que nacen ta ocasión, una enana blanca. hasta que se agota el hidrógeno en su Rastro fotográﬁco de una Perseida. Créditos: Alejan- núcleo, en contraposición con las llama- ESTRELLA FUGAZ dro Sánchez (Universidad Complutense de Madrid). das estrellas gigantes, que tienen ma- Fenómeno que se produce cuando mi- yor tamaño. Esta fase, conocida como núsculas partículas de polvo, proceden- secuencia principal, constituye prácti- tes de algún cometa, entran en la atlas como provenientes de ese único pun- camente el noventa por ciento de la vida mósfera terrestre a gran velocidad y se to. La constelación donde reside el ra- de la estrella. Así pues, la gran mayoría desintegran por fricción, produciendo el diante da nombre a la lluvia (Perseidas, de las estrellas son «enanas». rastro luminoso que llamamos meteoro Gemínidas, Oriónidas...). La lluvia de es- El grupo de las estrellas enanas reci- o estrella fugaz. Las partículas respon- trellas más conocida es la de las Persei- be el nombre técnico de estrellas de «cla- sables de las estrellas fugaces suelen das o Lágrimas de San Lorenzo. En el se de luminosidad V». El Sol es una es- desplazarse por el espacio interplaneta- caso de las Perseidas, estas partículas trella enana de tipo G2V, donde G2 rio en corrientes. Cuando la órbita terrestre han sido producidas por el cometa Swift- designa su tipo espectral y el número ro- se encuentra con una de estas corrien- Tuttle que, como todos los cometas, pier- mano V su clase de luminosidad, o de tes se produce un incremento notable en de masa cuando se acerca al Sol. Todos brillo. No obstante, el término es confu- el número de estrellas fugaces y el fe- los años sobre el 11-13 de agosto, la ór- so, porque existen algunas excepciones nómeno recibe el nombre de lluvia de bita de la Tierra cruza una nube de par- como son las enanas blancas, que ya no estrellas. Si prolongamos las trazas de tículas producidas por este cometa, lo están en la secuencia principal, y las su- los meteoros pertenecientes a una mis- que produce la lluvia de las Perseidas. Si pergigantes azules, algunas de las cua- ma lluvia, todos parecen provenir de una prolongamos las trazas de las Perseidas les no se consideran enanas aunque to- zona, el punto radiante. En realidad, to- observadas en una noche, todas pare- davía estén quemando hidrógeno en su das las partículas entran paralelas en la cen provenir de una zona situada en la núcleo. Las estrellas no permanecen en atmósfera, pero al estar tan alejadas de constelación de Perseo, de ahí su nom- su estado de enanas toda la vida, sino nosotros, la perspectiva nos hace ver- bre. El otro nombre, lágrimas de San Lo- 100 Conceptos básicos de Astronomía 39 E

renzo, viene de que esta lluvia de estre- gante roja. Permanecerá en esa fase de bustible nuclear, ésta sufre una explosión llas se produce alrededor del 10 de agos- gigante roja hasta que los procesos nu- de supernova. Después de la explosión, to, festividad de San Lorenzo. cleares sean capaces de comenzar a el núcleo de la estrella se colapsa hasta No todos los meteoros pertenecen a transformar el helio en carbono en el cen- una densidad tan grande en la que los lluvias o corrientes sistemáticas. Existen tro de la estrella, momento en que reduci- protones y electrones se combinan for- también los meteoros llamados esporá- rá considerablemente su tamaño. Pero vol- mando neutrones y el colapso continúa dicos, no asociados a ninguna corriente verá a ser una gigante roja más adelante, hasta que los neutrones son capaces de en particular, y que pueden ser de origen cuando agote el helio y se prepare para frenarlo debido al principio de exclusión cometario o asteroidal. expulsar las capas que formarán más ade- de Pauli. Cuanto mayor es la masa de lante una nebulosa planetaria. una estrella de neutrones menor es su ESTRELLA GIGANTE De manera similar a las gigantes rojas, diámetro, pero si sobrepasa las dos ma- Distinguimos dos tipos de estrellas gi- las gigantes azules son estrellas más gran- sas solares, seguiría colapsándose has- gantes, las rojas y las azules. des de lo habitual (pero mucho más pe- ta convertirse en un agujero negro. En Las gigantes rojas son estrellas muy queñas que sus compañeras rojas), lo que consecuencia, las estrellas de neutrones grandes y frías. Su tamaño, que puede lle- indica que ya están en una fase avanzada son objetos muy compactos y muy ma- gar a unos pocos cientos de veces el ra- de su evolución, y más calientes, lo que sivos, del orden de un par de masas sodio del Sol, las hace merecedoras del tér- justiﬁca su color preferentemente azula- lares comprimidas en una esfera de unos mino «gigantes» y su relativamente baja do. Como las estrellas, cuando evolucio- 10 km de radio. Además, a causa del temperatura, de unos escasos 3000-4000 nan, tienden a enfriarse (al menos en las principio de conservación del momento kelvin, las hace aparecer como rojas a primeras fases); para que una estrella evo- angular, la contracción de la estrella ha- nuestros ojos. Las gigantes rojas son el re- lucionada mantenga un color azul su tem- ce que ésta gire más rápido y también sultado de la evolución de estrellas de ma- peratura inicial debe haber sido muy alta. hace que su campo magnético se vuel- sa baja e intermedia, como nuestro Sol. Las gigantes azules son, por tanto, des- va más intenso. Las estrellas de neutro- Como estas estrellas son las más nume- cendientes no muy lejanos de estrellas de nes emiten potentes ondas de radio que rosas y sus vidas son largas, las gigantes alta masa. Al ser estrellas de alta masa, de son comprimidas por el campo magné- rojas son muy abundantes. Su elevado nú- las que hay pocas y evolucionan muy rá- tico dentro de un haz que gira con la es- mero, junto con su gran brillo (porque la su- pido, la fase de gigante azul es breve y po- trella con periodos del orden del milise- perﬁcie que emite es muy grande) hace co común. gundo hasta algunos segundos, en este que sean responsables de una parte muy caso son conocidas como púlsares. Las importante de la luz que vemos en nues- ESTRELLA DE NEUTRONES estrellas de neutrones se pueden entra Galaxia. Cuando agote su hidrógeno en Última etapa de la vida de una estrella su- contrar en restos de supernovas, como el centro, el Sol se transformará en una gi- pergigante cuando, al agotarse su com- objetos aislados o en sistemas binarios. 40 E

ESTRELLA POLAR La estrella Polar (alfa de la Osa Menor) es el astro más brillante de la constelación de la Osa Menor. A pesar de eso, no se trata de una estrella especialmente destaca- da, se clasifica como «de segunda magnitud» y desde los cielos contaminados de las ciudades cuesta incluso encontrarla. Por tanto, es falso el mito tan extendido que afirma que la estrella Polar es la más brillante de todo el cielo; nada más lejos de la realidad. Lo que hace especial a esta estrella es el hecho fortuito de que el eje de rotación de la Tierra apunta casi exac- tamente hacia ella por su lado norte. Por lo tanto, a medida que la Tierra gira, esta estrella se mantiene siempre quieta en un mismo punto del cielo y no comparte el movimiento diurno de salida y puesta que afecta al Sol, la Luna y el resto de estrellas del firmamento. Eso hace que la estrella Polar sea muy útil como recurso de orien- tación en la noche y conocerla resulta fundamental para excursionistas, exploradores y navegantes. El eje de la Tierra no mantiene siempre la misma orientación en el espacio, sino que se va desplazando lentamente en un ciclo que dura unos 26 000 años describiendo un cono con 23,45º de abertura. Este movimiento se llama precesión. Por lo tanto la estrella Po- Trazos circumpolares sobre dolmen prehistórico en Pinyana (Lérida). La suma de imágenes durante las 5 horas de exposición muestra los trazos de las estrellas alrededor del polo norte celeste. La estrella Polar corresponde al trazo lar no ocupará siempre en el futuro, ni ha más brillante y corto cerca del centro. Créditos: Enrique Herrero Casas (Universidad de Barcelona). 100 Conceptos básicos de Astronomía 41 E La región de la estrella Alnitak, en la constelación de Orión, rodeada de nebulosidades entre las que destaca la conocida nebulosa oscura Cabeza de Caballo (en el centro). Alnitak se encuentra a unos 1500 años-luz de distancia y es en realidad un sistema estelar triple, cuya estrella principal es una supergigante azul de tipo espectral O9.5Ib y magnitud aparente +1,89. Créditos: Leonor Ana y Fernando Fonseca (Fundación astroHita).

ocupado siempre en el pasado, el lugar el Sol, pero ahora a tamaños increíblemente ción a la acumulación de materia recibida privilegiado que hoy tiene. En el Egipto fa- grandes: será una supergigante roja. Un de su estrella compañera. raónico hacía el papel de estrella Polar la ejemplo bien conocido es Betelgeuse, en Las estrellas pulsantes características estrella Thuban, alfa del Dragón. la constelación de Orión. Algunas supergi- son las cefeidas, en las que Henrietta S. La estrella Polar dista unos 430 años- gantes son estrellas muy variables, con Leavitt, en 1912, descubrió que su pe- luz del Sol y brilla unas 2500 veces más variaciones bruscas y no periódicas. La fa- riodo de variabilidad era proporcional a su que el Sol. Esta combinación de distancia se de supergigante es muy rara, pues son luminosidad, con lo cual la determinación y luminosidad hace que presente una mag- fases rápidas de estrellas poco frecuentes. del periodo nos da una indicación muy ﬁa- nitud visual aparente de 1,97 en los cielos Pero su estudio es muy importante, por- ble de su distancia. de la Tierra. que estas estrellas son los antecesores di- Las variables extrínsecas más fre- rectos de las supernovas de tipo II, fase a cuentes son las estrellas eclipsantes, que ESTRELLA SUPERGIGANTE la que llegará la estrella cuando agote to- son estrellas binarias en las que la direc- Las supergigantes son estrellas muy lu- do el combustible nuclear de que dispo- ción de observación coincide con el plano minosas y enormemente grandes. En su ne. de su órbita y vemos entonces una estre- máxima extensión, las supergigantes pue- lla pasar por delante de la otra, eclipsán- den llegar a alcanzar más de mil veces el ESTRELLA VARIABLE dola periódicamente. Las más abundan- radio solar, lo que equivale a extenderse La variación del brillo de las estrellas pue- tes son las de tipo Algol o tipo beta Lyrae. más allá de la órbita de Júpiter. Hay princi- de ser debida a una causa intrínseca o ex- palmente dos clases de estrellas supergi- trínseca, es decir, que la estrella tenga una EVOLUCIÓN ESTELAR gantes: azules y rojas, como en el caso de variabilidad real o que su luz se vea inte- Es el proceso por el cual las estrellas las gigantes. En tamaño, las supergigan- rrumpida por un factor externo que puede cambian su apariencia exterior y su es- tes rojas superan con mucho a las su- ser otra estrella o una nube de gas inter- tructura interna con el paso del tiempo. pergigantes azules, pero éstas, al ser mu- estelar. Según la causa de su variabilidad, Podemos pensar en la evolución estelar cho más calientes, llegan a ser igual de las estrellas variables intrínsecas se divide igual forma que en la vida de los se- brillantes con tamaños menores (de he- den en: variables pulsantes, con varia- res vivos, que a medida que envejecen cho, una supergigante azul puede tener un ciones del radio de la estrella; variables sufren cambios en su organismo y su as- radio menor que una gigante roja). eruptivas, con cambios en su superﬁcie, pecto. El motor de los cambios de una Las supergigantes son resultado de la como llamaradas o eyecciones de mate- estrella es la nucleosíntesis, la transfor- evolución de las estrellas de alta masa. ria, y variables cataclísmicas que experi- mación de unos elementos químicos en Cuando una estrella masiva evolucione y mentan un cambio enorme de sus pro- otros mediante reacciones nucleares. Así, se le acabe el hidrógeno en el núcleo, la piedades físicas, como las novas y las tras nacer, las estrellas pasan la mayor estrella se enfriará y se expandirá, igual que supernovas. Las novas deben su varia- parte de la vida en una fase tranquila, 42

La región de formación estelar 30 Doradus. El cúmulo estelar R136 (a la izquierda del centro) acaba de nacer a partir de las nebulosidades que lo envuelven. La evolución estelar se inicia con el nacimiento de grupos de estrellas que a su vez desencadenan en las nubes cercanas el colapso que conduce a la formación de nuevas generaciones de estrellas. Créditos: NASA, N. Walborn, Jesús Maíz Apellániz (Instituto de Astrofísica de Andalucía) y R. Barbá (Instituto de ciencias astronómicas de la Tierra y del Espacio de Argentina).

mientras consumen hidrógeno en el in- nas se agota el hidrógeno, la estrella ace- llas en diferentes clases, como por ejem- terior y lo transforman en helio. Esta es la lera su evolución y sufre cambios nota- plo: enanas, gigantes, supergigantes fase de mayor duración, la secuencia bles, mientras va creando nuevos ele- y otras. Las fases concretas por las que principal, que abarca el noventa por cien- mentos químicos en el interior, cada vez pasa una estrella, su historia detallada, to de la vida de la estrella; durante ella, la más rápidamente. Los cambios de apa- dependen fundamentalmente de su ma- estrella sufre pocos cambios. Pero ape- riencia nos llevarán a clasiﬁcar las estre- sa. Cuanto mayor es la masa de la es- 44 E

trella, más rápida es su evolución y más EXPANSIÓN DEL UNIVERSO corta su vida. Su destino final es también Se ha observado que las distancias entre diferente, dependiendo de la masa: las las grandes estructuras del universo (los estrellas de mayor masa se convertirán cúmulos y supercúmulos de galaxias) se en supernovas y dejarán tras de sí un incrementan de manera progresiva. Este agujero negro o una estrella de neu- hecho observacional se denomina expan- trones, mientras que las de menor ma- sión del universo y fue descubierto por Ed- sa se convertirán en enanas blancas, win Powell Hubble y Milton Lasell Huma- estrellas pequeñas y calientes, que irán son en 1929. Si se toman dos cúmulos enfriándose eternamente. de galaxias cualesquiera, la distancia entre ellos crece sin cesar, y lo hace no porque EXOPLANETA las galaxias o los cúmulos se desplacen, El sistema exoplanetario de la estrella HR8799, com- O PLANETA EXTRASOLAR puesto por al menos tres exoplanetas. La imagen fue sino porque crece el espacio que media obtenida con el telescopio Keck y técnicas especiales La Unión Astronómica Internacional (UAI) que permiten realzar el contraste y eliminar casi todo entre ellos. Es más, cuanto más distan- definió de manera provisional el concepto el brillo de la estrella central. Sus planetas tienen tes entre sí se encuentren los cúmulos con- masas entre 7 y 10 veces la de Júpiter y orbitan a de exoplaneta en el año 2003. Según la gran distancia de la estrella (15, 40 y 70 unidades as- siderados, más veloz es el incremento de tronómicas). Créditos: Christian Marois, Bruce Macin- misma, los planetas fuera del Sistema So- tosh, Keck Observatory. la distancia. La intensidad de la expansión lar deben orbitar alrededor de una estrella del universo en cualquier instante de su his- o remanente de estrella (enana blanca o toria se valora por medio del parámetro de estrella de neutrones) y tener una masa in- enanas marrones. Por otra parte, los ob- Hubble, H. El valor actual del parámetro de ferior a 14 masas de Júpiter. Debido a su jetos aislados de masa planetaria, con Hubble recibe el nombre de constante de reducida masa, no alcanzan temperaturas masa por debajo del límite de las 14 ma- Hubble y se simboliza como H0. La ex- y densidades en sus interiores lo suficien- sas de Júpiter, se deben denominar sub- pansión del universo no afecta a sistemas temente altas como para fusionar deute- enanas marrones o cualquier otro nombre ligados gravitatoriamente, es decir, el pro- rio, un isótopo del hidrógeno compuesto que sea apropiado, salvo planeta. ceso no altera las distancias entre los áto- por un protón y un neutrón, o cualquier otro Por supuesto, estas definiciones po- mos de nuestros cuerpos, entre la Tierra y elemento químico. Por tanto, no producen drían modificarse según nuestro conoci- el Sol o incluso entre las estrellas de la Ga- energía a partir de este tipo de fuente. miento avance. Algunos investigadores laxia o entre galaxias pertenecientes a un Según la misma resolución de la UAI, consideran que la expresión sub-enana mismo cúmulo. Las observaciones indican los objetos subestelares, con masas su- marrón no es muy acertada, y que serían que la expansión del universo se está ace- periores a los anteriores, pero que no fu- más adecuados otros términos como lerando cada vez más, por motivos que sionan hidrógeno, se deben denominar IPMOs, planemos, oriones, o xebarcos. aún no están claros. 100 Conceptos básicos de Astronomía 45 F F

La Luna en una fase ligeramente posterior al cuarto creciente. Se trata de un mosaico de imágenes tomadas con un telescopio Celestron 5. Créditos: Fernando Comerón (Observatorio Europeo Austral).

FASES DE LA LUNA del satélite, porque la luz solar incide so- La Luna recorre su órbita en torno a la bre el otro lado. Esta fase recibe el nom- Tierra. A medida que gira a nuestro alre- bre de Luna nueva o novilunio. Cuan- dedor, el globo lunar recibe la luz del Sol do la Luna ha recorrido un cuarto de su desde diferentes direcciones y esto ha- órbita y la visual hacia ella forma un án- ce que vaya cambiando de aspecto. Se gulo recto con la dirección al Sol, enton- llama fase lunar a cada uno de los distin- ces presenta la mitad del disco ilumina- tos aspectos que presenta el disco lunar do y se dice que está en fase de cuarto visto desde la Tierra bajo la cambiante ilu- creciente. Cuando el satélite ha cubier- minación solar. to media vuelta se halla en dirección Cuando la Luna se encuentra entre opuesta al Sol. Entonces todo el disco la Tierra y el Sol, entonces desde nues- se ve iluminado y se dice que está en fa- tro planeta vemos el hemisferio oscuro se de Luna llena o plenilunio. Un cuar- 46 F

to de vuelta más allá, la Luna recibe la luz del Sol de nuevo desde un costado, vuel- ve a mostrar la mitad del disco iluminado y su fase es entonces de cuarto menguante. Algo después regresa a la fase de Luna nueva. De manera general, las fases entre un novilunio y el plenilunio siguiente se llaman de Luna creciente, y las que median entre un plenilunio y el novilunio posterior son las de Luna menguante. El intervalo entre dos fases idénticas de la Luna recibe el nombre de lunación. También se denomina mes sinódico y su duración es de 29,531 días, o dicho de otro modo, 29 días, 12 horas y 44 minutos. Desde la antigüedad ha repre- sentado uno de los elementos básicos para medir el paso del tiempo. Nuestros meses actuales tuvieron su origen en las lunaciones, pero las fases lunares no NGC 3603, un sistema nebular gigante que alberga uno de los cúmulos estelares masivos más llamativos de la Galaxia, un arquetipo para el estudio de los procesos de formación estelar. NGC 3603 dista unos 20 000 años- coinciden con ellos ni en duración ni en luz de la Tierra. Créditos: NASA, ESA, Jesús Maíz Apellániz (Instituto de Astrofísica de Andalucía) y Davide de fechas de inicio. Martin.

FORMACIÓN ESTELAR que al principio la energía ganada se rompen en átomos y éstos en sus par- La formación estelar es el proceso por emite al espacio en forma de radiación, tículas constituyentes. Aunque los de- el cual una nube interestelar de gas mo- llega un momento en que la densidad talles son muy complejos, el final de la lecular y polvo se transforma en una es- de la nube es ya tan grande que impi- historia es sencillo: la temperatura au- trella. La nube original comienza a co- de que la radiación escape. La nube se menta tanto que pueden iniciarse las re- lapsarse debido a alguna perturbación calienta. Al continuar contrayéndose, si- acciones nucleares en el centro de lo exterior. En el colapso, la nube gana guen aumentando la densidad y la tem- que fue una nube molecular, y que se energía y aumenta de densidad. Aun- peratura. Las moléculas y el polvo se ha transformado en una estrella. 100 Conceptos básicos de Astronomía 47 G

En primer plano, la galaxia espiral NGC 7331, en la constelación de Pegaso a una distancia de 50 millones de años- luz. Se trata de una espiral semejante a nuestra propia Galaxia. En el fondo se distingue una agrupación visual G de varias galaxias unas diez veces más lejanas, de diversos tipos y colores. Créditos: Observa- torio de Calar Alto, Vicent Peris (Observato- rio Astronómico de la Universidad de Valencia) y Gilles Bergond (Obser- vatorio de Calar Alto).

GALAXIA GALAXIA, LA Una galaxia es una gran aglomeración de La Galaxia, con mayúscula, es el nom- estrellas, gas y polvo que se mantiene uni- bre propio del gran sistema estelar o uni- da por el efecto de su propia gravitación. verso isla en el que habitamos. Nuestra Las galaxias más pequeñas contienen Galaxia consiste en un gran conjunto de unos millones de estrellas, mientras que las estrellas y materia interestelar con forma mayores poseen billones (millones de mi- espiral. Consta de un núcleo central, un llones). Hay galaxias de diversos tipos: elíp- bulbo esferoidal que rodea el núcleo y un ticas, espirales e irregulares. El Sistema So- disco mucho mayor (unos 100 000 lar pertenece a una galaxia espiral. Esta años-luz de diámetro) en el que las es- categoría se caracteriza por poseer un dis- trellas más brillantes trazan brazos espi- co aplanado de estrellas, gas y polvo, con rales. El conjunto está rodeado por un brazos espirales en su seno. Las galaxias halo de estrellas antiguas y cúmulos glo- elípticas tienen estructura esferoidal o elip- bulares. Se trata, por tanto, de un siste- soidal y suelen contener solo estrellas, con ma espiral semejante a otras galaxias. Es- poco gas y poco polvo. tudios recientes apuntan a la posibilidad 48 G

Nuestra Galaxia vista desde el lugar que ocupa la Tierra en su interior nos ofrece el panorama de la Vía Láctea. Mosaico de siete fotografías de la Vía Láctea tomadas desde Orea (Guadalajara). Se aprecia a la derecha la región de Sagitario, donde la banda lechosa de la Vía Láctea adquiere más brillo por coincidir con la dirección hacia el centro de nuestra Galaxia. Créditos: Enrique Herrero Casas (Universidad de Barcelona). de que la Galaxia sea del tipo de las es- Por eso a veces la Galaxia recibe el nom- nuestro Sol: se trata de los grupos de ga- pirales barradas. El Sol se halla en el dis- bre de galaxia de la Vía Láctea. laxias. Los tamaños característicos de los co de la Galaxia a unos 30 000 años-luz Las galaxias suelen agregarse en agru- grupos rondan el megapársec (3 millones del centro. Cuando contemplamos la Ga- paciones de diversos tamaños. Las me- de años-luz). El ejemplo más cercano lo laxia desde su interior, se nos muestra nores agrupaciones de galaxias contienen ofrece el Grupo Local, al que pertenece como una banda luminosa lechosa que varias decenas de ellas, con masas tota- nuestra Galaxia, y que consta de una trein- cruza todo el ﬁrmamento: la Vía Láctea. les que alcanzan el billón de veces la de tena de miembros. 100 Conceptos básicos de Astronomía 49 G

GALAXIA ACTIVA Nuestra Galaxia es una espiral tranquila, quizá del tipo barrado. Pero en el universo hay otras muchas galaxias de tipos muy diferentes, y entre ellas se encuentra el grupo de las galaxias activas. Las galaxias activas contienen un núcleo que emite ener- gía en cantidades enormes y de manera La galaxia M74, en la muy violenta. Como es natural, esos nú- constelación de Piscis, a unos 30 millones de cleos reciben el nombre de núcleos acti- años-luz de distancia, vos de galaxias o, también, núcleos de es una galaxia espiral moderadamente activa, galaxias activas (o AGN, siglas de la de- clasiﬁcada como de tipo active galactic nu- Seyfert 2. Créditos: Ob- nominación en inglés, servatorio de Calar Alto, cleus). Las teorías más aceptadas atribu- Proyecto ALHAMBRA (Instituto de Astrofísica yen la emisión de energía a un agujero de Andalucía), Vicent Peris (Observatorio As- negro supermasivo situado en el centro de tronómico de la Univer- estas galaxias, sobre el cual se precipita sidad de Valencia). materia a un ritmo considerable. La caída del material induce su calentamiento (más secas y del ángulo bajo el cual se obser- de densidades y temperaturas enormes. de un millón de grados) y compresión, y van desde la Tierra. Tenemos así los cuá- Si se retrocede hasta la época más tem- desencadena la emisión de energía en to- sares (con o sin emisión de ondas de ra- prana que la ciencia actual es capaz de das las longitudes de onda del espectro. dio), los blázares, las radiogalaxias, las estudiar, nos encontramos con el cos- Con frecuencia los núcleos activos de ga- galaxias de Seyfert, etc. mos en el estado primigenio que corres- laxias emiten también chorros de materia ponde a la Gran Explosión o Big Bang. en direcciones opuestas, unos ﬂujos de GRAN EXPLOSIÓN (BIG BANG) Vemos, por tanto, que sería más ade- partículas que recorren distancias cosmo- Los modelos cosmológicos actuales coin- cuado entender la Gran Explosión como lógicas en el espacio intergaláctico y dan ciden en que el universo está en expan- una etapa primitiva o una época de la lugar a fenómenos de emisión radioeléctri- sión, y en que, al seguir la historia del cos- evolución del cosmos, y no tanto como ca. Los núcleos activos de galaxias pue- mos hacia el pasado, toda la materia y la un suceso puntual concreto localizado en den manifestarse de varias maneras dis- energía que contiene se va concentran- el espacio y en el tiempo. tintas desde el punto de vista observacional, do más y más. Se deduce que el uni- Muchos modelos recientes admiten dependiendo de sus características intrín- verso primitivo se hallaba en un estado que la etapa inicial de la Gran Explosión 50 G-I

fue seguida por una fase de expansión INTERFEROMETRÍA exponencial, la inflación, predicha por La interferometría es una técnica (no so- Alexéi Starobinski (científico soviético) y lamente astronómica) consistente en la Alan Guth (científico estadounidense). utilización simultánea de varios telesco- Como consecuencia directa de la infla- pios/radiotelescopios similares apuntan- ción, todo el universo observable tiene do a un mismo objeto para obtener una su origen en una región del universo pri- imagen de mayor resolución. En la inter- mordial pequeña y, por tanto, conecta- ferometría se mide con gran precisión el da causalmente. La teoría de la inflación I pequeño retardo en la llegada de una se- resuelve uno de los enigmas clásicos ñal a cada telescopio utilizado para desde la cosmología: ¿por qué el universo pués poderlas combinar, lo que permite parece ser plano, homogéneo e isótro- producir mapas o imágenes de gran re- po cuando, basándose en la física de solución angular, equivalentes a un único la Gran Explosión, se esperaría un uni- telescopio o radiotelescopio del tamaño verso heterogéneo con una gran cur- del conjunto de instrumentos, llamado in- vatura? La teoría de la inflación también terferómetro. explica el origen de la estructura del cos- Los interferómetros más numerosos mos a gran escala. y conocidos se componen de radiote- Algunos modelos cosmológicos con- lescopios, que trabajan en un único ob- sideraban la posibilidad de que la fase de servatorio (con líneas de base de algu- expansión del universo (que correspon- nos kilómetros), o de manera coordinada dería al estado actual) fuera seguida en un a escala continental o incluso mundial futuro lejano por una fase de contracción, (con líneas de base de miles de kilóme- en la que la densidad del universo se in- tros). Las grandes líneas de base permi- crementaría paulatinamente en vez de des- ten disponer, en algunos casos, de re- cender como lo hace ahora. La evolución soluciones angulares de fracciones de cósmica llevaría a un ﬁnal en forma de im- milésimas de segundos de arco. Tam- plosión catastróﬁca, la Gran Implosión (Big bién hay interferómetros constituidos por Crunch). Estos modelos están descarta- telescopios que trabajan con luz infra- dos en la actualidad. Hoy todo apunta a rroja. un modelo de universo en expansión per- En un interferómetro, la línea de base manente en el futuro. es la distancia entre cada par de detec- 100 Conceptos básicos de Astronomía 51 I-J

JÚPITER El mayor planeta del Sistema Solar se encuentra unas cinco veces más lejos del Sol que la Tierra. Júpiter está compuesto principalmente por hidrógeno y helio. Su masa es el doble de la de todos los planetas restantes juntos. In- cluso con pequeños telescopios son J observables los cuatro satélites más grandes (los llamados galileanos: Ío, Eu- Estación de seguimiento de Satélites de Robledo de Chavela. De las cuatro antenas que aparecen en la ropa, Ganímedes y Calisto) de los más imagen, la mayor es la DSS-63, de 70 m de diámetro, y las otras tres de 34 m son la DSS-61 (la antena de de 60 que componen el sistema jovia- PARTNeR), la DSS-65 y la DSS-55. Créditos: Alejan- no, que también cuenta con tenues ani- dro Sánchez (Universidad Complutense de Madrid).

tores (telescopios o radiotelescopios). La mayor variedad en líneas de base permite una mejor cobertura espacial. La mayor línea de base de un interferómetro es lo que determina su resolución angular.

Júpiter y sus satélites Ío, Europa y Ganímedes. La fotografía está realizada aline- ando y promediando una serie de 300 imágenes de cámara web, durante una noche en la que se podían observar tres de los cuatro satélites galileanos alineados a uno de los lados del planeta Júpiter. Créditos: Enrique Herrero Casas (Universi- dad de Barcelona).

52 J-L

llos. Desde Tierra son visibles las com- LENTE GRAVITATORIA plejas formaciones meteorológicas en la Las teorías de la gravitación tanto clási- capa de nubes de amoníaco, entre las ca (de Newton) como relativista (de Eins- que destaca la enorme gran mancha ro- tein) indican que la luz tiene que verse ja que, con varios siglos de antigüedad, afectada por la atracción gravitatoria. Por es un gigantesco huracán que por su ta- lo tanto, cuando un haz de luz pasa jun- maño podría contener nuestro planeta en to a un objeto masivo se tiene que des- su interior. Varias misiones han sobrevo- viar. Esta desviación puede comparar- lado este planeta, en ocasiones emple- L se con el cambio de dirección de ando su empuje gravitatorio para viajar propagación que experimenta la luz más rápido a sus destinos. Se planean cuando pasa del aire al vidrio. Cabe futuras misiones con el objeto de com- pensar, por tanto, que si se dispone una probar las posibilidades biológicas de cierta cantidad de masa del modo ade- algunos de sus satélites. cuado, su gravitación puede ser capaz de desviar la luz de un modo parecido al efecto inducido por la refracción en una lente. Este fenómeno recibe el nombre de lente gravitatoria. Lo que en principio podría parecer una especulación teórica se confirmó en el siglo XX a las escalas astronómicas más diversas. En un contexto cosmológico es frecuente que objetos muy masivos (galaxias, cú- mulos de galaxias) se comporten como lentes gravitatorias que deforman, am- plían e intensifican las imágenes de objetos situados por detrás. En el seno de la Galaxia se han observado también mi- crolentes gravitatorias, fenómenos de intensificación de la luz debidos al mismo influjo gravitatorio pero actuando en sistemas menos masivos. 100 Conceptos básicos de Astronomía 53 L

mente proporcional al producto de las diferente, que se deduce de estos mo- dos masas e inversamente proporcio- delos cosmológicos, la llamada relación nal al cuadrado de la distancia que las velocidad-distancia, que indica que la separa. Esta ley es aplicable al estudio velocidad de separación v entre dos del movimiento de los cuerpos en el uni- puntos cualesquiera es proporcional a verso y concretamente, ha sido utiliza- la distancia que los separa, d, con la da para validar las leyes de Kepler del misma constante de Hubble como fac-

movimiento planetario. tor de proporcionalidad: v = H0d. Es muy frecuente confundir la relación LEY DE HUBBLE velocidad-distancia (de validez general) El universo está en expansión, los cú- con la ley de Hubble, una relación apro- Situado a 2000 millones de años-luz de distancia, el mulos de galaxias se alejan unos de ximada de carácter empírico. cúmulo de galaxias Abell 1689 es uno de los objetos más masivos del universo. En esta imagen del teles- otros porque el espacio que los sepa- La constante de Hubble, H0, que copio espacial Hubble se observa cómo Abell 1689 ra va creciendo. Edwin Powell Hubble y aparece en las dos leyes comentadas tuerce la luz de objetos más distantes, tal y como lo predice la teoría de la relatividad de Einstein, hasta Milton Lasell Humason se percataron de (ley de Hubble y relación velocidad- formar los distintos arcos de luz o imágenes deforma- das de las galaxias situadas detrás del cúmulo. Crédi- este fenómeno porque la expansión distancia) mide el ritmo al que se ex- tos: ESA, NASA, ACS Science Team, N. Benítez cósmica induce un desplazamiento al pande el universo actualmente. Su va- (JHU), T. Broadhurst (Hebrew Univ.), H. Ford (JHU), M. Clampin (STScI), G. Hartig (STScI), G. Illingworth rojo en los espectros de las galaxias le- lor se estima en unos 71 kilómetros por (UCO, Lick). janas. Hubble estableció de manera em- segundo y por megapársec. Esto quie- pírica que el desplazamiento al rojo z es re decir que la expansión del univer- Las lentes gravitatorias son un obje- proporcional a la distancia que nos se- so hace que los cúmulos de galaxias to de estudio intensivo en la astronomía para de una galaxia, d. Podemos es- se alejen unos de otros, y lo hacen a un

actual y se utilizan para multitud de es- cribir por tanto z = H0 d/c, donde la ritmo tal que por cada megapársec de

tudios en cosmología, búsqueda de ma- constante de proporcionalidad H0 se de- distancia (o sea, cada 3 millones de teria oscura o investigación en el cam- nomina constante de Hubble y c co- años-luz) la velocidad de alejamiento se po de los planetas extrasolares. rresponde a la velocidad de la luz. Los incrementa en 71 kilómetros por se- modelos cosmológicos han puesto de gundo. La expansión del universo se ha LEY DE LA GRAVITACIÓN UNIVERSAL manifiesto posteriormente que la ley de producido a ritmos diferentes en otros Ley física enunciada por Isaac Newton Hubble solo tiene validez en el universo momentos de la historia del cosmos y que establece que una partícula de ma- local, para distancias inferiores a unos para medirla se recurre al parámetro de

sa M1 ejerce una fuerza de atracción so- cientos de millones de años-luz. Sí tie- Hubble, H, que representa el mismo

bre otra de masa M2, que es directa- ne validez general una ley similar, pero concepto que la constante de Hubble 54 L

pero aplicado no al cosmos actual, sino al del pasado o el futuro.

LEYES DE KEPLER Conjunto de tres expresiones matemáti- cas mediante las cuales el astrónomo ale- mán Johannes Kepler describió el movimiento de los planetas alrededor del Sol en el siglo XVII. En la primera ley de Kepler se cons- tata que las órbitas planetarias son elíp- ticas y no circulares, con el Sol situado en uno de sus focos. La segunda ley, conocida también como ley de las áreas, está relacionada con la conservación del momento angular. Por este motivo, cuando el planeta está más alejado del Sol (afelio), su velocidad es menor que cuando está más cerca (perihelio). Por último, la tercera ley de Kepler re- laciona las propiedades de unas órbitas planetarias con las de otras. Establece que el cuadrado del periodo de revolu- Luna llena fotograﬁada con el refractor de 200 mm de abertura del Observatorio Astronómico de la Universidad ción de un planeta alrededor del Sol es de Valencia. Créditos: Vicente Aupí (Observatorio de Torremocha del Jiloca). proporcional al cubo del semieje mayor (o sea, el tamaño) de la órbita. LUNA a efectos de marea, el periodo de rotación Las leyes de Kepler no solo se apli- La Luna es el único satélite natural de la de su eje coincide con el de traslación en can a los planetas que orbitan alrededor Tierra. Se encuentra a 384 400 km de dis- torno a la Tierra, por lo que la Luna siem- del Sol, sino a todo cuerpo celeste que tancia de la Tierra y tiene un diámetro de pre presenta la misma cara al observador orbite alrededor de otro bajo la inﬂuen- 3476 km. Tarda en dar una vuelta alrede- terrestre. A lo largo de su órbita, el cambio cia de la gravitación. dor de la Tierra unos 27,32 días. Debido de posición de la Luna respecto al Sol ha- 100 Conceptos básicos de Astronomía 55 L-M

ce que la parte iluminada vaya cambiando, MAGNITUD lo que da lugar a las fases de la Luna (Lu- Sistema empleado en astronomía para la na nueva, cuarto creciente, Luna llena y medida del brillo de los objetos celestes. cuarto menguante). Las estrellas más brillantes del cielo se clasiﬁcan como de primera magnitud, LUZ mientras que las más débiles percepti- Se suele denominar luz a la radiación elec- bles a simple vista pertenecen a la sex- tromagnética que es visible al ojo huma- ta magnitud. Entre ambas categorías se no, es decir, a aquélla cuya longitud de M encuentran las magnitudes segunda, ter- onda se encuentra entre 400 y 700 na- cera, cuarta y quinta. Obsérvese que nómetros. No obstante, en física se apli- cuanto más brillo aparente muestra un ca este término de manera general a la objeto, menor resulta su magnitud. La es- radiación electromagnética en todo su cala se extiende hacia abajo (magnitud rango. cero y magnitudes negativas) para astros La luz tiene la particularidad de com- muy brillantes, y más allá de sexta mag- portarse como onda y como partícula. De nitud para objetos débiles que solo se esta manera, las partículas de luz, llama- perciben con telescopios. das fotones, presentan propiedades tan- En la actualidad, los métodos de me- to ondulatorias como corpusculares. Y dida permiten evaluar las magnitudes con por otro lado, los colores que componen decimales. El Sol tiene magnitud -26; la la luz (para la luz visible: rojo, amarillo, Luna llena -12; los objetos más débiles azul…) se atribuyen a oscilaciones de detectados hasta ahora tienen magnitud campos eléctricos y magnéticos en las 30, aproximadamente. La escala pue- distintas frecuencias o, desde el punto de adaptarse para evaluar no brillos apa- de vista corpuscular, a fotones de diferentes, sino luminosidades intrínsecas, rentes energías. y entonces resultan las denominadas «magnitudes absolutas».

MANCHA SOLAR Sobre la superﬁcie visible del Sol se aprecian zonas oscuras llamadas manchas solares que surgen, participan de la ro- 56 M

vimientos convectivos que calientan la fotosfera desde abajo, lo que causa el en- friamiento relativo que hace las manchas más oscuras. En la umbra, el campo magnético es más intenso y práctica- mente vertical, mientras que en la penumbra, su intensidad es menor y sus lí- neas se van poniendo horizontales. Las manchas o conjuntos de man- Marte fotografiado con telescopio y cámara web en septiembre de 2003. Se aprecia el color de la superfi- Mancha solar en la región activa AR10675, observada chas suelen aparecer en grupos bipo- cie, el casquete polar, la región de Solis Lacus («el ojo en la línea α (656.3 nm). Tomada con el Telescopio lares, con la primera mancha (mancha de Marte») y en la imagen de la izquierda se capta el Abierto Holandés (DOT) en el Observatorio del Roque volcán Olympus Mons, llamado Nix Olimpica por los de los Muchachos (Isla de La Palma). En la esquina precedente) en el sentido de la rotación observadores que estudian Marte desde la Tierra. inferior derecha se ha superpuesto una imagen de la Créditos: Jesús R. Sánchez. Tierra en la misma escala, para poder comparar sus solar con una polaridad magnética y la úl- tamaños. Créditos: Universidad de Utrecht (Holanda). tima mancha (o subsecuente) con la polaridad opuesta. superficie en grandes cantidades en el pasado. En la actualidad, el agua solo se tación solar, cambian de forma y tama- MARTE puede encontrar en estado sólido bajo la ño, y se disgregan o desaparecen. Sue- Cuarto planeta del Sistema Solar por dis- superficie y en pequeñas cantidades en len durar varios días, aunque las de ma- tancia al Sol. Durante siglos su color ro- los polos, aunque también podría fluir bre- yor tamaño pueden mantenerse varias jizo y cercanía a la Tierra han cautivado la vemente por su superficie. Las posibili- semanas. imaginación del ser humano y desperta- dades de vida pasada son también mo- Una mancha solar típica presenta una do su fantasía. Guarda numerosas simi- tivo de gran interés y numerosas misiones zona interior más oscura, llamada umbra, litudes con nuestro planeta, aunque es espaciales han venido estudiando este rodeada de una zona de brillo intermedio más pequeño (aproximadamente la mi- planeta desde hace décadas. y aspecto filamentoso, la penumbra. Las tad de tamaño). Su atmósfera está com- Marte posee dos pequeños satélites manchas se ven oscuras por su menor puesta esencialmente por dióxido de car- de formas irregulares: Fobos y Deimos. temperatura, unos 3700 K en la umbra, bono pero actualmente es muy poco frente a los 5700 K de las zonas circun- densa. Cada cierto tiempo, el viento es MATERIA OSCURA dantes. La intensa concentración de capaz de elevar importantes cantidades Observaciones recientes sugieren que campo magnético, que en las manchas de polvo de la superficie formando enor- cerca del 95% del contenido de materia puede ser miles de veces mayor que el mes tormentas. Existen pruebas que sus- y energía del universo está en el sector campo magnético terrestre, inhibe los mo- tentan la presencia de agua líquida en la «oscuro». Este sector está constituido por 100 Conceptos básicos de Astronomía 57

Nube molecular RCW 108. Las nubes moleculares están formadas por gas en M forma de hidrógeno molecular y polvo. RCW 108 es una nube molecular que está en trance de destrucción por la radiación del cúmulo estelar cercano NGC 6193, que aparece a la izquierda en la imagen. Créditos: Fernando Comerón (Observa- torio Europeo Austral). materia oscura (una forma de materia no distribuidos de un modo muy irregular. El cimiento de la luz al incidir en los granos luminosa) y energía oscura, cuyo origen gas está compuesto mayoritariamente de polvo del medio interestelar. Las nu- y composición son desconocidos. La por hidrógeno y algo de helio, y el polvo bes interestelares son más eficientes dis- materia oscura constituye alrededor del por partículas de hidrógeno, carbono y persando y absorbiendo luz azul que luz 23% del universo y está formada por par- silicatos. Ambas componentes consti- roja, así que mucha menos luz azul logra tículas exóticas no bariónicas, que inter- tuyen la materia interestelar. pasar a través de ellas. accionan muy débilmente con la mate- En las galaxias elípticas, el medio in- ria bariónica ordinaria. terestelar es relativamente pobre en gas MERCURIO La existencia de la materia oscura se y polvo, pero en las espirales, la materia Planeta del Sistema Solar más cercano infiere, entre otros indicios, de la curva interestelar es abundante y se concentra al Sol. Es el planeta más pequeño y po- de rotación de las galaxias. Esta curva sobre todo en el disco de la galaxia y en see la segunda mayor densidad, ligera- es una representación gráfica de la velo- los brazos espirales. Se estima que en mente inferior a la de nuestro planeta. Su cidad orbital de las estrellas o el gas de galaxias como la nuestra un 10-15% de órbita es bastante elíptica, con un radio una galaxia en función de la distancia al su masa reside en el medio interestelar. medio de casi 0,4 unidades astronómi- centro de la misma. Las observaciones Esta materia interestelar constituye el ma- cas. Posee una tenue atmósfera básica- muestran que las estrellas giran alrede- terial de partida para la formación de es- mente compuesta de potasio y sodio y dor del centro de las galaxias a una ve- trellas. las temperaturas oscilan fuertemente en- locidad constante, independiente de la La densidad del medio interestelar os- tre la cara nocturna y diurna. Su forma- distancia al centro, hasta una distancia cila entre una milésima y un millón de áto- muy grande, mucho mayor que la predi- mos de hidrógeno por cm3 (la masa de cha por la mecánica newtoniana para la un átomo de H es de 1,67×10-24 gra- masa visible de la galaxia en cuestión. Es- mos), que es pequeñísima comparada ta discrepancia sugiere la presencia de con las densidades terrestres, como por materia oscura que puebla las galaxias ejemplo la del agua, que es de 1 g/cm3, y se extiende hasta los halos de las mis- o la del oro, que es de 19,3 g/cm3. mas. La materia interestelar afecta a la luz que la atraviesa. Debido a la materia in- MEDIO INTERESTELAR terestelar las estrellas se ven más débi- El medio interestelar es el espacio que les y enrojecidas, procesos que llama- Tránsito de Mercurio por delante del Sol. Imagen tomada en la Torre Solar Sueca (1 m) en el Observatorio hay entre las estrellas dentro de una ga- mos extinción interestelar y del Roque de Los Muchachos (La Palma). Créditos: laxia, con todo lo que contiene. Aunque enrojecimiento interestelar. Se trata de Instituto de Física Solar de la Academia Sueca de Ciencias. parece vacío hay gas (99%) y polvo (1%) una combinación de absorción y espar- 100 Conceptos básicos de Astronomía 59 M-N

ción geológica más reseñable es la cuen- bólido no se volatiliza por completo en ca Caloris, formada probablemente por el proceso y sobrevive entero o frag- el impacto de otro cuerpo. Observado mentado hasta llegar al suelo. A ese desde la Tierra solo puede verse en las fragmento de roca proveniente del es- cercanías del crepúsculo de la tarde o del pacio lo llamaremos meteorito. La ob- amanecer, nunca demasiado lejos de servación de los bólidos permite a ve- nuestra estrella. En la actualidad, la mi- ces reconstruir las trayectorias y deducir sión Messenger de NASA está aportan- la zona de la superficie donde han caí- do una enorme cantidad de información do, lo que ayuda a la recuperación de N sobre este planeta. meteoritos para su posterior estudio. Mercurio carece de satélites natu- Los meteoritos pueden ser rocosos, rales. metálicos, o una mezcla de ambos. Su estudio nos informa sobre la composi- METEORITO ción e historia de los cuerpos del siste- Las partículas pequeñas (hasta unos ma solar. Se han recuperado más de diez metros) que orbitan alrededor del 31 000 meteoritos; la caída de más de Sol reciben el nombre de meteoroides. 1000 de ellos fue observada por algún Estas partículas están asociadas a los testigo. cometas y asteroides, pero también pueden haber sido arrancadas de sa- télites o planetas tras choques violentos con otros cuerpos. Cuando una de estas partículas ex- traterrestres penetra en la atmósfera terrestre, se calienta por roce con el aire, se torna incandescente y da lugar a un destello de luz denominado meteoro o estrella fugaz. Se llaman bólidos aque- Un fragmento del meteorito de Puerto Lápice fotogra- ﬁado in situ por Alejandro Sánchez. El ejemplar se ex- llos meteoros cuya luminosidad sea su- hibe actualmente en el Museo Nacional de Ciencias perior a la del planeta Venus. Naturales. Créditos: Alejandro Sánchez (Universidad Complutense de Madrid). En ocasiones, el meteoroide responsable de una estrella fugaz o de un 60 N

Cabeza de Caballo o el Saco de Carbón en la Cruz del Sur. Antes de la invención del telescopio se llamaba nebulosa a todo objeto de apariencia difusa, por eso también se llamaba nebulosas a algunas galaxias.

NEBULOSA PLANETARIA Son las capas externas que expulsan las estrellas de masa baja e intermedia (menos de 8 o 9 masas solares) al final de La nebulosa de emisión su vida, al terminar su combustible nu- M17 en Sagitario es una masa de hidrógeno ioni- clear, después de la etapa de gigante zado en una zona de roja. El resto de la estrella se transforma formación estelar. Crédi- tos: Red de Telescopios en una enana blanca que emite radia- Robóticos del Centro de Astrobiología (CSIC, ción ultravioleta e ioniza el gas de la ne- INTA). bulosa planetaria, la cual, en el proceso posterior de recombinación, produce emi- NEBULOSA mo las nebulosas planetarias y restos de siones espectaculares en luz visible, ya Las nebulosas son concentraciones de supernovas) o a estrellas en formación (re- que los elementos químicos que las com- gas (principalmente hidrógeno y helio) y giones HII). En ambos casos, brillan debi- ponen (hidrógeno, nitrógeno, oxígeno) polvo. Algunas son restos de estrellas que do a que son excitadas por la radiación de emiten radiaciones cada uno en un co- al final de su vida han explotado y otras, las estrellas cercanas. Un ejemplo típico de lor diferente característico (color, o sea, por el contrario, son lugares de forma- nebulosa de emisión es la nebulosa de longitud de onda). El gas de la nebulosa ción estelar. Por atracción gravitatoria, Orión. Las nebulosas de reflexión, como se va expandiendo hasta desaparecer las condensaciones de gas y polvo van su nombre indica, reflejan la luz de estre- después de varias decenas de miles de comprimiéndose dando lugar a las nue- llas próximas; es el caso de la nebulosa años, en el centro queda la estrella ena- vas estrellas. Las nebulosas pueden ser que rodea a las Pléyades. Las nebulosas na blanca. Estas nebulosas, en gene- de emisión, de reflexión, o nebulosas os- oscuras no emiten ni reflejan y solo se pue- ral, son anillos o burbujas, pero debido a curas. den ver como una mancha negra delan- las características del material circundan- Las nebulosas de emisión pueden te de un fondo brillante estrellado o nebu- te o al carácter binario del astro proge- estar asociadas a estrellas moribundas (co- lar. Un ejemplo típico es la nebulosa de la nitor, pueden ser también elipsoidales, bi- 100 Conceptos básicos de Astronomía 61 N

rededor del Sol (más de 164 años terrestres) aún no hemos tenido ocasión de observar Neptuno dos veces en la misma posición de su órbita desde que fue descubierto en 1846. Curiosamente, se dice que este planeta podría haber sido descubierto por Galileo más de dos siglos antes, porque lo observó pero confundió el tenue planeta con una estrella poco brillante. Entre sus satélites destaca el enig- mático Tritón, que presenta una intensa actividad geológica. Fue la Voyager 2 la sonda que envió imágenes de este planeta (con una inmensa tormenta similar a la Gran Mancha Roja de Júpiter, que posteriormente desapareció) y de sus satélites, y descubrió seis de ellos.

NOMENCLATURA ASTRONÓMICA Hay dos categorías de nombres astro- nómicos: los populares y los científicos. La nebulosa Anular de la Lira, una nebulosa planetaria también conocida como M 57. En su centro brilla una es- Lo mismo ocurre en otras ciencias na- trella enana blanca, el cadáver de la estrella gigante roja que hace miles de años expulsó las capas exteriores que ahora conforman la nebulosa. En el campo de visión aparecen múltiples estrellas de nuestra Galaxia, así turales, como la zoología o la petrología: como muchas otras galaxias de fondo, entre ellas la espiral barrada IC1296 (arriba a la derecha de la nebulosa). algunas especies vivas de especial re- Créditos: Observatorio de Calar Alto, Red de Espacios de Divulgación Cientíﬁca y Técnica de Andalucía, Escuela Documentalista de Astrofotografía (DSA). levancia, o las rocas más usadas y frecuentes en la vida cotidiana reciben polares o hasta cuadrupolares. NEPTUNO nombres populares de carácter local, Las nebulosas planetarias deben su Último planeta del Sistema Solar, que for- pero la comunidad científica otorga a to- nombre a que en el siglo XVIII el astró- ma, junto con Urano, la familia de los pla- dos estos objetos de estudio nombres nomo W. Herschel, debido a su forma netas gigantes helados. Ambos planetas cifrados, oficiales, normalizados, que se aproximadamente esférica, las confundió guardan entre sí numerosas similitudes. utilizan en las publicaciones científicas con los discos planetarios. Debido a su largo periodo de traslación al- para evitar confusiones. 62 N

Hay varias empresas que ofrecen bautizar estrellas a cambio de dinero. Tales nombres carecen de validez de cualquier tipo. Como una organización internacional científica, la UAI se desliga de la prác- tica comercial de vender nombres ficticios de estrellas, o fincas en mundos del Sis- tema Solar, como hacen algunas compa- ñías (que además compiten entre sí). La actuación de estas compañías es equiva-

Imagen de Neptuno to- lente a una iniciativa que consistiera en ven- mada en 1989 por la der el derecho a poner nombre a los ár- sonda Voyager 2 (NASA) donde se ve la boles de Siberia, o a los pingüinos de la gran mancha oscura. Créditos: Voyager 2, Antártida. Aparte de que la actividad en sí NASA. tiene poco sentido (nadie iba a usar tales nombres), se trata de una acción clara- Lo mismo ocurre en astronomía. Los bres a los cuerpos celestes descubiertos mente engañosa y dirigida a ganar dinero, objetos celestes más llamativos y rele- y a los accidentes del relieve hallados en nada más. vantes tienen nombres tradicionales que ellos. Las designaciones oficiales suelen varían más o menos de un lugar a otro, parecerse a códigos cifrados con poco NOVA de una sociedad a otra: estrellas brillan- atractivo o romanticismo, pero así debe ser Del latín nova («nueva»), se denominó así tes, asterismos, planetas... Sin embar- porque el objetivo final del sistema de no- a las estrellas nuevas que aparecían en go, todos esos objetos y muchísimos menclatura consiste en facilitar la identifi- el cielo, aunque estas estrellas ya exis- otros requieren un sistema de nomen- cación de los objetos para estudios futu- tían y lo que se observaba, en realidad, clatura científica establecido sobre reglas ros. Los nombres específicos, era un incremento muy brusco en el bri- fijas y reconocido por toda la comunidad pronunciables y románticos pueden ser llo aparente. En la actualidad, se co- astronómica. adecuados para conjuntos pequeños de noce que este fenómeno está asocia- La Unión Astronómica Internacional (UAI objetos bien conocidos, como los plane- do a estallidos en una enana blanca, o también IAU por sus siglas en inglés) es tas o las estrellas que se ven a simple vis- que forma parte de un sistema binario el organismo reconocido internacionalmente ta, pero carecen de sentido para conjun- y se encuentra recibiendo masa de la para definir reglas específicas de nomen- tos de muchos millones de cuerpos estrella compañera. El proceso de in- clatura astronómica y para asignar nom- celestes como estrellas débiles o galaxias. tercambio de materia termina por pro- 100 Conceptos básicos de Astronomía 63 N

transneptunianos (TNO de sus siglas en inglés) y cometas, que se encuentran en una región esférica externa al cinturón transneptuniano y que se extiende hasta los confines mismos del Sistema Solar (aproximadamente 1 año- luz). Su existencia fue postulada por Jean Oort en 1950 y aunque no se han observado objetos en ella, dado que por sus pequeños tamaños son muy débiles, sí se han observado muchos objetos provenientes de ella. Se trata de los cometas de largo periodo. Fue a partir de las órbitas de éstos que Oort postuló la existencia de esta reserva de cuerpos helados. Algunos de ellos, por efectos perturbadores externos (por La región central de la galaxia de Andrómeda (M31) fotograﬁada en agosto de 2009 con los telescopios del Ob- ejemplo, el paso por sus cercanías de servatorio de Calar Alto. Se aprecian las dos novas presentes en la galaxia vecina en esas fechas, a un lado y otro del núcleo, señaladas con circunferencias. La visión de la galaxia de Andrómeda desde el exterior permite estrellas próximas) son enviados hacia detectar y estudiar casi todas las novas que estallan en ella, al contrario de lo que sucede con las novas que se el interior del Sistema Solar y se trans- producen en nuestra propia Galaxia, la mayoría de las cuales queda oculta por la extinción debida a las nebulosas. Créditos: Observatorio de Calar Alto, RECTA, OAUV, DSA, Vicent Peris. forman en cometas. Podría albergar entre uno y cien billones (1012 – 1014) de vocar reacciones de fusión nuclear en gración termonuclear solo en la super- objetos, siendo su masa total unas cin- la superficie de la estrella enana blanca. ficie estelar, de modo que la enana blan- co veces la de la Tierra. Son, al igual Cuando este efecto se repite en el tiem- ca sobrevive al trance. Además, las ex- que los objetos transneptunianos, reli- po, se conoce como nova recurrente. plosiones de novas son mucho menos quias de los cuerpos que dieron lugar El mecanismo de las novas guarda si- potentes que las de supernovas de ti- a los planetas y que han sobrevivido sin militud con el de algunas supernovas po Ia. ser engullidos por éstos. (las supernovas termonucleares, es decir, las de tipo Ia), pero se diferencia en NUBE DE OORT que los detalles del proceso de inter- Es el conjunto de cuerpos menores, en cambio de materia inducen una defla- su mayoría muy similares a los objetos 64 O

OBJETO TRANSNEPTUNIANO son bastante circulares y poco inclinadas; Los objetos transneptunianos (TNO, del in- los «resonantes», objetos cuyas órbitas es- glés trans-neptunian objects) son los cuer- tán en resonancia con el movimiento de pos que pueblan la región llamada cintu- Neptuno (es decir, tienen periodos del tipo rón transneptuniano (también conocido 2:1 o 3:2, o sea, dan una vuelta alrededor como cinturón de Kuiper o de Edge- del Sol en el mismo tiempo que Neptuno worth-Kuiper), que es una región en forma da 2, etc.); y los «dispersados», TNO con de anillo que se extiende desde la órbita órbitas muy alargadas y que pueden estar O de Neptuno hasta unas 47 au, y que es- más inclinadas respecto de la eclíptica, por tá en el plano de la eclíptica (plano de la ejemplo el mayor TNO conocido, Eris. La órbita terrestre). Se trata de cuerpos de existencia del cinturón fue postulada en hasta unos 2000 km de diámetro com- 1980 por Julio Fernández, quien demos- puestos básicamente de hielo de agua y tró que los cometas de corto periodo son

de otros volátiles como metano (CH4) y ni- objetos provenientes de este cinturón. El

trógeno (N2), además de silicatos. Cuan- primero de estos objetos, 1992 QB1, fue do la nube de gas y polvo que originó el observado por Jean Luu y David Jewitt en Sistema Solar se condensó en el disco, 1992. las partículas heladas y de silicatos que es- taban en la región fueron colisionando y OBSERVATORIOS ASTRONÓMICOS EN agregándose hasta formar millones de ob- ESPAÑA jetos helados que quedaron orbitando al- En el territorio español existen diversos rededor del Sol. Muchos fueron absorbi- observatorios astronómicos profesiona- dos por los planetas, la mayoría fueron les, cada uno con su propia historia y eyectados hacia zonas más alejadas del características peculiares. Ofrecemos Sistema Solar. Considerando lo alejados una relación sintética de estos centros que siempre han estado del Sol, y sus pe- científicos, con alguna información bre- queños tamaños, el material que los forma ve sobre su historia y características. es el menos modiﬁcado y poseen, por tan- to, información única sobre el origen y evo- Real Instituto y Observatorio de la Ar- lución del Sistema Solar. mada (San Fernando, Cádiz) Existen al menos 3 tipos de TNO en Constituido en 1753 a propuesta de Jor- esa región: los «clásicos», cuyas órbitas ge Juan. Es el observatorio más antiguo 100 Conceptos básicos de Astronomía 65 O Vista panorámica del observatorio astronómico del Teide (Tenerife). Créditos: Instituto de Astrofísica de Canarias.

Imagen panorámica del observatorio de Calar Alto (Almería). En él se encuentra el Centro Astronómico Hispano Alemán (CAHA). Créditos: Observatorio de Calar Alto.

de España. Mantiene una actividad re- Acadèmia de Ciències i Arts de Barce- en su estación de observación en Aras ducida de carácter observacional en as- lona. En la actualidad desarrolla una ac- de los Olmos. tronomía, pero una gran labor presente y tividad observacional restringida en as- futura como responsable del patrón de tronomía, aunque prosigue su labor Observatorio Ramón María Aller tiempo en España, generación de efe- investigadora. (Santiago de Compostela, La Coruña) mérides y múltiples estudios en astro- Pertenece a la Universidade de Santia- nomía de posición y mecánica celeste. Observatori de l’Ebre (Roquetes, Ta- go de Compostela. Fundado en 1943. rragona) Ha efectuado desde sus inicios investi- Observatorio Astronómico Nacional Fundado en 1904, en la actualidad lo ges- gación especializada en estrellas dobles, (Alcalá de Henares, Madrid) tiona una fundación en la que participan el la cual continúa con el telescopio de Fundado en 1790 y dependiente del CSIC, la Agencia Estatal de Meteorología 62 cm. Instituto Geográfico Nacional (Ministerio y la Universitat Ramon Llull, entre otros or- de Fomento), administra un telescopio ganismos oﬁciales y privados. Hoy día su Centro Astronómico Hispano Alemán nocturno de 1,5 m en Calar Alto y los actividad astronómica se restringe al se- (Observatorio de Calar Alto, Almería) radiotelescopios del centro de Yebes, guimiento de la actividad solar. Observatorio de titularidad compartida donde opera radiotelescopios de 14 m española (Consejo Superior de Investi- y de 40 m de abertura. Observatori Astronòmic de la Uni- gaciones Cientificas) y alemana (Max- versitat de València (Paterna, Valencia) Planck-Gesellschaft). Opera cuatro te- Observatori Fabra (Barcelona) Fundado en 1909, el OAUV ha pasado lescopios nocturnos de 80 cm a 3,5 m, Fundado en 1904 en la sierra de Coll- por distintas fases y en la actualidad cuen- ubicados en la Sierra de los Filabres, Al- serola, Barcelona, pertenece a la Reial ta con dos telescopios de investigación mería. La institución se creó en 1973. 66

O-P

El primer telescopio entró en funciona- pios de 30 cm a 1.5 m inaugurados des- miento en 1975. de 1972 y pertenecientes a diversas ins- tituciones y países del mundo. El Obser- Observatorio de Sierra Nevada vatorio del Roque de los Muchachos, (Granada) inaugurado en 1985, es uno de los más El Instituto de Astrofísica de Andalucía, importantes del mundo y alberga teles- perteneciente al CSIC y fundado en copios pertenecientes a muchos países 1975, posee y opera un observatorio distintos, con aberturas entre 18 cm y nocturno en las faldas del pico Veleta, 10,4 metros. El de mayor abertura es el P Granada, con telescopios de uso ge- telescopio más grande del mundo, el neral de 90 cm y 1,5 m de abertura Gran Telescopio Canarias. Ambos ob- (junto a otros más pequeños para pro- servatorios canarios incluyen instrumen- yectos específicos). tos para uso nocturno y para observa- ción solar. Instituto de Radioastronomía Milimé- trica (Granada) Observatori del Montsec (Àger, Lérida) El IRAM (Institute de Radioastronomie Inaugurado en 2008, cuenta con un te- Millimétrique) es una institución franco- lescopio robótico de 80 cm situado en germano-española que cuenta con un la sierra del Montsec, Lérida. Operado radiotelescopio submilimétrico de 30 m por un consorcio con participación de de diámetro en las faldas del pico Veleta, la Universitat del Barcelona, el Institut cerca de Granada, inaugurado en 1984. d’Estudis Espacials de Catalunya y otras entidades oficiales y privadas. Observatorio del Teide y Observato- rio del Roque de los Muchachos (Canarias) Los observatorios astronómicos de las Is- las Canarias son dos, el Observatorio del Teide en Tenerife y el Observatorio del Ro- que de los Muchachos en La Palma. El Observatorio del Teide se encuentra en la zona de Izaña, alberga varios telesco- 68 P

PARALAJE cas (utilizando el movimiento propio y planetas orbitando otras estrellas dife- Se llama paralaje al ángulo formado por la velocidad de la estrella) o de grupos rentes al Sol. las líneas de observación a un objeto (para estrellas de cúmulos). Los planetas gaseosos son aque- desde dos puntos suficientemente se- llos constituidos principalmente por ga- parados. En el caso en que la separa- PLANETA ses, en particular hidrógeno y helio. En ción sea el radio terrestre se la llama pa- La Unión Astronómica Internacional, en nuestro Sistema Solar pertenecen a es- ralaje diurna (o geocéntrica); cuando su asamblea plenaria celebrada en Pra- ta categoría Júpiter, Saturno, Urano y es el radio de la órbita de la Tierra alre- ga en agosto del año 2006, estableció Neptuno, aunque en estos últimos el dedor del Sol se trata de la paralaje una definición del término planeta, al me- hielo es un componente sustancial en anua (o heliocéntrica). La paralaje es un nos en lo referente al Sistema Solar. Así, su composición. Los planetas gaseo- nombre femenino, y se mide en se- un planeta es un cuerpo celeste que: sos, dependiendo de sus mecanismos gundos de arco. La paralaje anua de (a) orbita alrededor del Sol; (b) posee de formación, no tienen por qué una estrella es el ángulo bajo el cual se suficiente masa como para que su pro- poseer un núcleo sólido rocoso, sino vería, desde esa estrella, el radio de la pia gravedad domine las fuerzas pre- que pueden consistir en un continuo de órbita terrestre. En astronomía se utiliza sentes como cuerpo rígido, lo que im- gases paulatinamente más densos que la paralaje para calcular distancias. Se plica una forma aproximadamente adquieren finalmente las propiedades define así la unidad de distancia pársec, redondeada determinada por el equili- de un fluido cuando se encuentra a al- siendo la distancia a una estrella en pár- brio hidrostático; (c) es el objeto clara- ta presión. En el caso de Júpiter y Sa- secs, la inversa de la paralaje trigono- mente dominante en su vecindad, ha- turno, el hidrógeno gaseoso en esta- métrica medida en segundos de arco. biendo limpiado su órbita de cuerpos do molecular da paso a un estado Dicho de otra manera, se define un similares a él. Según esta definición, Plu- conocido como «hidrógeno metálico» pársec (o parsec) como la distancia tón deja de ser un planeta, para pasar con unas propiedades particulares. La desde la que habría que observar el Sis- a ser el prototipo de un nuevo tipo de inmensa mayoría de los planetas extra- tema Solar para que la órbita terrestre objetos: los planetas enanos. Dentro de solares descubiertos hasta la fecha son subtendiera un ángulo de un segundo la categoría de planetas enanos se en- planetas gaseosos debido, al menos en de arco. cuentran Plutón, Ceres y Eris. Por tan- parte, a que los actuales métodos de Para grandes distancias se utilizan to, el Sistema Solar se queda con ocho detección discriminan mejor planetas de paralajes espectroscópicas (utilizando la planetas: Mercurio, Venus, la Tierra, Mar- mayor masa. relación entre el tipo espectral y la te, Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno. Los planetas rocosos, también lla- magnitud absoluta), paralajes dinámi- En nuestro sistema solar hay dos ti- mados telúricos, son los planetas for- cas (aplicando las leyes de Kepler a pos de planetas, gaseosos y rocosos, mados principalmente por silicatos, en sistemas binarios), paralajes cinemáti- y de los dos tipos se han descubierto los que las atmósferas son secundarias 100 Conceptos básicos de Astronomía 69

Saturno, observado por la misión Cassini-Hyugens, con el Sol oculto por el eclipse P debido al disco del planeta. Aunque existe una cierta cantidad de material alrededor de este gigante gaseoso en forma de numerosos satélites y múltiples anillos, Sa- turno domina todo el conjunto. Créditos: Cassini Imaging Team, SSI, JPL, ESA, NASA. y están influidas por la actividad geoló- gica y, en el caso de la Tierra, por la actividad biológica. En el Sistema Solar existen cuatro planetas rocosos: Mer- curio, Venus, la Tierra y Marte.

PLANETA ENANO Un planeta enano es un cuerpo celeste que cumple las siguientes condiciones: (a) orbita alrededor del Sol; (b) posee suficiente masa como para que su propia gravedad domine las fuerzas presentes como cuerpo rígido, lo que implica una forma aproximadamente redondeada determinada por el equilibrio hidrostático; (c) no ha limpiado su ór- bita de otros objetos; (d) no es un sa- télite de un planeta. Así, Plutón (des- Ceres, un planeta enano, y Vesta, un asteroide de gran tamaño. Ambos se encuentran entre las órbitas de Marte y cubierto en el año 1930 por C. Júpiter, en el Cinturón de Asteroides, en donde se localizan multitud de objetos de distintas masas y formas. Crédi- tos: Imagen de Ceres de J. Parker (NASA, ESA), imagen de Vesta de L. McFadden (NASA, ESA). Tombaugh), Ceres (el primer asteroide, hallado en el año 1801 por G. Piazzi) y Eris (o Éride, identificado en 2005 por po, los cuerpos que conforman el cin- tas enanos transneptunianos. Por tan- M. Brown) pasan a ser planetas ena- turón de objetos transneptunianos. to, Ceres, situado en el cinturón de as- nos. En particular, Plutón pierde su es- Plutón se ha convertido en el proto- teroides (unas 2.8 au), no entraría den- tatus como planeta debido a que no tipo de los plutoides, que consisti- tro de esta categoría. cumple una de las características que rían en aquellos planetas enanos (por Actualmente solo Plutón, Eris, Ma- sí presentan los ocho planetas del Sis- tanto, de características análogas a las kemake y Haumea son considerados tema Solar: no es el objeto dominante de Plutón) localizados más allá de la ór- oficialmente plutoides. En principio, to- en su región del espacio o, dicho de bita del planeta Neptuno (cuya distan- do objeto transneptuniano que tenga un otro modo, no ha logrado barrer su ór- cia es unas 30 veces la que separa a diámetro aproximado de unos 800 km bita, sino que comparte la zona con la Tierra del Sol, o 30 unidades astro- es candidato a ser considerado un plu- multitud de otros objetos del mismo ti- nómicas). Así, los plutoides son plane- toide y se le asignará un nombre como 100 Conceptos básicos de Astronomía 71 P

si lo fuera. Se espera que más plutoi- en la dinámica de Newton: la Tierra no cuentra en el mismo punto en el que los des reciban nombres a medida que la es esférica, su eje de rotación no es astrónomos chinos registraron una bri- ciencia progrese y se realicen nuevos perpendicular a los planos orbitales del llante supernova en el año 1054 y per- descubrimientos. Sol y la Luna, cuya atracción gravitato- mitió establecer la relación entre super- ria sobre el abultamiento ecuatorial da novas, estrellas de neutrones y púlsares. PRECESIÓN lugar a un par de fuerzas sobre el eje de En astronomía se conoce como la va- rotación. riación principal que experimenta la Tie- rra en la dirección de su eje de rotación. PÚLSAR Debido a este fenómeno, las coorde- Son estrellas de neutrones en rápida nadas de las estrellas varían con el trans- rotación y con su intenso campo mag- curso del tiempo. En el año 129 a. C., nético inclinado respecto al eje de rota- Hiparco, comparando sus observacio- ción. Los púlsares fueron descubier- nes con otras anteriores (700 años a. C.), tos en 1967 por Jocellyn Bell Burnell detectó un desplazamiento de 50.4 se- como fuentes de radio que pulsaban rá- gundos de arco por año, y lo interpretó pidamente a frecuencias constantes. como una rotación de toda la esfera en Los púlsares realmente no pulsan sino sentido antihorario; como cada año el que emiten ondas de radio que esca- Sol llega al equinoccio antes que el año pan por los polos del potente campo anterior lo denominó «precesión de los magnético de la estrella. Debido a que equinoccios». En tiempos de Hiparco, el eje del campo magnético no coinci- el equinoccio de primavera se encon- de con el eje de rotación, estos poten- traba en la constelación de Aries y hoy tes chorros de ondas de radio descri- se encuentra en Piscis. En 1600, Co- ben un círculo alrededor del eje de pérnico dio la interpretación del fenó- rotación de la estrella y desde el obser- meno: el eje de rotación de la Tierra des- vador aparecen y desaparecen como cribe, en 25 800 años, un movimiento la luz de un faro. Los periodos de rota- retrógrado, manteniéndose sobre la su- ción típicos de los púlsares van desde perficie imaginaria de un cono con el milisegundo a unos pocos segundos. 23,45º de abertura, las estrellas per- Un ejemplo de púlsar muy conocido es manecen fijas pero los polos se des- el que se ha encontrado en la nebulo- plazan entre ellas. La explicación está sa del Cangrejo. Este púlsar se en- 72 R

RADIACIÓN DE FONDO DE MICROONDAS Radiación electromagnética procedente del universo primigenio, generada durante la Gran Explosión (también conocida como Big Bang). Descubierta en 1965 y motivo de un premio Nobel a los inge- nieros Arno Penzias y Robert Wilson en R 1978, corresponde a la emisión de un cuerpo negro a una temperatura de El Centro de Comunicaciones de Espacio Profundo 2,7 K (-270,5 ºC). Dada su gran unifor- de Madrid, localizado en Robledo de Chavela (a 40 km de Madrid), es una de las tres estaciones de se- midad en todo el cielo, es considerada la guimiento que componen la Deep Space Network prueba más evidente del modelo cos- (DSN) de NASA, JPL. Créditos: Luis F. Rojo (MDSCC), Juan Ángel Vaquerizo (Centro de Astrobiología). mológico asociado a la Gran Explosión. La radiación de fondo data de unos 300 000 años después del estado inicial y cuásares que emiten en radiofre- del universo. Su observación detallada cuencias. aporta multitud de información acerca del Las radiofrecuencias se deﬁnen co- universo primitivo, la formación de es- mo la región del espectro electromagné- tructuras en el cosmos y la geometría del tico correspondiente a las mayores lon- universo a gran escala. gitudes de onda (o menores frecuencias). Las longitudes de onda van desde déci- RADIOASTRONOMÍA mas de milímetro hasta varios metros (fre- Disciplina astronómica que estudia y mi- cuencias de cientos de gigahercios a po- de la emisión electromagnética en el ran- cos kilohercios). go radioeléctrico o de radiofrecuencias El instrumento utilizado en radioastro- de todos los objetos celestes, tanto en nomía se llama radiotelescopio. Debido su emisión en continuo como en líneas a la debilidad de las señales de radio, jun- espectrales. Las fuentes astronómicas to a las grandes longitudes de onda, los normalmente estudiadas corresponden radiotelescopios tienen decenas (o cen- al gas y polvo interestelares, aunque tenares) de metros de diámetro. Son ca- también hay algunas estrellas, galaxias paces de analizar la emisión en continuo 100 Conceptos básicos de Astronomía 73 R

y de líneas espectrales, mediante un complejo sistema de receptores de bajo ruido y analizadores digitales.

RAYOS CÓSMICOS Partículas subatómicas extremadamente energéticas que viajan por el universo con velocidades cercanas a la de la luz. Entre esas partículas se cuentan algunos electrones, pero sobre todo se trata de cor- púsculos de carga positiva, es decir, nú- cleos atómicos completos, cuyas abundancias se corresponden a grandes rasgos con la composición química promedio del universo; predominan, pues, los protones o núcleos de hidrógeno. Los rayos cósmicos en estado primario no al- Telescopios de radiación Cherenkov MAGIC, en el Observatorio del Roque de los Muchachos (La Palma), dedi- cados al estudio de los rayos cósmicos. Créditos: MAGIC Telescope Project. canzan la superficie terrestre, sino que se desintegran al chocar con la atmósfera. Sin embargo, se pueden estudiar de manera tivos más sofisticados que suelen basarse núcleo del detector, y los aparatos analizan directa desde globos, aeroplanos o saté- en el destello que se produce cuando un los productos de la desintegración. Se de- lites artificiales. También se pueden anali- rayo cósmico atraviesa el material que conduce de este modo, de manera aproxi- zar a partir de los fenómenos que provoca forma el núcleo del detector. El estudio del mada, la dirección de procedencia del ra- su desintegración en el aire. destello permite deducir parámetros como yo y su energía. Para detectar los rayos cósmicos se la velocidad, energía y dirección del rayo Aún no está claro el origen de los ra- induce la interacción de las partículas que cósmico. Desde el suelo también se pue- yos cósmicos, aunque las hipótesis más los componen con algún material de com- den detectar los rayos cósmicos, aunque firmes apuntan hacia las partículas emiti- portamiento conocido, y luego se estudian en este caso no de manera directa, sino das en fenómenos violentos como las ex- los productos resultantes del choque. Un a través del análisis de los fenómenos que plosiones de supernovas o los procesos método muy usado en el pasado consis- se producen durante la desintegración del que suceden en el núcleo galáctico. Los tía en registrar el proceso en emulsiones rayo cósmico en la atmósfera. Podríamos rayos cósmicos de menos energía tienen fotográficas. Hoy día se emplean disposi- decir que en este caso el aire actúa como su origen en el Sol. 74 S

MINISAT 01, el primer satélite tecnológico es- pañol, fue lanzado el 21 de Abril de 1997 desde la base aérea de Gando, Gran Canaria. De pequeño tamaño y un peso total de 200 kg, el satélite estaba equipado con 3 instrumentos científicos: EURD, un espectrógrafo que trabajaba en el ultravioleta extremo (lon- S gitudes de onda inferiores a 1200 Angs- trom); LEGRI, una cá- mara de imagen en rayos gamma dotada de una máscara codifi- cada y CPLM, un expe- rimento para estudiar el comportamiento de los fluidos en ausencia de gravedad. Crédito: Pro- yecto MINISAT 01, INTA.

SATÉLITE Tierra, la Luna, otro planeta o de los pun- Es todo cuerpo, artificial o natural, que gi- tos de Lagrange. El primer satélite artificial ra alrededor de otro mayor atrapado por fue el Spútnik, lanzado por la Unión Sovié- su gravitación. Sus más claros ejemplos tica en 1957. Los satélites artificiales tienen son los satélites naturales de los plane- tamaños que oscilan entre los picosatéli- tas. Todos los planetas tienen uno o más tes, de menos de un kg de peso, y los satélites naturales, excepto Mercurio y Ve- grandes satélites de más de una tonelada. nus. A los satélites naturales también se les Las órbitas, por su inclinación, pueden ser llama lunas. A los cuatro satélites mayores ecuatoriales, inclinadas o polares, y por su de Júpiter se les llama satélites galileanos altitud, pueden ser de órbita baja (hasta por haber sido descubiertos por Galileo. 2000 km), de órbita media (entre 2000 km Distinguimos estos satélites naturales de y la geocéntrica a 35 786 km) y de órbita los satélites artificiales, que son naves es- alta. Los satélites, por su utilización, pue- paciales puestas en órbita alrededor de la den ser científicos, de observación de la 100 Conceptos básicos de Astronomía 75 S

tierra o de comunicaciones. También me- llamado Sistema Solar, los cuerpos que rece la pena hacer una distinción entre sa- giran alrededor del Sol son los planetas y télite y sonda espacial. Las sondas son sus satélites, los planetas enanos, los as- naves espaciales que se envían al espa- teroides y los cometas y otros cuerpos me- cio profundo y no tienen retorno, un buen nores. La mayoría de objetos del Siste- ejemplo de ellas fueron las sondas Voya- ma Solar se encuentran contenidos ger 1 y 2, que después de pasar por las aproximadamente en un plano conocido cercanías de los planetas Júpiter, Saturno, como plano de la eclíptica. El Sistema So- Urano y Neptuno ya se encuentran fuera lar se extiende hasta un año-luz de su cen- del Sistema Solar, con lo que se han con- tro, el Sol. Si bien son miles de millones los vertido en sondas interestelares y conti- cuerpos que componen el Sistema Solar, nuarán enviando datos a la Tierra hasta que más del 99% de la masa del mismo está se acabe su combustible, aproximada- concentrada en el Sol. Los planetas, la ma- mente en el año 2025. yoría de los satélites y todos los asteroides Secuencia de imágenes de color en las que se puede orbitan alrededor del Sol en la misma di- apreciar la mancha blanca de Saturno. Créditos: SATURNO Jesús R. Sánchez. rección siguiendo órbitas elípticas en sen- Sexto planeta del Sistema Solar, no mu- tido antihorario si se observa desde enci- cho menor en tamaño que Júpiter pero ma del polo norte del Sol. mucho menos denso, con una densidad Galileo. Actualmente, la misión Cassini de Además de nuestro propio sistema pla- inferior a la del agua. Está compuesto fun- la NASA se encuentra investigando tanto netario, recientemente se han descubier- damentalmente de hidrógeno pero hay la atmósfera como los satélites de este pla- to más de 400 planetas alrededor de otras pruebas de la existencia de un núcleo ro- neta. A principios de 2005, la sonda Huy- estrellas (exoplanetas o planetas extra- coso en su interior. De entre el complejo gens de la ESA se posó en la superficie solares), gracias a varias técnicas de ob- sistema de cuerpos que orbitan en torno del satélite Titán, que desveló un fascinan- servación entre las que destacan la es- al planeta Saturno, destacan los anillos. La te mundo y un posible ciclo «hidrológico» pectroscopia de alta resolución y la inclinación del eje de Saturno respecto del basado en el metano. fotometría (medida de brillos) de alta preci- plano de su órbita es bastante conside- sión. Algunos de ellos se encuentran en rable, y por ello los anillos pueden con- SISTEMA PLANETARIO verdaderos sistemas planetarios, que con- templarse desde la Tierra en diferentes con- Es el conjunto formado por una estrella (o tienen una estrella central y dos o más pla- figuraciones a lo largo de los años, hecho un sistema estelar binario) y todos los planetas. Con anterioridad a la identificación éste que desconcertó a los primeros ob- netas y cuerpos menores que orbitan a su del primer exoplaneta por métodos es- servadores del cielo con telescopio, como alrededor. En nuestro sistema planetario, pectroscópicos en 1995, se habían des- 76 S

cubierto discos circunestelares alrede- En astronomía el Sol se clasifica co- dor de estrellas, tanto de acreción (restos mo estrella de tipo espectral G2 y clase de la formación de la propia estrella) como de luminosidad V (es decir, «enana» o, en aquéllos formados por el material usado otras palabras, una estrella de la separa generar los planetas (denominados cuencia principal). discos de residuos, o de debris). Lo que es más sorprendente es que incluso se SUPERNOVA han detectado sistemas planetarios que Explosión estelar de carácter cataclísmico, también incluyen discos circunestelares y extremadamente energética y que hace que, por tanto, se encontrarían en una eta- desaparecer la estrella progenitora. Exis- pa evolutiva temprana, en la cual los exo- ten dos tipos principales de supernovas: planetas todavía estarían en proceso de Imagen del disco solar completo en luz visible. En ella las gravitatorias y las termonucleares. se pueden apreciar algunas manchas solares. Crédi- formación o habrían terminado reciente- tos: José Muñoz Reales (ASTER). Las supernovas gravitatorias (téc- mente de formarse. nicamente, supernovas de tipos II, Ib, Ic) son explosiones que se producen al final SOL ño, masa, temperatura… y su potencia lu- de la vida de las estrellas muy masivas. Es una de los 200 000 millones de es- minosa se ha mantenido prácticamente Las estrellas con más de ocho masas trellas de nuestra Galaxia. El Sol dista unos constante durante los últimos 3500 millo- solares culminan los ciclos de reacciones 27 000 años-luz del centro galáctico. Na- nes de años, posibilitando la aparición de nucleares con la producción de elemen- ció hace 4650 millones de años a partir de vida en la Tierra. Genera energía mediante tos del grupo del hierro. La fusión de áto- una nube de materia interestelar en un pro- reacciones de fusión nuclear que transfor- mos más allá de este grupo consume ceso que dio forma a la vez a todo el Sis- man hidrógeno en helio en su núcleo, a 15 energía, de modo que la estrella entra en tema Solar. Se encuentra en la mitad de millones de grados. crisis, la presión interna deja de sostener su vida estable y dentro de un tiempo si- El Sol es una estrella activa (magnéti- su estructura y se produce un colapso milar se convertirá en gigante roja y, pos- ca) y el número e intensidad de los fenó- violento. Ese colapso culmina con un re- teriormente, en nebulosa planetaria, con menos magnéticos (como las manchas bote de las capas externas en una ex- una enana blanca en su interior. La Tierra solares, intensas concentraciones mag- plosión colosal bajo condiciones físicas orbita a su alrededor a una distancia de néticas observadas en su superficie visible tan extremas que se generan todos los unos 150 millones de km. Es la única es- o fotosfera) varía cada 11 años aproxima- elementos de la tabla periódica. trella cuya superficie podemos estudiar en damente, con el llamado ciclo solar. El Sol Las supernovas termonucleares tie- detalle, por estar a esta «pequeña» distan- influye notablemente en la Tierra y es, real- nen lugar en sistemas estelares binarios cia. Es una estrella ordinaria por su tama- mente, la estrella de nuestra vida. en los que una de las componentes es 100 Conceptos básicos de Astronomía 77 S-T T

Cúpula del Gran Telescopio Canarias (GTC). El GTC es un telescopio de espejo primario segmentado de Imagen multi-banda del remanente de la supernova 10,4 metros de diámetro y constituye el telescopio de Tycho, compuesta a partir de imágenes tomadas óptico-infrarrojo más grande del mundo. Créditos: con el telescopio de 3,5 m de Calar Alto y la cámara Oficina de Ciencia, Tecnología e Innovación del Go- Omega 2000 (infrarrojo), el telescopio espacial Spitzer bierno de Canarias. Autor, Ángel L. Aldai. (infrarrojo) y el telescopio espacial Chandra (rayos X). Créditos: Observatorio de Calar Alto, Spitzer Space Telescope, Chandra X-Ray Observatory. TELESCOPIO una enana blanca. La enana blanca pue- Instrumento óptico capaz de aumentar la de robar materia de las capas externas luminosidad y tamaño aparentes de los de su compañera. Si la acumulación de objetos que se observan. Las raíces de materia sobre la enana blanca se produ- su nombre, tele («lejos») y scopio («ob- ce en las condiciones adecuadas, pue- servar»), lo definen perfectamente. Uno de desembocar en la ignición termonu- de los primeros científicos en usar un te- clear de toda la estrella. lescopio de una cierta calidad óptica con Las supernovas dejan tras de sí ob- finalidades astronómicas fue Galileo Ga- jetos compactos en forma de estrellas de lilei alrededor de 1609 y, aunque se le ha neutrones o incluso agujeros negros, y considerado el inventor de este instru- son las responsables del enriquecimien- mento, se sabe que en las décadas an- to del medio interestelar en átomos pe- teriores se fabricaban y usaban instru- sados, entre ellos muchos de los nece- mentos similares al de Galileo en varios sarios para el sostenimiento de la vida. países de Europa, entre ellos España. 78 T

Cuanto mayor es el diámetro de un telescopio más luz recoge, lo que hace que se puedan observar objetos más débiles. Actualmente, el telescopio óptico más grande del mundo es el Gran Telescopio Canarias, situado en la isla de La Palma, cuyo espejo primario tiene un diámetro de 10,4 metros. Su tamaño le permite distinguir los faros de un coche a 20 000 kiló- metros. Si el poder de captación de luz es importante, también resulta relevante en un telescopio su capacidad de distinguir entre dos objetos muy juntos. Esta carac- terística se conoce como poder de re- solución o resolución angular. Depende del tamaño del instrumento (diámetro en un telescopio simple, mayor línea de base en un interferómetro) y de la longitud de onda de trabajo. La mejora en reso- lución angular permite el estudio más de- tallado de regiones de menor tamaño Representación del sistema heliocéntrico copernicano en el Atlas coelestis seu armonia macrocosmica, de An- dreas Cellarius (Amsterdam, 1661). aparente. En el caso de los telescopios que trabajan con luz visible, a partir de cierto diámetro, el poder de resolución TEORÍAS GEOCÉNTRICA lomeo y, a pesar de contar con detrac- viene limitado más por la turbulencia at- Y HELIOCÉNTRICA tores, en la antigüedad se consideró de mosférica que por la óptica. Por lo tanto, Los antiguos trataban de explicar el mo- manera generalizada como correcta. Fi- para lograr las imágenes más detalladas vimiento aparente de los astros sobre la nalmente su aceptación por la Iglesia y con luz visible se han instalado telesco- hipótesis de que la Tierra era el centro el feudalismo la convirtieron en la teoría pios en el espacio, fuera de la atmósfe- fijo del universo. Esta teoría, denomina- dominante hasta el Renacimiento. Se- ra, como el telescopio espacial Hubble o da geocéntrica, fue formulada por Aris- gún el geocentrismo, los movimientos su sucesor, el telescopio James Webb. tóteles, completada y ratificada por Pto- de los cuerpos celestes podían expli- 100 Conceptos básicos de Astronomía 79 T

carse por combinaciones de círculos ses, su coherencia y belleza matemática déreo toma como referencia las estre- (epiciclos) centrados en la Tierra. Éstos fueron suficientes para desbancar defini- llas lejanas, mientras que el día solar se explicaban sus movimientos con bas- tivamente al geocentrismo. Los apoyos basa en la posición del Sol. Como el Sol tante precisión, pero el descubrimien- definitivos al modelo heliocéntrico llega- se desplaza respecto de la Tierra por el to de las leyes del movimiento celeste ron con el descubrimiento de las leyes de movimiento anual, ambos intervalos no por Kepler y la mejora en las observa- Kepler, las observaciones telescópicas coinciden. El día sidéreo es casi 4 mi- ciones hicieron cada vez más difícil sus- de Galileo Galilei y el advenimiento de la nutos más corto que el día solar. El día tentar la validez de esta teoría. Las com- física newtoniana. solar se divide en 86 400 segundos. binaciones de círculos necesarias se Los días se agrupan en varias uni- tornaban cada vez más complicadas y TIEMPO ASTRONÓMICO dades temporales más largas, como la llegaron a ser un problema inabordable. La astronomía clásica tiene sus orígenes semana o el mes, de relevancia se- La teoría heliocéntrica, desarrollada en el estudio de las posiciones y los mo- cundaria (aunque basadas en el movi- por Copérnico, explica los fenómenos y vimientos de los astros. Está, por tanto, miento aparente de la Luna). El siguiente los movimientos de los cuerpos celestes vinculada de un modo muy íntimo con el intervalo temporal significativo es el año. tomando al Sol como centro del sistema. paso del tiempo y su medida. El año solar es el intervalo de tiem- El heliocentrismo ya fue formulado en la Hoy día, el tiempo astronómico se po empleado por el Sol en completar antigüedad por Heráclides de Ponto y mide con relojes atómicos (el patrón de su órbita aparente en torno a la Tierra. Aristarco de Samos, pero Copérnico lo tiempo oficial en España se mantiene en Este recorrido se repite cada 365,2422 sacó definitivamente a la luz. Su idea de el Real Instituto y Observatorio de la Ar- días, aproximadamente. Es una unidad trasladar el centro del sistema de la Tie- mada en San Fernando), pero las raí- fundamental para la cronología y para rra al Sol explicaba con sencillez fenó- ces históricas de la medida del tiempo establecer el calendario que regula las menos astronómicos importantes como en astronomía se basan en la repetición actividades sociales y económicas. Se la alternancia de las estaciones en la Tie- de ciclos celestes. El patrón básico fue puede definir también un año sidéreo, rra y los movimientos retrógrados apa- durante muchos años la rotación de la basado en las estrellas, pero su dura- rentes de los planetas. Además, para que Tierra. El giro de la Tierra en torno a su ción coincide casi con la del año solar el heliocentrismo funcionase, las dimen- eje da lugar a la definición del día como y esta diferencia solo tiene interés para siones del universo tenían que ser mu- unidad básica. La posición de los as- estudios especializados. cho mayores, lo que constituiría el primer tros respecto a un observador situado paso hacia la infinitud del universo. A pe- sobre la Tierra en rotación se repite ca- TIERRA sar de que los cálculos que se derivaban da cierto intervalo de tiempo, denomi- Tercer planeta del Sistema Solar por dis- del sistema copernicano seguían sien- nado día. En astronomía se utilizan dos tancia a nuestra estrella, y hogar de la do complejos, la simplicidad de las ba- tipos de día: sidéreo y solar. El día si- especie humana. La Tierra traza una ór- 80 T

La Tierra tiene unos 12 000 km de Cuando la luz se capta por medio diámetro y posee un solo satélite na- de espejos se habla de telescopio re- tural, aunque bastante grande, la Luna. flector. La superficie colectora es un espejo primario que la redirige, a través de TIPOS DE TELESCOPIO otros espejos de menor diámetro, has- Existen diferentes tipos de telescopio, ta el plano focal. Con espejos se pue- que se distinguen en primera instancia de aumentar mucho el diámetro del te- por la clase de dispositivo óptico que lescopio, con un límite de unos 8 metros emplean para recoger la luz: espejos o para espejos monolíticos, o sea, de una lentes. sola pieza. La solución adoptada en te- Primera imagen de la Tierra tomada por la tripulación del Apolo 8, el 24 de Diciembre de 1968 desde la ór- Cuando la luz se recoge mediante lescopios mayores consiste en combi- bita lunar. Créditos: Apolo 8, NASA. lentes se le denomina telescopio re- nar un conjunto de segmentos que si- fractor. Históricamente fue el primer ti- mulan una superficie de gran tamaño. bita levemente elíptica en un año, y gi- po de telescopio. Continúa siendo la ba- Éste es el caso del Gran Telescopio Ca- ra sobre su propio eje una vez cada 24 se de muchos de los telescopios de narias (10,4 m de diámetro). La mayo- horas. La atmósfera de la Tierra está pequeño diámetro usados por los as- ría de estos telescopios constan de dos compuesta fundamentalmente por ni- trónomos aficionados. Es barato y no re- espejos: el primario y el secundario que, trógeno y oxígeno moleculares, gases quiere mantenimiento, excepto la limpieza según su forma y disposición, determi- que proceden en su inmensa mayoría de las lentes, pero su diámetro máximo nan el sub-tipo de telescopio reflector. de la actividad biológica. El planeta es está limitado por razones tecnológicas: Los más extendidos son los diseños de activo geológicamente y presenta mo- no es posible elaborar vidrios de calidad tipo Newton, Gregory y Cassegrain. vimientos en la corteza explicados me- homogénea mayores de un metro. Ade- diante la teoría de la tectónica de pla- más, las lentes grandes son pesadas y cas. La temperatura en la superficie de difíciles de sujetar por los bordes y pre- nuestro planeta se encuentra muy cer- sentan aberración cromática: la luz se ca del llamado punto triple del agua, lo descompone en sus colores al atrave- que permite encontrar este elemento en sar la lente y forma imágenes de dife- sus tres estados fundamentales (sólido, rente color en distintos puntos del plano líquido y gaseoso). Hasta donde sabe- focal. La corrección de esta aberración mos en la actualidad, este pequeño pla- es compleja e incluye la construcción neta rocoso es el único lugar donde de una lente formada por capas de va- existe o se ha desarrollado la vida. rios tipos de vidrio. 100 Conceptos básicos de Astronomía 81

U Telescopio Zeiss de 3,5m del Observatorio de Calar Alto (Almería). Créditos: Ob- servatorio de Calar Alto.

UNIDAD ASTRONÓMICA de el Sol a los diversos objetos del Sis- La unidad astronómica de distancia es tema Solar y se medían tomando como una unidad de longitud que se utiliza en patrón la distancia media Sol-Tierra. Co- astronomía para objetos con dimensio- mo ejemplos, la distancia media Sol- nes similares a las del Sistema Solar. Cir- Mercurio es de 0.4 au, mientras que la culan muchos símbolos informales para del Sol a Neptuno (el último de los pla- esta unidad de medida, pero solo uno netas) asciende a unas 30 au. tiene carácter oficial, reconocido como tal U por la Unión Astronómica Internacional UNIVERSO (UAI): au (las letras a y u, ambas minús- El universo se define como todo lo que culas, seguidas y sin puntos). existe físicamente: la totalidad del espa- La unidad astronómica se definió en cio y del tiempo, de todas las formas de sus orígenes como la distancia media Sol- la materia, la energía, y las leyes y cons- Tierra. Sin embargo, esta definición no es tantes físicas que las gobiernan. Sin em- satisfactoria porque la distancia Sol- bargo, el término «universo» puede ser Tierra, incluso su valor medio, cambia con utilizado en sentidos contextuales ligera- el tiempo, dado que la órbita terrestre es- mente diferentes, para referirse a con- tá sometida a múltiples perturbaciones ceptos como el cosmos, el mundo o la periódicas y seculares. Por eso hoy se naturaleza. Observaciones astronómicas establece una definición basada en otras de los últimos años indican que el uni- constantes físicas independientes de ca- verso tiene una edad aproximada de rácter primario, lo que hace que 1 au ten- 13 730 millones de años y por lo menos ga un valor muy semejante, pero no idén- 93 mil millones de años-luz de extensión. tico, a la distancia media de la Tierra al Se cree que el origen del universo fue una Sol. El valor más reciente adoptado por Gran Explosión (en inglés Big Bang). An- la UAI (agosto de 2009, XXVII Asamblea tes de éste toda la materia y la energía General) es de 149 597 870,700 kiló- del universo observable se hallaban con- metros, con una incertidumbre estimada centradas en unas condiciones de den- de 3 metros. sidad extremadamente elevada. Después El origen de esta unidad se remonta de la Gran Explosión el universo comen- a los siglos XVI-XVII, cuando no se co- zó a expandirse para llegar a su condi- nocían con precisión las distancias des- ción actual, y continúa haciéndolo. 100 Conceptos básicos de Astronomía 83 U-V

tico son anómalos, lo que ha llevado a especulaciones sobre posibles colisiones con otros cuerpos en el pasado. Al igual que Júpiter y Saturno, posee bas- tantes satélites (casi 30 conocidos hasta ahora) y anillos. Solo la sonda Voyager 2 a mediados de los años 80 se ha acer- cado a este planeta. Las observaciones más recientes con el telescopio espacial V Hubble han revelado una atmósfera rica en metano. Imagen en falso color de Urano, sus anillos y lunas tomada por el telescopio espacial Hubble. En esta imagen se pueden apreciar también las grandes tormentas convectivas que tienen lugar en la atmós- fera del planeta. Créditos: E. Karkoschka y colabora- dores (Universidad de Arizona), NICMOS, HST, NASA.

URANO El séptimo planeta del Sistema Solar. Tar- da más de 80 años terrestres en dar una vuelta completa alrededor del Sol con su eje de rotación tan inclinado que «rueda» sobre su órbita. Junto con Neptuno, forma el grupo de los planetas llamados gigantes helados, compuestos no solo por hidrógeno y helio sino también por una apreciable cantidad de hielo y rocas. De los planetas desconocidos por las civilizaciones antiguas, Urano fue el primero en descubrirse a ﬁnales del siglo XVIII, por W. Herschel. Tanto la posición del planeta en su órbita como su campo magné- 84 V

VELOCIDAD RADIAL Velocidad con la que un objeto celeste, tí- picamente una estrella, se aleja o acerca a la Tierra. Análogamente, se denomina velocidad radial heliocéntrica a la velocidad con que un objeto celeste se aleja Imagen de Venus to- o acerca al Sol. La velocidad radial se mi- mada por el instrumento VIRTIS de la misión de a lo largo de la línea visual del observa- Venus Express de ESA dor, es decir, según la línea imaginaria que en el que participan varios investigadores es- une al observador (o el Sol en el caso de pañoles de la Universidad del País la velocidad radial heliocéntrica) con el ob- Vasco y del Instituto de jeto celeste. En contraposición, la veloci- Astrofísica de Andalu- cía. Muestra a Venus sidad tangencial es la velocidad con la que multáneamente en la emisión térmica de su dicho objeto se mueve en dirección per- lado nocturno y en la re- pendicular a la línea visual. ﬂexión ultravioleta del lado diurno. Créditos: Ricardo Hueso (Univer- sidad del País Vasco), VENUS ESA, VIRTIS, INAF-IASF, Segundo planeta del Sistema Solar por Obs. de Paris-LESIA. distancia al Sol y el más parecido en ta- maño y composición a la Tierra. Se en- básicamente por dióxido de carbono, 1975). Venus carece de satélites natu- cuentra a una distancia promedio de con densas nubes de ácido sulfúrico rales. 0,7 au de nuestra estrella, en una órbi- que cubren todo el planeta. Este pla- ta prácticamente circular. Venus rota en neta tan parecido al nuestro es un ejem- VÍA LÁCTEA sentido contrario al resto de planetas y plo de lo que se denomina «efecto in- Desde la antigüedad se denomina Vía tan lentamente que una vuelta alrede- vernadero desbocado» que produce Láctea a una ancha zona de luz difusa dor de su eje (el «día venusiano») dura temperaturas en su superficie de casi que atraviesa la esfera celeste y que cru- más que una traslación completa del 500 ºC. Éste fue el primer planeta don- za varias constelaciones. Abraza todo un planeta alrededor del Sol (el «año venu- de se posó con éxito un vehículo es- círculo máximo y se observa mejor du- siano»). La superficie es relativamente pacial (sonda Venera 7, diciembre de rante las noches de verano y de invierno. joven, lo que señala la presencia de fe- 1970), así como el primero desde cu- Actualmente se sabe que dicha banda di- nómenos de renovación geológica. La ya superficie se transmitieron imágenes fusa está compuesta, en realidad, por mi- atmósfera de Venus está compuesta a la Tierra (sonda Venera 9, octubre de les de millones de estrellas indiscernibles 100 Conceptos básicos de Astronomía 85 V-Z

Esta materia que escapa de la estrella, conocida como viento estelar (o viento solar si se reﬁere al Sol) es pequeña en el caso del Sol, aunque muy importante para la exploración espacial. Pero en otros casos puede llegar a constituir una fracción importante de la masa de una estrella. En casos extremos, la pér- Vista de la Vía Láctea desde el Observatorio de Izaña dida de masa por viento estelar puede (Tenerife). Créditos: Alejandro Sánchez (Universidad Z Complutense de Madrid). acercarse a una milésima de masa solar en un año. Algunas estrellas inyectan por el ojo humano sin la ayuda de un te- de este modo grandes cantidades de lescopio o unos prismáticos. La Vía Lác- energía mecánica en su entorno. tea se corresponde con lo que se ha dado en denominar disco galáctico (la región de nuestra Galaxia en la que se encuentran la mayoría de sus estrellas). Por ello, con frecuencia se usa el nombre de Vía Láctea para referirse a nuestra Galaxia en su conjunto, distinguiéndola de las de- más galaxias.

VIENTO SOLAR Y VIENTO ESTELAR Las estrellas no son sistemas cerrados. De ellas escapa luz, pero también materia. Los átomos e iones de la superﬁcie Imagen de NGC7635 o Nebulosa de la Burbuja, tomada con el telescopio IAC80 del Observatorio del de la estrella escapan hacia el espacio Teide. Esta curiosa nebulosa se formó a partir de la exterior, bien siguiendo las líneas del cam- estrella BD+602522, que emite un viento estelar de gas ionizado. La estrella expulsa dicho gas de forma po magnético, como en el Sol y estrellas extremadamente rápida, lo que hace que sea empu- jado hacia el exterior formando la coraza en forma de similares, bien impulsados por la radia- burbuja, lo que le da su nombre. Créditos: Daniel ción de la estrella, como en el caso de López (Instituto de Astrofísica de Canarias). estrellas muy calientes. 86 Z

Su origen se halla en un calendario de 12 meses creado por los babilonios alrededor del año 2000 a. C. Éstos di- vidieron el zodíaco en 12 partes iguales, bautizadas según las constelaciones que entonces contenían y que conocemos como signos zodiacales (Aries, Tauro, etc...). Desde entonces, la precesión de los equinoccios ha modificado esta franja de forma que ya no corresponden las mismas constelaciones a las mismas épocas del año: en primavera el Sol no pasa por la constelación de Aries sino por la de Piscis. Actualmente son 13 las constelaciones zodiacales, es decir, las que cruza la eclíptica, de acuerdo con los límites arbitrarios aprobados en 1930 por la Unión Astronómica Internacional (UAI). De acuerdo con esa demarcación, la Representación de las constelaciones del zo- constelación de Ofiuco quedó alargada diaco. Imagen del As- tronomicum Caesareum hasta cortar la eclíptica. (1540) de Pedro Apiano (ca. 1495-1552), libro que se encuentra en la ZONA DE HABITABILIDAD biblioteca del Real Insti- tuto y Observatorio de Zona del espacio alrededor de una es- la Armada. trella, tal que cualquier planeta que se en- cuentre en su interior es susceptible de ZODÍACO ta zona se desplazan el Sol, la Luna y los albergar vida. Dos condiciones indispen- El zodíaco (o zodiaco) es la franja de la es- planetas en su movimiento con respecto sables son la presencia de agua líquida fera celeste que se extiende, aproximada- al fondo de estrellas. Como su nombre in- y una fuente de energía, aunque esto es, mente, unos 9 grados a ambos lados de dica (del griego zodiakos, «círculo de ani- naturalmente, una extrapolación de las la eclíptica (el plano de la órbita terrestre males»), casi todas las constelaciones que condiciones de la vida en la Tierra y si se proyectado sobre el firmamento). Por es- la forman tienen nombre de animales. descubre la existencia de vida en au- 100 Conceptos básicos de Astronomía 87 Z

sencia de agua, habría que cambiar es- siderable, mantener el calor interno y dista definición. poner de un campo magnético que lo El descubrimiento del primer planeta proteja del viento estelar. Otra condición extrasolar en 1995 por Michel Mayor y necesaria para la habitabilidad es tener Didier Queloz y el gran número y variedad pequeña excentricidad orbital, es decir, de planetas descubiertos a continuación que la distancia a su estrella no varíe mu- en pocos años, hizo que el concepto de cho. La órbita de la Tierra es casi circu- zona de habitabilidad dejase de ser una lar. La velocidad orbital ha de ser tal que elucubración filosófica y pasase a ser una el ciclo día-noche no resulte muy largo posibilidad científica. No todas las estre- para que no se produzcan diferencias de llas pueden tener una zona de habitabi- temperatura muy grandes entre el día y lidad; las condiciones para ello son: que la noche. han de vivir al menos unos cuantos miles de millones de años para dar tiempo a la aparición y evolución de la vida, han de emitir radiación ultravioleta en cantidad crítica y suficiente para la formación del ozono y, lo más importante para nuestro tipo de vida, han de permitir la existencia de agua líquida en la superficie de los planetas. Con estas características, las estrellas posibles van desde los primeros tipos espectrales F, pasando por todas las estrellas G, hasta tipos K medios. El Sol es una estrella G2. Además, no han de ser variables en luminosidad y deben tener alta metalicidad para poder tener planetas rocosos. Porque suponemos que los planetas habitables han de ser de tipo terrestre. El tamaño del planeta ha de ser suficientemente grande como para que pueda retener una atmósfera con- 88 ÍNDICE TEMÁTICO

A acreción (o acrecimiento), 31, 33, 37 cometa, 21, 60, 65 agujero negro, 14, 36, 40, 45 constante cosmológica, 34 año-luz, 14 constante de Hubble, 45, 54 año sidéreo, 80 constelación, 21 año solar, 35, 80 contaminación lumínica, 22 arqueoastronomía, 15 coordenadas celestes, 23 asteroide, 15, 60 cosmología, 24 astrobiología, 16 cosmos, 25 astrología, 16 cuarto creciente, 46 astronauta, 16 cuarto menguante, 47 astronomía, 17 cuásar, 25 aurora polar, 17 cúmulo estelar, 25 cúmulo de galaxias, 27 curva de rotación de las galaxias, 59 B bautizar estrellas, 63 D desplazamiento al rojo, 28, 54 C deuterio, 34, 45 calendario, 18 día, 14, 35, 80 calendario gregoriano, 19 día sidéreo, 80 calendario lunar, 18 día solar, 80 calendario solar, 19 diagrama de Hertzsprung-Russell, 29 catálogo, 23 disco circunestelar, 31, 77 cefeida, 19, 42 disco de residuos o de debris, 77 ciclo solar, 19, 77 cinturón transneptuniano (o de Kuiper), 64, 65 clase de luminosidad, 21 E clasiﬁcación espectral, 20 eclipse, 32 color, 29, 34 eclíptica, 21, 65, 76

100 Conceptos básicos de Astronomía 89 efecto Doppler, 28 F enana blanca, 21, 31, 33, 45, 61, 63 fases de la Luna, 46, 56 enana marrón, 33 formación estelar, 47, 61 energía oscura, 34, 59 fotometría, 17 enrojecimiento interestelar, 59 fotón, 56 fotosfera, 37 equinoccio, 24, 35 espectro, 34 espectroscopia, 35 G estaciones astronómicas, 35 galaxia, 48 estallidos de rayos gamma, 35 Galaxia, la, 48 estrella, 36 galaxia activa, 50 Gran Explosión (Big Bang), 50, 73, 83 estrella binaria, 37 Gran Implosión (Big Crunch), 51 estrella binaria astrométrica, 37 grupo de galaxias, 27 estrella binaria eclipsante, 37, 42 Grupo Local, 27, 49 estrella binaria espectroscópica, 37 estrella enana, 21, 29, 39, 44 H estrella fugaz, 21, 39, 60 hipernova, 36 estrella gigante (o gigante), 21, 29, 40, 44 historia del universo, 24 estrella gigante azul, 40 horizonte de sucesos, 14 estrella gigante roja, 40, 61 estrella de neutrones, 36, 40, 45, 72 I estrella Polar, 41 estrella subenana, 21, 31 inﬂación, 51 interferometría, 51 estrella supergigante, 21, 29, 40, 42, 44 interferómetro, 51 estrella supergigante azul, 42 estrella supergigante roja, 42 estrella variable, 42 J evolución estelar, 42 Júpiter, 52 exoplaneta o planeta extrapolar, 45, 54, 76, 88 expansión del universo, 28, 34, 45, 51, 54 L extinción interestelar, 59 Lágrimas de San Lorenzo, 39

90 lente gravitatoria, 53 Neptuno, 62 ley de gravitación universal, 54 nomenclatura astronómica, 62 ley de Hubble, 54 nova, 42, 63 leyes de Kepler, 54, 55, 69 nova recurrente, 64 lluvia de estrellas, 39 nube de Oort, 64 longitud de onda, 56 núcleo activo de galaxia, 50 luminosidad, 29 nucleosíntesis, 37, 42 Luna, 55 Luna llena o plenilunio, 46 Luna nueva o novilunio, 46 O luz, 56 objeto de masa planetaria, 34, 45 objeto subestelar, 33, 45 objeto transneptuniano o TNO, 64, 65 M observatorio astronómico, 65 magnitud, 56 órbita, 55 magnitud absoluta, 29, 56, 69 mancha solar, 19, 56, 77 Marte, 57 P materia interestelar, 59 paralaje, 69 materia oscura, 27, 34, 54, 57 paralaje anua o heliocéntrica, 69 medio interestelar, 59 paralaje diurna o geocéntrica, 69 Mercurio, 59 meteorito, 60 pársec, 69 meteoro, 21, 39, 60 penumbra, 57 meteoroide, 60 perseidas, 39 movimiento diurno, 41 planeta, 69 movimiento propio, 69 planeta enano, 69, 71 planeta gaseoso o joviano, 69 N planeta rocoso o telúrico, 69 nebulosa, 61 plutoide, 71 nebulosa de emisión, 61 Plutón, 69, 71 nebulosa oscura, 61 poder de resolución o resolución angular, 79 nebulosa planetaria, 40, 61 precesión, 41, 72 nebulosa de reﬂexión, 61 púlsar, 40, 72

100 Conceptos básicos de Astronomía 91 R telescopio refractor, 81 radiación de fondo de microondas, 24, 73 teoría geocéntrica, 79 radio de Schwarzschild, 14 teoría heliocéntrica, 79 radioastronomía, 73 tiempo astronómico, 80 radiofrecuencias, 73 Tierra, 80 radiotelescopio, 51, 73 tipo espectral, 20, 29, 69 rayos cósmicos, 74 relatividad general, 14, 34 U resolución angular, 79 umbra, 57 unidad astronómica, 83 universo, 83 S Urano, 84 satélite, 75 satélite artiﬁcial, 75 satélite galileano, 75 V satélite natural, 75 variables cataclísmicas, 42 Saturno, 76 variables eruptivas, 42 secuencia principal, 21, 29, 39, 44 variables extrínsecas, 42 sistema planetario, 76 variables intrínsecas, 42 Sistema Solar, 76 variables pulsantes, 42 Sol, 55, 77 velocidad radial, 85 solsticio, 35 velocidad radial heliocéntrica, 85 sonda espacial, 76 velocidad tangencial, 85 supercúmulo de galaxias, 27 Venus, 85 supernova, 33, 34, 36, 40, 42, 45, 64, 77 supernova gravitatoria, 77 Vía Láctea, 49, 85 supernova termonuclear, 77 viento solar y viento estelar, 21, 86

T Z telescopio, 78 zodíaco, 87 telescopio reﬂector, 81 zona de habitabilidad, 87 92 Constelación de Orión y asociación estelar Sigma Orionis. Créditos: M. R. Zapatero Osorio, V. J. S. Béjar, E. L. Martín R. Rebolo, D. Barrado y Navascués, C. A. L. Bailer-Jones, R. Mundt, Instituto de Astrofísica de Canarias. 100 Conceptos básicos de Astronomía 93 Región de formación estelar en la galaxia NGC 4214. Créditos: Jesús Maíz Apellániz (Instituto de Astrofísica de Andalucía), HST, NASA.

94 Nebulosa de la Laguna (M8). Créditos: Enrique Herrero Casas (Universidad de Barcelona).

100 Conceptos básicos de Astronomía 95 Nebulosa planetaria NGC 6445. Créditos: Martín A. Guerrero (Instituto de Astrofísica de Andalucía).

96 Nebulosa Norteamérica. Créditos: Observatorio de Calar Alto.

100 Conceptos básicos de Astronomía 97 Nebulosa Omega (M17). Créditos: Ángel R. López Sánchez y José A. Caballero (Centro de Astrobiología).

Galaxia de Andrómeda (M31). Créditos: Enrique Herrero Casas (Universidad de Barcelona).