Febrero, 2017 Ediciรณn especial
Autores: Catari Mireya Quero Yvon Editorial: Secciรณn 4IN02-GA
Origen de universo El Universo surgió hace unos 15.000 millones de años, debido a una gran explosión de materia y energía, denominada Big Bang, que provocó una gigantesca nube de polvo y gas de elevada temperatura. Posteriormente esta inmensa nube fue enfriándose originándose los diversos astros que forman el Universo. El Universo es el conjunto de astros que existen en el espacio. Está formado por millones de galaxias, que a su vez constan de millones de estrellas, cada una de ellas centro de un sistema solar en torno al cual gravitan otros astros como planetas, satélites, cometas y asteroides.
Origen de las estrellas Se cree que las estrellas nacieron en grupos al colapsarse nubes grandes y frías de materia interestelar, compuestas principalmente de hidrógeno. Una estrella se forma al concentrarse una gran cantidad de gas (hidrógeno primordialmente), debido a la gravedad estas partículas empiezan a colapsar entre sí. Al contraerse los átomos empiezan a colisionar entre sí, por lo tanto el gas se calienta, tanto que luego de un tiempo las partículas de hidrógeno al chocar se convierte en helio. Ese calor hace que la estrella brille y además para que la presión del gas sea suficiente para equilibrar la gravedad y el gas deja de contraerse. Las estrellas permanecerán estables de esta forma por un largo periodo, contradictoriamente mientras más combustible tenga la estrella más rápido lo consume debido a que tiene que producir más calor.
Las estrellas son entes vivientes que nacen y mueren en determinado tiempo y siguen un ciclo natural en el cual van agotando sus recursos hasta morir. Desde su nacimiento hasta su muerte son energía acumulada. Las estrellas cambian su fisonomía debido a la pérdida de su energía por combustión, ya que transforman los gases acumulados en su interior en energía lumínica y calorífica; al aumentar su edad van perdiendo energía y su tamaño se ve reducido por la pérdida de energía hasta convertirse en supernovas o agujeros negros que a su vez darán paso a nuevas estrellas que se formaran con los elementos de las estrellas ya muertas.
Origen de las galaxias Las primeras galaxias se empezaron a formar 1.000 millones de años después del Big-Bang. Las estrellas que las forman tienen un nacimiento, una vida y una muerte. Hay muchas teorías sobre el origen de las galaxias, pero sólo una es la más aceptada la cual dice: Las galaxias se formaron por la contracción gravitacional de regiones del universo que estaban más densas que el promedio. La materia estaba distribuida de manera homogénea, aunque algunas regiones pudieron estar ligeramente más densas que el promedio, y otras ligeramente menos densas. Las regiones más densas serían como grumos en el universo primordial estos grumos por tener más masa, se contraen debido a su propia fuerza gravitacional. Una vez que esta contracción empieza no hay modo de que se detenga, y se formará, finalmente, una gran condensación de materia, es decir, una galaxia.
Se cree que los sistemas planetarios nacen primero por el acumulamiento de helio e hidrógeno al formarse una estrella. Esta posteriormente genera una atracción gravitacional que captura más polvo estelar para formar los demás cuerpos celestes. Todas esas partículas van chocando entre sí y van adhiriéndose una a otra, creciendo con el paso del tiempo. Primero se crean especies de asteroides, como los del cinturón dentro de nuestro sistema solar, que giran alrededor de su estrella y gracias a la atracción gravitacional de las masas cada vez más fuertes se comienzan a crear los planetas Cabe indicar que hasta ahora solo se ha hablado de cómo se han creado los planetas rocosos o sólidos. Pero también existen planetas gaseosos como Júpiter o Saturno. Estos son planetas gigantes formados por gases, que al igual que lo ocurrido con los sólidos, sus partículas se fueron uniendo gracias a la atracción gravitacional, sólo que sus componentes variaron. Toda esta explicación sirve para aquellos sistemas planetarios con una sola estrella. La mayoría de estrellas no están solas como nuestro sol. Para estos casos, en los que existen dos o más estrellas cercanas, la fuerza de atracción que existe entre estas dos no permite la aglomeración de material para la formación de planetas.
El sistema solar Es un conjunto formado por una estrella central el sol y los cuerpos celestes que orbitan a su alrededor como son: Mercurio, Venus, Tierra, Marte, Júpiter, Saturno y Urano, junto a ellos planetas enanos como Plutón, satélites, asteroides, cometas, polvos y gas interestelar. Este sistema pertenece a la vía láctea y está situado en uno de los tres brazos en espiral de esta galaxia llamado Orión a unos 33.000 años luz del centro de la vía láctea. Hipótesis actuales enlaza su formación hace unos 4.700 millones de años, a partir de una nube interestelar de gas y polvo que se fragmentó, conduciendo a la formación de una
nebulosa solar primordial, y por medio de la unión de partículas cada vez más grande la formación de los planetas actuales.
El sol Es tan grande que representa poco más del 99 por ciento de la masa total del Sistema Solar. Se encuentra a unos 150 millones de kilómetros de la Tierra y consiste en una esfera llena de gases calientes, principalmente hidrógeno y helio. Se formó hace unos 4,567 billones de años como consecuencia de un colapso gravitatorio a partir de una nube molecular. Volumen: 1, 409, 272, 569, 059,860, 000 km3, densidad: 1.409 g/cm3, temperatura efectiva: Aproximadamente 5,504° Celsius, velocidad de órbita: 220 km/s., composición: Está compuesto por una mezcla de gases tremendamente calientes. El Sol realiza un movimiento de traslación alrededor del centro de la galaxia (la Vía Láctea) mediante una órbita circular.
Estructuras del sol
Mercurio Es el planeta más próximo al Sol se encuentra a 57.910.000 Km del Sol, es el planeta más pequeño, no posee satélites forma parte de los denominados planetas interiores o rocosos ciertas partes de la superficie de Mercurio tienen un aspecto arrugado resultado de la contracción del planeta al enfriarse su núcleo Está formado por aproximadamente un 70% de elementos metálicos y un 30% de silicatos, tiene un diámetro de 4.879 Km en el ecuador, su densidad es de 5,430 Kg/m3 es la segunda más grande en todo el sistema solar, posee una gravedad de 3,7 m/s2 Posee la órbita más excéntrica de los planetas menores la distancia del planeta al Sol entra en un rango entre los 46 y 70 millones de kilómetros la velocidad media del movimiento de Mercurio es de 48 km/seg tarda 88 días terrestres en dar una traslación completa gira sobre su propio eje cada 58,7 días, presenta además una inclinación orbital (con respecto al plano de la eclíptica) de 7°.
Venus Es conocido por brillar intensamente al amanecer a al atardecer características que ha valido el nombre de lucero. Puede llegar a mostrar fases como la luna y este fenómeno se debe a que está más cerca del sol que la tierra y por lo tanto la luz del sol puede iluminar lo desde diferentes ángulos. Su temperatura es más alta que la de mercurio a pesar de que esta más lejos del sol esto se debe a la presencia de gases en la atmósfera de venus que provoca un gran efecto invernadero, reteniendo el calor que reciben del sol
La tierra La Tierra es el hogar de los seres vivos y se formó hace más de 4,500 millones de años. Es el quinto planeta más grande del Sistema Solar y el tercero más cercano al Sol; su distancia promedio a éste es de unos 149’597,890 kilómetros o prácticamente 150 millones de kilómetros. Como otros planetas, presenta una forma esférica y ligeramente achatada en los polos. Su diámetro es apenas un poco más grande que el de Venus. Es un planeta sin anillos pero con un satélite natural, la Luna. Diámetro: 12,756 km, masa: 5.9722 x 1024 kg, densidad: 5.513 g/cm3, volumen: 1, 083, 206,916, 846 km3., temperatura mínima/máxima: 88°/58° centígrados.
Marte E uno de los 4 planetas telúricos (rocosos), su parecido con la tierra influyó en la creencia de vida marciana, pues su superficie presenta formaciones permanentes y casquetes polares que en realidad no están formados por verdadero hielo, sino por una capa de escarcha o probablemente por hielo seco. Es el segundo planeta más pequeño del sistema solar solo superado por mercurio. Debido a la inclinación de su eje, experimenta estaciones como la tierra que varía en duración debido a su orbita elíptica. No tiene anillo pero si dos satélites Fobos y Deimos descubiertos en 1877. Diámetro: 6, 792 Km, masa: 6. 4169X1023 Kg., densidad: 3.934 g/cm3, volumen: 1. 63116X1011 Km3.
Júpiter Es el planeta más grande del Sistema Solar y el quinto en distancia al Sol. Se formó a partir del material que quedó después de la formación del sol Tiene un período de rotación sideral (duración de 1 día) muy rápido: 9.92496 horas o 0.41354 días. En términos terrestres, por supuesto. Realiza una órbita completa alrededor del Sol en unos 12 años terrestres, es decir, en 4,333 días. El primer planeta gaseoso se encuentra después del cinturón de asteroides tiene unos 50 satélites conocidos pero otros 17 cuerpos celestes están en espera de ser confirmados como satélites. Masa: 1.8981 x 1027 kg, densidad: 1.326 g/cm3, volumen: 1.43128 x 1015 km3, diámetro: 142,800 km, temperatura efectiva: -148 °c.
Saturno Pertenece al grupo de los planetas gaseosos. Es el sexto planeta más alejado del Sol (a unos 1,400 millones de kilómetros) y el segundo planeta situado después del cinturón de asteroides. Al igual que Júpiter, bajo el telescopio se ve caracterizado por franjas oscuras paralelas sobre un fondo amarillo que puede parecer verde cerca de los polos. Tiene 53 satélites y otros 9 están por confirmarse. El más grande de estos satélites es Titán, que es el segundo más grande del Sistema Solar. Tiene un período de rotación sideral de 10.656 horas (10.7) o 0.444 días, por lo que un día en Saturno es más corto que un día terrestre. Por otro lado, el planeta completa una órbita alrededor del Sol en 29 años terrestres. Masa: 5.6832 x 1026 kg, volumen: 8.2713 x 1014 km3, densidad: 0.687 g/cm3, diámetro: 120, 660 km, temperatura efectiva: -178° Celsius.
Urano Es el tercer planeta más grande del Sistema solar y el séptimo planeta más cercano al Sol, con una distancia de 2,870’872,200 kilómetros o en términos prácticos, 2.9 billones de kilómetros. Es un planeta gaseoso con una gran cantidad de metano en su superficie, lo que le confiere un tono azulado. Su principal característica es que su eje de rotación está inclinado de forma casi paralela a su plano orbital (unos 8°), por lo que la línea del ecuador está en un ángulo casi recto respecto a su órbita. Además, el Sol recorre el cielo de modo que pasa casi por los polos y así cada hemisferio permanece sin luz solar alrededor de la mitad del año de este planeta y posee 27 satélites. Masa: 8.6810 x 1025 kg, volumen: 6.83344 x 1013 km3, densidad: 1.270 g/cm3, diámetro: 51118 km, temperatura efectiva: -216° centígrados.
Neptuno Es el octavo planeta en distancia respecto al sol el más lento del sistema solar fue el primer planeta descubierto utilizado predicciones matemáticas su nombra es en honor al dios romano del mar Neptuno posee los vientos más fuertes de sistema solar muy similar a Urano actualmente se conoce que posee 14 satélites naturales Tiene una masa de 1,024×10^26 kg equivale a poco más de 17 tierras posee un diámetro de 49.572 km el área de la superficie es de 7,65×10^9Tiene una densidad de 1,64 g/cm³La gravedad es de 11.15 m/s² Éste planeta da una vuelta completa alrededor del Sol cada 165 años terrestres El periodo de rotación es de 16 horas, 6 minutos y 14 segundos tiene una velocidad orbital media de 5,4778 km/s
Plutón y los planetas enanos Actualmente se considera que en el Sistema Solar hay cinco planetas enanos: Ceres (situado entre Marte y Júpiter), Plutón, Eris, Makemake y Haumea (más allá de Neptuno). Los cuatro son más pequeños que el planeta más pequeño (Mercurio), aunque no se les considera enanos solamente por eso. Ceres, el menor de los cuatro, es completamente rocoso. Los otros tres están probablemente formados de hielo. Según comentó a Educa Ciencia, en verano de 2011, Michael Brown, descubridor de Eris y uno de los mayores expertos mundiales en planetas enanos, se han descubierto más de cincuenta cuerpos que podrían pertenecer a esta categoría.
Los asteroides Los asteroides son más pequeños que los planetas enanos, y se concentran principalmente entre las órbitas de Marte y Júpiter, encontrándose entre ellos el planeta enano Ceres. Es probable que Júpiter impidiera que se formara en esa zona un planeta, por lo que es una región que está plagada de fragmentos de roca de diverso tamaño. Para ver los asteroides hacen falta al menos unos prismáticos, aunque es preferible un telescopio.
Los cometas Los cometas son bolas de hielo de hasta 40 km de diámetro que se encuentran la mayor parte del tiempo muy alejadas de las zonas interiores del Sistema Solar. En ocasiones algunas de estas bolas de nieve se acercan al Sol, que con su calor evapora el hielo y crea una hermosa cola que pude llegar a medir millones de kilómetros de longitud. Entre el hielo hay siempre mezclada una cierta cantidad de polvo. Este polvo, que sale despedido al espacio cuando el cometa se evapora por la acción el Sol, también contribuye a la formación de la cola del cometa.
Algunos cometas se hacen tan grandes y llegan a reflejar tanta luz del Sol que se hacen visibles a simple vista. En 2008 uno de estos cometas, denominado Holmes, sufrió una enorme explosión después de más de 100 años de calma. Llegó a hacerse tan grande como el Sol, aunque por supuesto no tan brillante. El descubrimiento de esta maravilla de la naturaleza lo hizo un astrónomo aficionado llamado Juan Antonio Henríquez, uno más de los miles de aficionados que ayudan todas las noches con sus observaciones al progreso de la Ciencia.
Movimientos de la tierra La Tierra, realiza unos catorce movimientos, siendo los más importantes el de rotación y el de traslación pues repercuten significativamente en la dinámica de nuestro planeta porque se realizan en forma de ciclos; estos ciclos condicionan y regulan la actividad de las plantas, los animales, el hombre y los procesos naturales que ocurren en la superficie terrestre. Además de los movimientos señalados, también son importantes el de precesión de equinoccios, el de nutación y el movimiento conjunto del sistema solar en nuestra galaxia.
El movimiento de rotación. Este movimiento lo realiza la Tierra en torno a su eje, en sentido Oeste – Este y tiene una duración de 23 horas, 56 minutos y 4 segundos, es decir un día solar que usualmente se aproxima a 24 horas. La velocidad de este movimiento disminuye del Ecuador hacia los polos; ello significa que en el Ecuador la rotación tiene una velocidad aproximada de 1670 Km/h, mientras que en los polos es nulo. Por ejemplo, una persona que se encuentre en el Ecuador recorrerá diariamente 40.000 Km, mientras que en los polos la rotación no origina ningún desplazamiento. La velocidad del movimiento de rotación no afecta al hombre pero tiene incidencia en ciertos procesos naturales que ocurren en la superficie terrestre, como por ejemplo la desviación de los vientos y las corrientes marinas.
Consecuencias del movimiento de rotación.
La sucesión de los días y las noches, ello permite repartir la iluminación y el calor que nos llega del Sol en cada lugar de la superficie terrestre. La forma de la Tierra: achatada en los polos y abultada en el ecuador, debido a la generación de la fuerza centrífuga. Permite observar el movimiento aparente del Sol y las estrellas y la orientación por medio de los puntos cardinales (Norte, Sur, Este y Oeste). La desviación de los vientos, las corrientes marinas y de los cuerpos en su caída, lo que permite la variación de los climas.
EL movimiento de traslación. Es realizado por la Tierra alrededor del Sol mediante una órbita elíptica y dura 365 días 5 horas, 48 minutos y 46 segundos, es decir, un año; como el año no tiene un número exacto de días, cada cuatro años se le agrega un día al mes de febrero y el año de 366 días se denomina bisiesto. La órbita terrestre mide 930.000.000 Km y es recorrida por nuestro planeta a una velocidad de 29,7 Km/seg, lo que equivale a 106.000 km/h o 2.544.000 km/día. Manteniendo siempre la posición inclinada de su eje. Cuando la Tierra se encuentra más cerca del Sol se dice que está en perihelio y cuando está más alejada afelio.
Consecuencias del movimiento de traslación.
La desigual duración de los días y las noches a lo largo del año. La sucesión de las estaciones: primavera, verano, otoño e invierno. Esto solo ocurre en las latitudes templadas, pues en la zona intertropical se suceden los periodos de lluvia y sequía. La división de la superficie terrestre en zonas geoastronómicas o térmicas. La presencia de ciclos anuales ecológicos para los seres vivos.
La luna Es el satélite natural de la Tierra, el único que posee. Es un cuerpo celeste rocoso sin anillos y sin lunas, por supuesto. Existen varias teorías para explicar su formación, pero la más aceptada sugiere que su origen tuvo lugar hace unos 4.5 millones de años después de que un cuerpo de tamaño similar al de Marte chocó con la Tierra. De los escombros se formó la Luna y después de 100 millones de años el magma fundido se cristalizó y se formó la corteza lunar. La Luna se encuentra a una distancia de la Tierra de aproximadamente 384,400kilómetros. Después del Sol, es el cuerpo más brillante visto desde la superficie terrestre, aunque su superficie es en realidad oscura. Realiza una órbita completa alrededor de la Tierra en 27 días terrestres (27.322 días o 655.73 horas) y realiza el movimiento de rotación a la misma velocidad. Como se encuentra en rotación síncrona con la Tierra, la Luna presenta la misma cara a ésta. Gracias a la tecnología actual, se sabe que la “cara oculta” presenta cráteres, depresiones denominadas talasoides y ausencia de mares. . Ejerce una influencia vital en los ciclos terrestres: modera el movimiento del planeta sobre su eje por lo que permite que el clima sea relativamente estable. Además, es la causa de las mareas de la Tierra ya que éstas ocurren gracias a la fuerza de atracción de gravedad, que, mientras de un lado tira fuertemente del agua, por el otro la mueve lejos de ella, provocando mareas altas y mareas bajas.
Movimiento de traslación de la luna La Luna gira sobre un eje de rotación que tiene una inclinación de 88,3° con respecto al plano de la elíptica de traslación alrededor de la Tierra. Dado que la duración de los dos movimientos es la misma, la Luna presenta a la Tierra constantemente el mismo hemisferio. La Luna tarda 27,32 días en dar una vuelta sobre sí misma. Al desplazarse en torno del Sol, la Tierra arrastra a su satélite y la forma de la trayectoria que ésta describe es una curva de tal naturaleza que dirige siempre su concavidad hacia el Sol. La velocidad con que la Luna se desplaza en su órbita alrededor de la Tierra es de 1 km/s.
Movimientos de rotación de la luna La luna gira en torno a su propio eje, lo realiza en 27 días, 7 horas, 43 minutos y 11,5 segundos, la Luna gira alrededor de la Tierra aproximadamente una vez al mes. Si la Tierra no girara en un día completo, sería muy fácil detectar el movimiento de la Luna en su órbita. Este movimiento hace que la Luna avance alrededor de 12 grados en el cielo cada día. Si la Tierra no rotara, lo que veríamos sería la Luna cruzando la bóveda celeste durante dos semanas, y luego se iría y tardaría dos semanas, durante las cuales la Luna sería visible en el lado opuesto del Globo. Sin embargo, la Tierra completa un giro cada día, mientras que la Luna se mueve en su órbita también hacia el este. Así, cada día le toma a la Tierra alrededor de 50 minutos más para estar de frente con la Luna nuevamente (lo cual significa que nosotros podemos ver la Luna en el Cielo.) El giro de la Tierra y el movimiento orbital de la Luna se combinan, de tal suerte que la salida de la Luna se retrasa del orden de 50 minutos cada día.
Fases de la luna Son las diferentes iluminaciones que presenta nuestro satélite en el curso de un mes. Según la disposición de la Luna, la Tierra y el Sol, se ve iluminada una mayor o menor porción de la cara visible de la Luna.
Luna Nueva o novilunio es cuando la Luna está entre la Tierra y el Sol y por lo tanto no la vemos. Cuarto Creciente, la Luna, la Tierra y el Sol forman un ángulo recto, por lo que se puede observar en el cielo la mitad de la Luna, en su período de crecimiento. Luna Llena o plenilunio ocurre cuando La Tierra se ubica entre el Sol y la Luna; ésta recibe los rayos del sol en su cara visible, por lo tanto, se ve completa.
Cuarto Menguante los tres cuerpos vuelven a formar ángulo recto, por lo que se puede observar en el cielo la otra mitad de la cara lunar.
Los eclipses Es un fenómeno en el que la luz procedente de un cuerpo celeste es bloqueada por otro, normalmente llamado cuerpo eclipsante. Existen eclipses del Sol y de la Luna, que ocurren solamente cuando el Sol y la Luna se alinean con la Tierra de una manera determinada. Esto sucede durante algunas lunas nuevas y lunas llenas. Sin embargo, también pueden ocurrir eclipses fuera del sistema Tierra-Luna. Por ejemplo, cuando la sombra de un satélite se proyecta sobre la superficie de un planeta, cuando un satélite pasa por la sombra de un planeta o cuando un satélite proyecta su sombra sobre otro satélite. Un eclipse, al igual que los tránsitos y las ocultaciones, es un tipo de sizigia.
Tipos de eclipses Los eclipses del sistema Tierra-Luna solo pueden ocurrir cuando el Sol, la Tierra y la Luna se encuentran alineados. Estos eclipses se dividen en dos grupos:
Eclipse lunar. La Tierra se interpone entre el Sol y la Luna, oscureciendo a esta última. La Luna entra en la zona de sombra de la Tierra. Esto solo puede ocurrir en luna llena. Los eclipses lunares se dividen a su vez en totales, parciales y penumbrales, dependiendo de si la Luna pasa en su totalidad o en parte por el cono de sombra proyectado por la Tierra, o si únicamente lo hace por la zona de penumbra.
Eclipse solar. La Luna oscurece el Sol, interponiéndose entre él y la Tierra. Esto solo puede pasar en luna nueva. Los eclipses solares se dividen a su vez en totales, parciales y anulares.
Para que ocurra esta alineación, es imprescindible que la Luna se encuentre en fase llena o nueva. Así y todo, como el plano de traslación de la Luna alrededor de la Tierra está inclinado unos 5° respecto a la eclíptica, no siempre que hay luna llena o luna nueva se produce un eclipse. A veces la Luna pasa por encima o debajo de la sombra terrestre, por lo que no se produce eclipse lunar, mientras que al encontrarse en el punto opuesto de la órbita, la sombra que proyecta pasa por encima o debajo de la Tierra. Con todo, cuando la luna llena o nueva ocurre suficientemente cerca del nodo —es decir, cerca de la intersección del plano de translación de la luna con la eclíptica—, se produce un eclipse solar o lunar, respectivamente.
Las mareas Son los movimientos de agua causados por una fuerza -llamada gravedad- que la Luna ejerce sobre nuestros mares, y que provoca una fuerte atracción del océano hacia el astro.
Tipos de mareas Marea alta o pleamar: momento en que el agua del mar alcanza su máxima altura dentro del ciclo de las mareas. Marea baja o bajamar: momento opuesto, en que el mar alcanza su menor altura. El tiempo aproximado entre una pleamar y la bajamar es de 6 horas, completando un ciclo de 24 horas 50 minutos
Marea viva, alta o sizigia: son las mareas que se producen con la luna llena y la luna nueva, cuando el Sol, la Luna y la Tierra se encuentran alineados. La Marea Viva que se produce durante la fase de Luna Nueva se denomina "Marea Viva de Conjunción"; y la que se produce mientras tiene lugar la fase de luna llena se llama "Marea Viva de Oposición".
Marea muerta, baja o de cuadratura: son las mareas que se producen durante las fases de Cuarto Creciente y Cuarto Menguante, cuando las posiciones de la Tierra, el Sol y la Luna forman un ángulo aparente de 90º.