Los diferentes apartados de este atlas conforman un completo compendio de astronomía. Constan de múltiples láminas y numerosas figuras, esquemáticas aunque rigurosas, que muestran las principales características de los cuerpos celestes, la historia de su estudio, los instrumentos utilizados para su observación y la fascinante aventura de su exploración y conquista.
El sistema solar El sistema solar El Sol: nuestra estrella Mercurio Venus La Tierra La Tierra en movimiento Efectos del espacio exterior sobre la Tierra La Luna: características La Luna: geografía Marte Cinturón de asteroides Júpiter Saturno Urano Neptuno
verticales de bolsillo
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Estas páginas ofrecen a los lectores una magnífica oportunidad para conocer el universo, su origen, su evolución y las características de los distintos astros. Constituye, pues, un útil instrumento para acceder a la maravilla que representa el firmamento, con sus incógnitas, sus leyes aparentemente inmutables y las continuas sorpresas que depara.
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10 € ISBN 978-84-342-3608-0
La astronomía Se llama así a la ciencia que se dedica al estudio de los astros y, en general, de todos los fenómenos que tienen lugar fuera de nuestro planeta. Hoy es una ciencia que utiliza una sofisticada tecnología, que requiere difíciles cálculos matemáticos y que cada año profundiza más y más su mirada en el universo.
La astronáutica
La exploración del universo Grandes astrónomos de la Antigüedad Los astrónomos modernos Telescopios e instrumentos Radiotelescopios y espectrómetros Historia de la astronomía Astronáutica Los primeros intentos La carrera espacial El hombre en el espacio La llegada a la Luna La exploración del espacio El futuro de la astronáutica Los astronautas
ATLAS DE ASTRONOMÍA Una mirada al Universo a todo color
ATLAS DE ASTRONOMÍA
verticales de bolsillo
El espacio El origen del mundo Las leyes del universo Los cometas Las estrellas Cúmulos y nebulosas Galaxias Las constelaciones La Vía Láctea Eclipses
verticales de bolsillo
Contenido del libro
Es el conjunto de disciplinas muy diversas que se refieren a todo lo que se relaciona con los desplazamientos por el espacio. Aunque tuvo antecedentes, es una actividad que cuenta con poco más de medio siglo de existencia, pero que ha proporcionado grandes conocimientos a la astronomía y también ha supuesto un notable avance en muchas de las actividades cotidianas.
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SUMARIO Introducción........................................................................................ 14 El espacio............................................................................................ 26 El origen del mundo.............................................................................. 26 La gran explosión .......................................................................... 26 Un problema tan antiguo como la civilización ................................ 28 La investigación espacial y el universo .......................................... 29 Las leyes del universo .......................................................................... 30 Las leyes de Kepler ...................................................................... 30 La ley de la gravitación.................................................................. 32 Los cometas ........................................................................................ 34 Rocas de hielo errantes ................................................................ 35 Lluvias de estrellas ........................................................................ 36 Las estrellas: cómo son y cómo evolucionan ........................................ 38 El brillo y la magnitud .................................................................... 38 El color de las estrellas.................................................................. 39 El nacimiento de una estrella ........................................................ 40 Crecimiento y muerte .................................................................... 41 Las estrellas: de fábricas de elementos a agujeros negros.......................................................................... 42 La combustión de las estrellas ...................................................... 43 Los agujeros negros ...................................................................... 44 Los tipos de estrellas............................................................................ 46 Estrellas dobles, estrellas variables, y novas.................................. 46 Supernovas.................................................................................... 47 Púlsares ........................................................................................ 48 Quásares ...................................................................................... 49 Cúmulos y nebulosas............................................................................ 50 Los cúmulos .................................................................................. 50 Las nebulosas................................................................................ 52 Galaxias................................................................................................ 54 Tipos de galaxias .......................................................................... 54 El choque de las galaxias .............................................................. 55 La expansión del universo ............................................................ 56 ¿Cómo se mide la velocidad de una galaxia? ............................................................................ 56 Las constelaciones del hemisferio norte .............................................. 58 Las constelaciones del hemisferio sur .................................................. 60
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Sumario
La Vía Láctea ........................................................................................ 62 Historia .......................................................................................... 62 La forma de nuestra galaxia .......................................................... 63 Evolución de la Vía Láctea ............................................................ 64 Eclipses ................................................................................................ 66 Los eclipses .................................................................................. 66 Eclipses de Sol .............................................................................. 69 El sistema solar .................................................................................. 70 El sistema solar .................................................................................... 70 El Sol y sus planetas...................................................................... 70 El origen ........................................................................................ 72 Ley de Bode .................................................................................. 72 Satélites ........................................................................................ 73
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SUMARIO
El Sol: nuestra estrella .......................................................................... 74 Composición.................................................................................. 74 La observación del Sol .................................................................. 75 Estructura...................................................................................... 76 La luz solar.................................................................................... 77 El Sol: un astro activo .......................................................................... 78 Las manchas solares .................................................................... 78 Las protuberancias solares ............................................................ 79 La corona solar.............................................................................. 80 El viento solar ................................................................................ 81 Mercurio .............................................................................................. 82 Características generales .............................................................. 82 Estructura del planeta.................................................................... 84 La observación de Mercurio .......................................................... 85 Una superficie lunar ...................................................................... 85 Venus .................................................................................................. 86 Características generales .............................................................. 87 Estructura del planeta.................................................................... 88 La atmósfera de Venus .................................................................. 88 La exploración de Venus ................................................................ 89 La Tierra: un planeta especial .............................................................. 90 Características generales .............................................................. 91 Origen de la Tierra ........................................................................ 92 El final de la Tierra ........................................................................ 93 La Tierra: constitución .......................................................................... 94 Un corte a través del planeta ........................................................ 94 La corteza terrestre ...................................................................... 96 La actividad de la corteza .............................................................. 97 La Tierra: el planeta azul ...................................................................... 98 La hidrosfera ................................................................................ 98 Los mares y los océanos .............................................................. 99 La atmósfera .............................................................................. 100 Capas de la atmósfera ................................................................ 100 La Tierra en movimiento .................................................................... 102 La rotación alrededor del eje ...................................................... 102 El día .......................................................................................... 103 Las estaciones ............................................................................ 104 Solsticios y equinoccios .............................................................. 105
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Sumario
El espacio exterior y la Tierra.............................................................. 106 Impactos de meteoritos .............................................................. 106 Efectos de los meteoritos ............................................................ 107 Las mareas.................................................................................. 107 El viento solar .............................................................................. 108 Auroras polares .......................................................................... 109 La Luna: características ...................................................................... 110 Características generales ............................................................ 110 Estructura.................................................................................... 111 Evolución .................................................................................... 113 Las fases de la Luna.................................................................... 113 La Luna: geografía .............................................................................. 114 Los mares de la Luna .................................................................. 114 Los cráteres ................................................................................ 115 La cara visible de la Luna ............................................................ 116 La cara oculta de la Luna ............................................................ 118 Marte.................................................................................................. 120 Características generales ............................................................ 120 Estructura del planeta.................................................................. 122 Los satélites de Marte ................................................................ 122 Las tormentas.............................................................................. 123 Los marcianos ............................................................................ 124 ¿Una colonia en Marte? .............................................................. 125 Cinturón de asteroides........................................................................ 126 El planeta fantasma .................................................................... 126 Júpiter ................................................................................................ 128 Características generales ............................................................ 128 Composición................................................................................ 130 Los satélites ................................................................................ 131 Saturno .............................................................................................. 132 Características generales ............................................................ 132 Composición................................................................................ 134 Los satélites ................................................................................ 134 Urano.................................................................................................. 136 Características generales ............................................................ 136 Los anillos de Urano .................................................................... 138 Composición................................................................................ 139 Los satélites ...................................................................................... 139
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SUMARIO
Neptuno.............................................................................................. 140 Características generales ............................................................ 141 Plutón ................................................................................................ 142 Características generales ............................................................ 142 La exploración del universo ............................................................ 144 Grandes astrónomos de la antigüedad ................................................ 144 Aristóteles.................................................................................... 144 Hiparco de Nicea ........................................................................ 145 Eratóstenes.................................................................................. 146 Claudio Ptolomeo ........................................................................ 147 El modelo del universo de Ptolomeo ............................................ 147 Los astrónomos modernos.................................................................. 148 Nicolás Copérnico ........................................................................ 148 Johannes Kepler .......................................................................... 149 Galileo Galilei .............................................................................. 150 Analizando una estrella................................................................ 151 Telescopios e instrumentos ................................................................ 152 Un método sencillo para contar estrellas .................................... 152 Los prismáticos .......................................................................... 153 El anteojo astronómico ................................................................ 154 El telescopio ................................................................................ 154 Los telescopios modernos .......................................................... 155 Radiotelescopios y espectrómetros .................................................... 156 Los radiotelescopios .................................................................... 156 Los espectrómetros .................................................................... 158 Los interferómetros y los radares ................................................ 159 Historia de la astronomía .................................................................... 160 Babilonia...................................................................................... 160 La India ...................................................................................... 160 China .......................................................................................... 161 Los astrónomos de América precolombina .................................. 161 Los griegos.................................................................................. 162 Copérnico, Kepler y Galileo .......................................................... 162 La astronomía moderna .............................................................. 162 Astronáutica...................................................................................... 164 Los primeros intentos ........................................................................ 164
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Sumario
Los cohetes chinos ...................................................................... 164 Julio Verne .................................................................................. 165 El padre de la astronáutica .......................................................... 166 Esnault-Pelterie y Goddard .......................................................... 167 Von Braun y Oberth...................................................................... 167 La carrera espacial ............................................................................ 168 ¿Cómo funciona un cohete? ........................................................ 168 La señal de salida........................................................................ 169 El primer satélite artificial ............................................................ 170 El primer ser vivo en el espacio .................................................. 171 Monos y ratones viajeros ............................................................ 171 El hombre en el espacio .................................................................... 172 Gagarin........................................................................................ 172 Glenn .......................................................................................... 172 El proyecto Mercury .................................................................... 173 El proyecto Apolo ........................................................................ 174 Víctimas de la carrera del espacio .............................................. 174 La preparación del gran viaje ...................................................... 175 La llegada a la Luna .......................................................................... 176 Luna a la vista ............................................................................ 176 El viaje definitivo.......................................................................... 177 Un paseo histórico ...................................................................... 178 La exploración del espacio.................................................................. 180 La conquista de los planetas ...................................................... 180 ¿Vida en Marte? .......................................................................... 181 La colaboración internacional ...................................................... 182 Los laboratorios y las estaciones espaciales................................ 183 Una estación espacial internacional ............................................ 183 El futuro de la astronáutica ................................................................ 184 Los proyectos en marcha ............................................................ 184 Tan lejos, tan cerca .................................................................... 185 La base lunar .............................................................................. 186 Los astronautas .................................................................................. 188 La vestimenta espacial ................................................................ 188 La vida en una nave espacial ...................................................... 190 Un duro entrenamiento ................................................................ 191 Índice alfabético de materias .......................................................... 192
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EL SOL: NUESTRA
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ESTRELLA
ESTRUCTURA El Sol es una enorme masa gaseosa formada por un núcleo (1) central muy caliente rodeado de capas sucesivas más frías. Así, en el núcleo la temperatura es de unos 14 millones de grados mientras que en la superficie sólo llega a 6.000 grados. Por encima del núcleo se encuentra la zona radiante (2), donde se producen radiaciones hacia el exterior, le sigue la zona convectiva (3), donde se forman grandes columnas de gases que suben y bajan, y finalmente la superficie, llamada fotosfera (4), y que es una capa delgada. Por encima de la fotosfera se dispone una delgada capa llamada cromosfera (que mide unos 3.000 km de espesor), seguida de la corona solar, que es una zona muy caliente. Estas dos zonas pueden considerarse la atmósfera del Sol.
NÚCLEO NOTABLE El núcleo solar ocupa aproximadamente la cuarta parte del volumen del Sol.
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Corte imaginario del Sol que permite observar sus diferentes capas.
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Atlas de Astronomía
LA LUZ SOLAR El Sol emite una gran cantidad de radiaciones electromagnéticas a consecuencia de las reacciones nucleares que tienen lugar en su interior. Una parte de esas radiaciones se emite hacia el exterior y llegan a nuestro planeta. Tienen longitudes de onda muy diversas, que van desde los rayos X hasta las ondas de radio y sólo una parte podemos verla, en forma de luz visible. Ésta aparece a nuestros ojos de color blanco pero también está formada por varias radiaciones de longitudes de onda diferente y cada una de las cuales es un color.
La zona radiante es una capa gruesa, que se extiende entre el 0,25 y el 0,80 del radio del Sol.
➜
rayos x
luz ultravioleta
➜ luz visible
La velocidad de la luz es de 299.792,5 kilómetros por segundo.
luz infrarroja
ondas de radio
Espectro de la radiación solar.
➜
La parte de la radiación solar que los seres humanos podemos ver se llama luz visible y está comprendida entre 380 y 780 nm de longitud de onda.
Vista de la zona convectiva donde el gas caliente asciende, se enfría y desciende de nuevo hacia el interior.
➜
Las radiaciones solares, entre ellas la luz visible, tardan unos 8 minutos en llegar a la Tierra.
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LA TIERRA
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EN MOVIMIENTO
LAS ESTACIONES El fenómeno de las estaciones consiste en los cambios que se producen en la duración del día y en la inclinación de los rayos solares en distintas épocas del año en muchas partes del planeta, excepto en las regiones ecuatoriales. El resultado son días más cortos y temperaturas más bajas en una época del año, llamada invierno, y otros más largos y temperaturas más elevadas en otra época, el llamado verano. Este efecto se debe a que el eje de giro de la Tierra está inclinado 23 grados con respecto al plano en el que se mueve alrededor del Sol.
En verano, el Sol discurre por el firmamento a mayor altura y durante más tiempo, por lo que calienta más.
➜
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En invierno, el Sol discurre por el firmamento a menor altura y durante menos tiempo, por lo que calienta menos.
Los solsticios tienen lugar alrededor del 22 o 23 de diciembre (de invierno en el hemisferio sur y de verano en el norte) y alrededor del 22 o 23 de junio (de verano en el hemisferio norte y de invierno en el sur).
➜
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Atlas de Astronomía
SOLSTICIOS Y EQUINOCCIOS Cuando la inclinación del eje de la Tierra hace que el hemisferio norte esté orientado hacia el Sol, es verano en ese hemisferio e invierno en el hemisferio sur. El momento en que la orientación es máxima se llama solsticio, de verano en el hemisferio norte y de invierno en el sur. En el punto opuesto de la órbita se repite la situación, pero al revés, será el solsticio de invierno en el hemisferio norte y el de verano en el sur. Las posiciones intermedias se denominan equinoccios, que serán de otoño o de primavera dependiendo del hemisferio. En los equinoccios la duración del día y de la noche es la misma, pero desde esa fecha comienzan a aumentar (si es el equinoccio de primavera) o disminuir (si es el equinoccio de otoño).
➜
Los equinoccios tienen lugar alrededor del 21 o 22 de marzo (de primavera en el hemisferio norte y de otoño en el sur) y alrededor del 21 o 22 de septiembre (de otoño en el hemisferio norte y de primavera en el sur).
En su órbita alrededor del Sol, el eje de la Tierra apunta siempre hacia la misma dirección, la de la estrella Polar.
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LOS
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ASTRONAUTAS
La exploración espacial es un proyecto altamente tecnificado, donde los robots y ordenadores son un elemento esencial para su éxito. Sin embargo, en muchas de las actividades es necesaria la presencia humana. Los astronautas son los encargados de realizar esa labor y para ello necesitan recibir un entrenamiento muy especial.
LA VESTIMENTA ESPACIAL En el curso de los años los trajes espaciales han evolucionado mucho. Se han fabricado tejidos especiales y se han mejorado los cascos para permitir mantener un ambiente adecuado para la actividad de la persona que lo lleva a cabo. Estos trajes son los destinados a realizar labores en el espacio por fuera de la nave o para desplazarse por la superficie de los astros. Los primeros astronautas estaban fijos a la nave mediante un cable. Hoy disponen de equipos de control autónomos que les permiten desplazarse libremente a su alrededor, aunque por motivos de seguridad se continúe utilizando el cable.
➜
Es necesario mantener una presión de unos 1.013 hPa en el interior de la nave y también en el traje espacial.
EL CASCO ESPACIAL El casco espacial lleva un visor que protege al astronauta no sólo contra la intensa luz visible emitida por el Sol sino también contra las peligrosas radiaciones cósmicas.
El traje espacial lleva un fino tejido protector que es flexible, pesa poco y es muy resistente contra el impacto de los pequeños trozos de roca que puedan estar flotando en el espacio.
Los equipos de comunicación son esenciales para el astronauta que se encuentra fuera de la nave.
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Atlas de Astronomía EL TRAJE ESPACIAL DE LOS ASTRONAUTAS
antena de comunicaciones
•
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casco
sistema portátil de supervivencia
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visor
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caja central demandos y controles
•
sistema purificador de oxígeno
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conector de oxígeno
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toma de oxígen del sistema de supervivencia
guante a prueba del exterior
• traje refrigerado, presionizadoy protector contra micrometeoritos
zuecos lunares
•
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Los equipos de suministro de oxígeno de los trajes autónomos permiten una autonomía de varias horas.
colector de orina
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Los diferentes apartados de este atlas conforman un completo compendio de astronomía. Constan de múltiples láminas y numerosas figuras, esquemáticas aunque rigurosas, que muestran las principales características de los cuerpos celestes, la historia de su estudio, los instrumentos utilizados para su observación y la fascinante aventura de su exploración y conquista.
El sistema solar El sistema solar El Sol: nuestra estrella Mercurio Venus La Tierra La Tierra en movimiento Efectos del espacio exterior sobre la Tierra La Luna: características La Luna: geografía Marte Cinturón de asteroides Júpiter Saturno Urano Neptuno
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Estas páginas ofrecen a los lectores una magnífica oportunidad para conocer el universo, su origen, su evolución y las características de los distintos astros. Constituye, pues, un útil instrumento para acceder a la maravilla que representa el firmamento, con sus incógnitas, sus leyes aparentemente inmutables y las continuas sorpresas que depara.
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La astronomía Se llama así a la ciencia que se dedica al estudio de los astros y, en general, de todos los fenómenos que tienen lugar fuera de nuestro planeta. Hoy es una ciencia que utiliza una sofisticada tecnología, que requiere difíciles cálculos matemáticos y que cada año profundiza más y más su mirada en el universo.
La astronáutica
La exploración del universo Grandes astrónomos de la Antigüedad Los astrónomos modernos Telescopios e instrumentos Radiotelescopios y espectrómetros Historia de la astronomía Astronáutica Los primeros intentos La carrera espacial El hombre en el espacio La llegada a la Luna La exploración del espacio El futuro de la astronáutica Los astronautas
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El espacio El origen del mundo Las leyes del universo Los cometas Las estrellas Cúmulos y nebulosas Galaxias Las constelaciones La Vía Láctea Eclipses
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Contenido del libro
Es el conjunto de disciplinas muy diversas que se refieren a todo lo que se relaciona con los desplazamientos por el espacio. Aunque tuvo antecedentes, es una actividad que cuenta con poco más de medio siglo de existencia, pero que ha proporcionado grandes conocimientos a la astronomía y también ha supuesto un notable avance en muchas de las actividades cotidianas.