GRAN ATLES del
Les mirades curioses al cel han portat la humanitat a dialogar amb els estels i relatant històries d'éssers fantàstics o explicant complexes teories plenes de fórmules. Aquest Atles recull els coneixements científics acumulats durant segles sobre l'univers, tot i que avui encara observem la volta celeste amb fascinació, perquè queda molt per descobrir i entendre.
GRAN ATLES del
COSMOS Altres títols Gran Atles del Cos Humà Gran Atles dels Animals Gran Atles de la Terra
ISBN: 978-84-342-3222-8
www.parramon.com
GRAN ATLES DEL COSMOS
preguntar-los sobre l'origen del cosmos,
COSMOS
01-05 GA COSMOS.qxd
8/4/08
06:15
Página 4
L'ESPAI 6 L'origen de l'univers La Gran Explosió 8 Nebuloses i cúmuls Els estels viuen i moren 10 Galàxies Illes d'estels 12 La Via Làctia Camí de Llet 14 Evolució dels estels Neixen, creixen i moren 16 Tipus d'estels Brillants celestes 18 Les constel·lacions Dibuixos lluminosos 20 Cometes Astres amb cabellera 22
4
EL SISTEMA SOLAR 24 El Sol i els planetes La comunitat solar 26 El Sol: energia i estructura Fàbrica d'energia 28 L'activitat solar Un estel actiu 30 Mercuri Una cara vella 32 Venus L'estel del matí 34 La Terra Un planeta viu 36 La Lluna Safata de plata 38 La superfície de la Lluna Un peu a la Lluna 40 Els eclipsis Amagatalls còsmics 42 Les marees Aigua que va i ve 44 Mart El planeta vermell 46 Asteroides Patates voladores 48 Júpiter El més gran 50 Saturn Senyor dels anells 52 Urà Estel o planeta? 54 Neptú Ara és el darrer? 56 Plutó i els planetes nans Quasi planetes 58 Meteorits, meteors i meteoroides Boles de foc 60 La vida al cosmos Que hi ha algú? 62
01-05 GA COSMOS.qxd
8/4/08
06:15
Página 5
SUMARI
ASTRONOMIA I ASTRONÀUTICA 64 Astronomia a l'antiguitat L’origen de l'astronomia 66 Etnoastronomia i arqueoastronomia Visions del cosmos 68 Els grans astrònoms Famosos i estels 70 Telescopis A través del cristall 72 Observatoris Mirades al cel 74 Planetaris Espectacular! 76 Astronomia amateur Afició per l’astronomia 78 La cursa espacial Qui guanyarà? 80 Les missions espacials Destinació: espai exterior 82 Vehicles espacials Vinc volant! 84 Satèl·lits artificials Informació en òrbita 86 Astronautes Treballar sense gravetat 88 El futur Què serà, serà... 90 Glossari 92 Índex alfabètic 94
5
18-23 GA COSMOS.qxd
8/4/08
06:17
Página 18
L’ESPAI
Brillants celestes a llum dels estels ens arriba des de tan lluny que tots ens semblen iguals. Però tenen un color, una grandària i una lluminositat diferents. Segons aquestes característiques, els estels poden ser classificats de maneres diferents però que es complementen. Tot i que, per a un observador qualsevol, la classificació més senzilla és per colors.
L
Lluminositat Per definir la brillantor d’un estel es fan servir les magnituds. Diem que els estels més brillants són de magnitud 1, i els que resulten més difícils de veure a cop d’ull són de magnitud 6. Alguns estels no tenen una lluminositat constant i s’anomenen estels variables. Un exemple és l’estel Algol de la constel·lació Perseu, que varia de magnitud 2,2 a 3,4, o bé les Cefeides, estels dobles que s’eclipsen mútuament. ■ Les supernoves s’anomenen amb l’any en què són vistes i una lletra.
O
B 25.000 ºC
Com més vermellós és un estel més freda és la seva superfície.
La grandària dels estels pot anar des d’una centèsima del diàmetre del Sol i fins a 400 vegades més.
18
A 11.000 ºC
Estels o planetes
Altres classificacions
Al firmament brillen tant els estels com els planetes. Diem que els estels titil·len, és a dir, que la seva brillantor és intermitent, mentre que els planetes no. Però aquest truc per diferenciar els uns dels altres no sempre funciona, perquè les variacions atmosfèriques poden fer que la brillantor d’un planeta tampoc no sigui constant. La millor forma de diferenciar-los és esperar un temps i observar el moviment del planeta en l’eclíptica.
També podem classificar els estels segons certs criteris gravitacionals. Sistèmics: en el cas que s’agrupin i que orbitin al voltant d’un estel, o solitaris si no s’hi associen. Cumulars o independents: segons si s’uneixen o no amb altres estels a causa de l’atracció gravitatòria. Planetaris: són els estels que tenen un conjunt de cossos celestes orbitant al seu voltant; si no el tenen els anomenem únics.
18-23 GA COSMOS.qxd
8/4/08
06:17
Página 19
TIPUS D’ESTELS
Edward Pickering El primer astrònom que va classificar els tipus espectrals dels estels va ser Edward Pickering, que va definir 17 tipus amb els noms des de la lletra A i fins la Q. Més endavant, l’astrònoma Anna Cannon va reduir els tipus a 10 i en va canviar l’ordre a partir de la temperatura.
■ Sírius és l’estel més brillant que podem observar des de la Terra; la seva magnitud és de –1,45.
F 7.500 ºC
G 6.000 ºC
K 5.000 ºC
M 3.500 ºC
Tipus espectrals
Tipus de lluminositat
La invenció de l’electroscopi al segle XIX va permetre estudiar la franja de color que emeten els estels, la qual varia amb la seva temperatura i permet classificar-los segons el seu tipus espectral. A partir del tipus espectral podem saber: ■ La velocitat de rotació i de revolució. ■ La densitat. ■ La intensitat del camp magnètic.
La classificació dels estels per tipus de lluminositat més utilitzada és la de Morgan-Keenan, anomenada M-K.: 0 Hipergegants. Ia Supergegants molt lluminosos. Ib Supergegants de menys lluminositat. II Gegants lluminosos. III Gegants. IV Subgegants. V Nans. VI Subnans. VII Nans blancs.
3.000 ºC
TIPUS ESPECTRAL D’ESTELS Classificació
Exemple
O B A F G K M C (R+N) S
I Cephei Spica Vega Proció Sol Artcturus Betelgeuse R Leporis Chi Cigni
19
44-53 GA COSMOS.qxd
8/4/08
06:20
Página 46
EL SISTEMA SOLAR
El planeta vermell més de ser un dels protagonistes de la literatura de ciència ficció, Mart és un dels planetes més estudiats. Les empremtes que demostren que en el passat la seva superfície fou solcada per aigua líquida fan pensar que, fa milions d’anys, s’hi podria haver desenvolupat algun tipus de vida.
A
A Mart s’hi formen vents intensos que aixequen del sòl una pols vermellosa que enfosqueix tot el planeta i li dóna un to rosat.
Aigua a Mart
Casquet glacial
Tot i que avui a la seva superfície no hi ha aigua líquida, han estat trobades evidències que en un passat remot sí que n’hi va haver. Erosió: les valls sinuoses, les lleres seques i les dunes d’arena són alguna de les proves de l’erosió causada pels fluxos d’aigua. Xarxes hidrogràfiques: hi ha lleres seques connectades amb afluents i que s’eixamplen a les zones del seu possible desguàs. Inundacions: a l’hemisferi nord de Mart s’hi ha trobat empremtes de grans i antigues inundacions que podrien haver estat causades pel desglaç del casquet glacial. Permafrost: capa superficial del sòl que conté aigua glaçada. A Mart n’hi ha proves perquè alguns cràters presenten al voltant ejeccions amb aspecte de fang.
Mart té dos casquets de glaç als pols que es fonen parcialment amb les variacions estacionals de temperatura. Presenten una capa de glaç de diòxid de carboni sobre una base glaçada que mai no es fon. Casquet del pol Nord: és de color vermellós perquè quan creix coincideix amb les tempestes de pols, que és d’aquest to. Casquet del pol Sud: és blanc perquè el seu creixement no coincideix amb les tempestes de pols i, a més, no es fon tant perquè reflecteix més la llum del Sol.
atmosfera
Fobos i Deimos són els dos únics satèl·lits de Mart.
MART EN XIFRES Distància mitjana al Sol Diàmetre Durada d’un dia Durada d’un any Temperatura superficial Massa Gravetat Inclinació orbital Nombre de satèl·lits
46
228 milions de km 6.800 km 25 hores 690 dies terrestres –140 ºC a 20 ºC 0,1 vegades la de la Terra 0,4 vegades la de la Terra 1º 50’ 2
■ Valles Marineris és el canyó més gran del Sistema Solar, amb 4.500 km de longitud i 7 km de profunditat. És d’origen tectònic i rebé aquest nom perquè la missió Mariner 9 fou la primera que el va fotografiar.
casquet glacial
44-53 GA COSMOS.qxd
8/4/08
06:20
Página 47
MART
Fobos i Deimos a Els viatges de Gulliver
Volcans Es concentren a l’hemisferi sud, a l’altiplà de Tharsis, i són del mateix tipus que els de Hawaii. No obstant això, assoleixen alçàries de fins a 28 quilòmetres, com és el cas de l’Olympus Mons. Aquest enorme edifici volcànic és una prova que, actualment, a Mart no hi ha tectònica de plaques.
És curiós que a la novel·la de Swift s’hi esmenti els dos satèl·lits de Mart, quan van ser descoberts gairebé al cap d’un segle, el 1877.
■ El paisatge marcià és rocós, sec i vermellós.
Fobos
Composició i estructura Atmosfera: té un 95 % de diòxid de carboni glaçat i pols vermellosa rica en ferro. Escorça: composta per roques, pols i glaç. Mantell: de roques silícies. Nucli: de roques sòlides.
Deimos
escorça
nucli mantell
Valles Marineris
La cara de Mart En algunes de les primeres imatges de Mart hi sortia un relleu en forma de cara que va provocar un cert enrenou. Gràcies a imatges més recents i detallades, es va saber que era una muntanya. ■ L’Olympus Mons és el volcà més alt del Sistema Solar. Olympus Mons Everest
47
54-63 GA COSMOS.qxd
8/4/08
06:21
Página 60
EL SISTEMA SOLAR
Boles de foc an desvetllat sempre un gran interès. Antigament eren foses per fabricar-ne espases, ja que es pensava que tenien poders especials. Avui dia s’estudien molt profundament perquè es tem que la caiguda d’un meteorit podria extingir la nostra espècie, tal i com sembla que va passar amb els dinosaures.
H
Meteoroide És una petita partícula de pols, roca o glaç que recorre una òrbita. Prové de: Asteroides: quan dos asteroides xoquen, es polvoritzen i formen núvols de meteoroides. Cometes: en acostar-se al Sol van deixant caure partícules de mida molt petita.
■ Fragment de meteorit localitzat al cràter Haviland, a Kansas (Estats Units).
Meteor o “estel fugaç”
Els meteorits eren l’única mostra de material extraterrestre fins que es van dur roques de la Lluna.
La NASA disposa d’avions especialitzats en la recollida de micrometeorits que provenen dels cometes i que no solen arribar al sòl. Les tectites són roques i arena foses per l’impacte d’un meteorit.
60
No són estels sinó el fenomen que veiem al cel de nit quan els meteoroides travessen l’atmosfera. Les partícules arriben a una gran velocitat, entre 10 i 70 km/s, s’escalfen a causa del fregament amb l’atmosfera i brillen, i fins i tot deixen un rastre lluent. La majoria es desintegren, però si són de mida considerable poden assolir la superfície de la Terra. ■ A primera vista, diríem que aquesta imatge representa un meteorit, però seria erroni perquè encara no ha arribat a la superfície d’un planeta.
PLUJA DE METEORS Pluges
Dates
Objecte mare
Lírides Perseides Orionides Leònides Gemínides
10-20 abril 25 juliol-27 agost 18-26 octubre 14-21 novembre 7-15 desembre
cometa Thatcher cometa Swift-Tuttle cometa Halley cometa Tempel-Tuttle asteroide Phaeton 3200
54-63 GA COSMOS.qxd
8/4/08
06:21
Página 61
METEORITS, METEORS I METEOROIDES
Meteorits Són els meteoroides que aconsegueixen arribar a la superfície del planeta i que, en xocar, formen cràters d’impacte. Rocosos: el 96 % dels meteorits trobats són d’aquest tipus i el seu origen s’associa a l’escorça d’un cos. Condrites: estan formades per partícules menors més o menys esfèriques que s’ajunten. Se suposa que estan compostes pel mateix material a partir del qual es formà el Sistema Solar.
Acondrites: algunes són semblants a les mostres recollides a la Lluna, i d’altres es pensa que provenen de Mart. Litosiderits: un de cada cent meteorits trobats és de metall i roca, i el seu origen s’associa al mantell d’un cos. Siderits o metàl·lics: representen el 3 % dels meteorits. Estan compostos de ferro amb part de níquel, i el seu origen s’associa el nucli d’un cos.
Meteorits a l’Antàrtida De cada deu meteorits que es troben, nou són a l’Antàrtida. En caure, es fonen i, si el flux de glaç troba un obstacle, els meteorits afloren a la superfície i es localitzen amb facilitat perquè destaquen damunt el blanc del glaç.
ona de xoc
meteorit
troballa de meteorits caiguda de meteorits
fusió del meteorit
ejecta
fractures
rebot
cràter d’impacte
Extinció dels dinosaures
tectites
La hipòtesi més acceptada que explicaria la desaparició dels dinosaures afirma que un asteroide o un cometa va xocar contra la Terra, enfosquint el planeta i provocant la mort d’aquests enormes animals. tectites
61
GRAN ATLES del
Les mirades curioses al cel han portat la humanitat a dialogar amb els estels i relatant històries d'éssers fantàstics o explicant complexes teories plenes de fórmules. Aquest Atles recull els coneixements científics acumulats durant segles sobre l'univers, tot i que avui encara observem la volta celeste amb fascinació, perquè queda molt per descobrir i entendre.
GRAN ATLES del
COSMOS Altres títols Gran Atles del Cos Humà Gran Atles dels Animals Gran Atles de la Terra
ISBN: 978-84-342-3222-8
www.parramon.com
GRAN ATLES DEL COSMOS
preguntar-los sobre l'origen del cosmos,
COSMOS