Los objetos astronómicos
Galaxias
Las galaxias son el constituyente fundamental del Universo. Son enormes agrupaciones de estrellas y otros materiales, como polvo y gas. Se componen de estructuras como nebulosas, los cúmulos estelares y sistemas estelares múltiples.
Existen cien mil millones de galaxias en el Universo observable, separadas entre sí por distancias enormes. El espacio intergaláctico está compuesto por un tenue gas, cuya densidad promedio no supera un átomo por metro cúbico.
Las galaxias concentran su masa en el centro, que en ocasiones está ocupado por un agujero negro. Alrededor del centro giran los brazos de la galaxia, con una densidad de objetos menor.
Las galaxias se clasifican por su forma en elípticas, espirales e irregulares.
Galaxias elípticas: Son galaxias con forma de eclipse, formadas principalmente por estrellas viejas.
Galaxias espirales: Son discos rotantes de estrellas y materia interestelar, con una protuberancia central compuesta principalmente por estrellas más viejas.
Galaxias irregulares: Son aquéllas que no tienen estructuras comunes, no presentan núcleo, ofrecen un aspecto caótico y contienen abundante gas y polvo
Las galaxias se agrupan en cúmulos de galaxias y estos a su vez en supercúmulos.
Las nebulosas
Las nebulosas son regiones del espacio compuestas de gases (hidrógeno y helio) y polvo. Son los lugares donde nacen las estrellas por fenómenos de condensación y agregación de la materia, aunque en otras ocasiones se tratan de los restos de una estrella que ha muerto.
Las estrellas
Las estrellas son cuerpos celestes gaseosos, compuestos de hidrógeno, helio y una pequeña proporción de elementos más pesados, en los que se producen reacciones de fusión que liberan una gran cantidad de energía en forma de luz y calor.
En el interior de las estrellas los átomos de hidrógeno se combinan de dos en dos en una reacción de fusión para formar un átomo de helio por cada par.
En este proceso, una cantidad de materia se transforma directamente en energía. Esta energía hace que las estrellas estén muy calientes, y que emitan luz y radiación
A causa de la atracción gravitatoria, la materia de las estrellas tiende a concentrarse en su centro. Pero eso hace que aumente su temperatura y presión. A partir de ciertos límites, este aumento provoca reacciones nucleares que liberan energía y equilibran la fuerza de la gravedad, con lo que el tamaño de la estrella se mantiene más o menos estable durante un tiempo, emitiendo al espacio grandes cantidades de radiación.
La evolución de las estrellas
La duración de la vida de una estrella depende de la cantidad de combustible (hidrógeno) del que disponen y de la velocidad con la que lo gastan. Las estrella que tienen una gran masa y una alta luminosidad fusionan el hidrógeno muy rápido y tienen una vida corta, al contrario que las estrellas poco masivas.
El hidrógeno se fusiona progresivamente en helio, hasta que la proporción del segudo es demasiado alta y la estrella no puede mantener su actividad energética y evitar el colapso gravitatorio. También el helio se fusiona, formando elementos más pesados, y estos a su vez se vuelven a fusionar hasta que aparecen todos los elementos del Universo.
Las estrellas se forman en las nebulosas y nubes moleculares, por la acrección o concentración de gases y materiales de mayor metalicidad (elementos más pesados que el hidrógeno y el helio). En el centro de la protoestrella el gas comprimido a gran temperatura entra en fusión y se inicia la vida de la estrella.
Cuando la temperatura de la estrella no es suficiente porque no hay hidrógeno para fusionar, se produce lo que se llama colapso gravitatorio, su final, en la que la gravedad comprime la estrella. Así hay varios finales posibles para una estrella, según su masa:
Estrellas de masa pequeña: Las estrellas de masa pequeña tienen una vida muy longeva, que acaba enfriándose en una enana negra.
Estrellas de masa intermedia: Cuando en las estrellas de masa intermedia comienza a escasear el hidrógeno, las capas exteriores se expanden para formar una gigante roja. Durante esta fase la gigante expulsa sus capas exteriores al espacio hasta que solo queda su núcleo, una enana blanca.
Estrellas de masa elevada: Son estrellas de vida corta, que expanden sus capas exteriores y se convierten en supergigantes rojas. Su núcleo se colapsa , y entonces puede transformarse en un agujero negro o explotar en una supernova y formar una estrella de neutrones.
Clasificación de las estrellas
Clasificación de las estrellas según su brillo o luminosidad
Este sistema de clasificación proviene originalmente del astrónomo griego Hiparco, quien había clasificado las estrellas en seis magnitudes de acuerdo con su brillo aparente desde la Tierra.
Actualmente se emplea la magnitud relativa y la magnitud absoluta para medir el brillo de una estrella.
La magnitud relativa: Es el brillo que se percibe de un objeto desde la Tierra, representado en una escala logarítmica que asigna valores bajos o negativos a las estrellas más brillantes.
La magnitud absoluta: Es la magnitud que tiene una estrella colocada a una distancia determinada y sin absorción. Es su brillo intrínseco.
Luminosidad: es la cantidad de potencia (energía por unidad de tiempo) emitida en todas direcciones por un cuerpo celeste. Está directamente relacionada con la magnitud absoluta del astro.
Clasificación de las estrellas según su tipo espectral
Es una clasificación que tiene en cuenta el color de la estrella, que está relacionado con su edad, luminosidad, temperatura, etc. Las diferentes clases se enumeran de las más cálidas a frías, por las letras O B A F G K M. Existen varias reglas mnemotécnicas para recordar las letras que definen la clase espectral, como la original “Oh Be A Fine Girl Kiss Me”, u otra como “Oh Buen Astrónomo Favorece Grandes Kausas Médicas”
Clasificación___ Color__ Temperatura (°C)
O azul 40,000-25,000
B blanco-azul 25,000-11,000
A blanco 11,000-7,500
F blanco-amarillo 7,500-6,000
G amarillo (Sol) 6,000-5,000
K naranja 5,000-3,500
M rojo 3,500-3,000
El diagrama de Hertzsprung-Russel
El diagrama de Hertzsprung-Russel (diagrama H-R) es un gráfico que lasifica las estrellas por su clase espectral (dado por su color y temperatura superficial) y su luminosidad (medido en magnitud absoluta)
El diagrama H-R se utiliza para diferenciar tipos de estrellas y para estudiar la evolución estelar. Un examen del diagrama muestra que las estrellas parecidas tienden a encontrarse agrupadas en regiones específicas del mismo. La predominante es la diagonal que va de la región superior izquierda (caliente y brillante) a la región inferior derecha (fría y menos brillante) y se denomina secuencia principal, donde se encuentran la mayoría de las estrellas. Las estrellas “hacen un recorrido” por el diagrama según su vida avanza.
Los planetas
Los planetas (del griego planetes, errante, vagabundo) son astros u objetos celestes que cumplen con estas características, definidas por la Unión Astronómica Internacional:
1.Describe una órbita elíptica alrededor de una estrella, que ocupa uno de los focos de la elipse, tal y como enuncia la primera de las leyes de Kepler.
2.Tiene una gran masa, por lo que su gravedad es capaz de vencer las fuerzas de cuerpo rígido y alcanzar el equilibrio hidrostático, teniendo forma de esfera. No superan el límite de las 13 masas jovianas, pues si no, entrarían en fusión y se convertirían en estrellas.
3.Ha barrido la vecindad de su órbita de objetos más pequeños.
Los planetas se agrupan en Sistemas Solares, el conjunto de planetas que giran en torno a una estrella. Este término se suele utilizar más concretamente para denominar a nuestro Sistema Solar, formado por ocho planetas que giran alrededor del Sol. Estos planetas son Mercurio, Venus, Tierra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno. Antes se incluía en esta lista a Plutón, pero a partir de 2006 se le considera un planeta enano.
Los demás planetas que giran en torno a otras estrellas se denominan generalmente exoplanetas o planetas extrasolares.
La palabra planeta fue acuñada en tiempos en los que la teoría geocéntrica seguía vigente, y se refería a cualquier cuerpo visible a simple vista y que se desplazara por el cielo. Por eso en esa época, se consideraban planetas al Sol, la Luna, Mercurio, Venus, Marte, Júpiter y Saturno.
Más tarde, cuando Copérnico formuló su teoría Heliocéntrica, la Tierra pasó a formar parte de la lista de planetas y se eliminó de ella al Sol y la Luna.
Clasificación de los planetas
Los planetas se clasifican atendiendo a muchas de sus características que los diferencian de los demás, como su distancia a la estrella, su tamaño, su composición, etc. Esta clasificación se aplica a los planetas del Sistema Solar, pero es extensible al resto de los planetas extrasolares.
Clasificación según su distancia al Sol:
Se diferencian en el radio de su órbita:
Planetas interiores: Son los que distan al Sol menos que la Tierra: Mercurio y Venus
Planetas exteriores: Son los que distan del Sol más que la Tierra: Marte, Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno.
Clasificación según su estructura:
Se diferencian por su tamaño y por su composición:
Planetas telúricos: Son los que se parecen a la Tierra, por tener un tamaño y peso parecidos y por estar formados por materiales rocosos. Son planetas de superficie sólida, alta densidad y un tamaño pequeño en comparación con los otros del Sistema Solar: Mercurio, Venus, Tierra y Marte.
Planetas jovianos: Son los planetas similares a Júpiter. Son gigantes gaseosos, compuestos de hidrógeno, helio y otros gases y con un pequeño núcleo compuesto de roca y hielo. Son Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno.
Clasificación según su habitabilidad:
Es una clasificación que tiene en cuenta la capacidad potencial de un planeta de ser habitado. Tiene en cuenta a su vez, factores como la radiación que reciben, la atmósfera, el agua, temperatura, gravedad, etc.
Las leyes de Kepler
Las leyes de Kepler son tres leyes descubiertas por el astrónomo Johannes Kepler que describen el movimiento de los planetas.
Primera ley de Kepler: Todos los planetas se desplazan alrededor del Sol describiendo órbitas elípticas, estando el Sol situado en uno de los focos.
Segunda ley de Kepler: El radio vector que une el planeta y el Sol barre áreas iguales en tiempos iguales, es decir, cuando el planeta está más alejado del Sol (afelio) su velocidad es menor que cuando está más cercano al Sol (perihelio).
Tercera ley de Kepler: Para cualquier planeta, el cuadrado de su período orbital (tiempo que tarda en dar una vuelta alrededor del Sol) es directamente proporcional al cubo de la distancia media con el Sol.
Los asteroides
Los asteroides son objetos rocosos y metálicos con órbitas planetarias, pero que son demasiado pequeños para ser considerados planetas. Sus tamaños van desde los 1000km de diámetro en el caso de Ceres, hasta los pocos centímetros. En el Sistema Solar se encuentran concentrados en el Cinturón de asteroides, entre Marte y Júpiter.
Desde la Tierra tienen aspecto de estrellas, de ahí el nombre de asteroides (ἀστεροειδής en griego significa “figura de estrella”). Los asteroides también se llaman planetoides o planetas menores, denominaciones que son más adecuadas a lo que, en realidad, son. Los cometas también pueden ser considerados asteroides.
Los cometas
Los cometas son pequeños cuerpos de forma irregular formados por fragmentos no volátiles, como rocas o metales, hielo (agua sólida) y gases helados. La palabra “cometa” proviene del griego y significa astro con larga cabellera, en alusión a su cola.
Su núcleo suele permanecer congelado, pero cuando pasa cerca de una estrella, como el Sol, parte del núcleo se funde y forma una o varias colas, y aparece una región brillante llamada coma. La coma y el núcleo forman la denominada como cabeza del cometa.
Los cometas describen órbitas muy elípticas con afelios muy cercanos a la estrella y perihelios muy lejanos. Por la duración de sus períodos orbitales se les divide en cometas de corto período y cometas de largo período. Evidentemente, también pueden existir cometas de período medio. Se denominan cometas periódicos aquellos cuyas órbitas, bien determinadas, hacen que vuelvan a pasar por las cercanías del Sol al cabo de unos años.
Partes de los cometas:
El núcleo: Es una masa de forma irregular, de entre 1 y 50 km de diámetro. Está formada de agua gases congelado (dióxido de carbono, metano, amoniaco, etc) y polvo, y cubierto de una corteza negra.
La coma: Es una gran envoltura de gases y polvo brillantes que rodean el núcleo cuando el cometa pasa cerca de una estrella. Generalmente tiene un diámetro de miles de kilómetros. Se produce al salir los fluidos del interior del núcleo del cometa en chorros, debido al calentamiento y el aumento de su volumen.
La cola: Es una estela de polvo, gases e iones que deja el cometa a su paso en la parte de su órbita cercana a una estrella. Superan fácilmente los 150 millones de kilómetros (1UA). Sin embargo, las colas que están compuestas por gas y polvo procedentes del núcleo son muy difusas, tanto que el vacío en la cola es mucho mejor que cualquier vacío que se pueda producir en la Tierra.
La mayoría de los cometas tienen dos colas, una cola de gas (también llamada cola iónica o cola de plasma) compuesta por iones por el choque del viento solar con el cometa, y la cola de polvo, compuesta por partículas liberadas del núcleo al vaporizarse el hielo. Las partículas de polvo se disponen siguiendo la órbita del cometa y se desplazan ligeramente por la presión de la radiación solar, por lo que tienden a curvarse respecto a la cola de iones. Alrededor del cometa también se desarrolla una tenue envoltura de hidrógeno.
Púlsar
Un púlsar es una estrella de neutrones que emite radiación pulsante periódica. Los pulsares poseen un intenso campo magnético que induce la emisión de estos pulsos de radiación electromagnética a intervalos regulares relacionados con el período de rotación del objeto.
Quásar
Un quásar es una fuente astronómica de energía electromagnética, incluyendo radiofrecuencias y luz visible. Son objetos pequeños y compactos que están extremadamente lejos por su corrimiento al rojo alto, y se cree que son núcleos activos de galaxias jóvenes.