Capítulo 2, Astrolabio..pdf

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ESTE CIELO QUE NOS ENVUELVE

El cielo es una ilusión óptica

Cuando nos encontramos en un lugar descubierto de obstáculos, porejemplo en el campo o en el mar, tenemos la impresión de estar bajo unaespecie de techo gigantesco con forma de bóveda. Todos los astros pare-cen estar unidos a ella. Nos sentimos en el centro de esa bóveda celesteque nos recubre por todas partes y que se apoya sobre el horizonte. Estailusión óptica, propia de todos los seres humanos, generó el concepto decielo.

Al mirar el cielo de noche, parece que miles de estrellas están distribui-das en una bóveda aproximadamente esférica. La causa de que todos los

astros parezcan estar a una misma distancia de la Tierra y de que los vea-mos mover por la superficie cóncava de la bóveda celeste, es otra ilusiónóptica. El horizonte nos impide ver lo que está debajo de él. Si miramos alcielo por espacio de unas horas, veremos que algunas estrellas desapare-cen bajo el horizonte mientras surgen otras. Este fenómeno nos sugiereque las estrellas están dispuestas sobre una gran esfera; de la cual, en cual-quier instante, sólo apreciaremos la mitad.

La luz solar y la atmósfera causan el color del cielo

El cielo puede presentar distintas coloraciones dependiendo de la hora

del día o del estado del tiempo atmosférico. En un día sin nubes, el cieloes azul claro durante la mañana y la tarde. Al ocultarse el Sol, tonalidadesrojizas y anaranjadas tiñen la zona del cielo próxima a la puesta del Sol. Enla noche puede observarse azul oscuro o negro. Para ver el cielo de colornegro debemos estar en un lugar distante de las luces de una ciudad ycuando no es visible la Luna.

La interacción entre la luz del Sol y los componentes de la atmósferaes la causa del color del cielo. Lo vemos azul por la combinación de dosefectos:

1- dispersión de luz : si un rayo de luz blanca se refracta en un prismade vidrio, se desvía en distintas direcciones (se dispersa) originandouna franja de colores: violeta (luz de longitud de onda corta), azul,

verde, amarillo, anaranjado y rojo (luz de larga longitud de onda).2- difusión de luz : si las partículas de la atmósfera tienen un tamaño

igual o menor al de la longitud de onda de la luz incidente, éstacede parte de su energía a los átomos. Pero esa energía no quedaalmacenada en el aire, porque los átomos emiten toda la energía enforma de luz y en cualquier dirección. Las moléculas de nitrógeno ylos átomos de oxígeno de la atmósfera difunden luz azul en todasdirecciones, que se dispersa por el aire al incidir sucesivamente enotras moléculas.

Fig. 1

Representación del cielo como una bó-veda que recubre al observador.

38 EL CIELO ESTRELLADO



El color rojo que adquiere el cielo durante los crepúsculos se debe a lapresencia de los granos de polvo atmosférico. En las salidas o puestas delSol, la luz blanca recorre un camino más largo dentro de la atmósfera y laspartículas de polvo que se encuentran cercanas a la superficie terminanabsorbiendo la luz azul y verde y dispersando el rojo. La luz anaranjada y laroja siguen un camino casi rectilíneo hasta el observador, por eso el cielo

presenta una coloración amarillenta o rojiza.Si la atmósfera no existiera, el cielo sería siempre negro con estrellas

resplandeciendo en él, tanto de día como de noche.

Lo que se ve de día

El astro más brillante del cielo es el Sol que se observa como un círculoincandescente. Su intenso brillo no deja ver a las estrellas.

La Luna es otro círculo de luz que, en determinadas ocasiones, puedeverse tanto de día como de noche. Tiene la particularidad de cambiar re-gularmente de forma: unas veces, es un círculo luminoso completo, otras,

un semicírculo o un delgado huso. Cuando brilla en el cielo nocturno se si-guen viendo las estrellas pues su luz es más débil que la del Sol. Este hechopermite observar cómo cambia de posición noche tras noche.

Y lo que se ve de noche

Además de la Luna, en una noche oscura resplandecen cientos de pun-tos con distintos brillos: son las estrellas. Éstas parecen moverse en la bóve-da celeste manteniendo sus distancias relativas, hecho que determinó quedesde la antigüedad se las agrupara para formar las constelaciones.

También se pueden observar cinco puntos de luz, como si fueran es-

trellas, pero con otras características. Tienen la particularidad de moverseentre las estrellas fijas, cada uno con una trayectoria y velocidad propia.Por su propiedad de moverse (o deambular) entre las estrellas, los antiguosgriegos los bautizaron como planethe (del griego, “vagabundo”, “errante”)Luego se denominaron Mercurio, Venus, Marte, Júpiter y Saturno.

La Vía Láctea se observa como una franja angosta y de brillo débil, quecruza todo el cielo.

Eventualmente se puede observar algún cometa, su aspecto es el deun punto brillante rodeado de un pequeño círculo nebuloso que puedepresentar un aspecto alargado. El aspecto de un cometa suele ser pocoimportante, pero en ocasiones se hacen notables por su brillo y su forma

tan particular.

La observación del cielo durante varias horas de la noche nos permitecontemplar algunas estrellas fugaces. Tienen el aspecto de un punto lu-minoso que corre rápidamente y deja tras de sí una estela luminosa, para“apagarse” apenas algún segundo después de hacerse visible.

Al atardecer, el camino que recorre la luz solar dentrode la atmósfera es mayor, produciendo un efecto derefracción más grande. Por ello, la ilusión óptica de unSol más ancho y achatado.

La constelación del Escorpión está constituida porestrellas del hemisferio sur del cielo.

La Vía Láctea es una franja blanquecina y de luz tenueque cruza todo el cielo.




La imaginación del hombre llenó el cielo de imágenes

El conocimiento de las constelaciones es fundamental para el estudiodel cielo. Una constelación es una agrupación aparente de estrellas.

Conociendo bien las constelaciones y sus posiciones a lo largo del año, lasestrellas son útiles para orientarse o para saber fecha y hora aproximada.

Las estrellas que forman una constelación se observan en una mismaregión del cielo, es decir, aproximadamente en la misma dirección; perono tienen, necesariamente, una relación física entre ellas.

Las primeras constelaciones se delinearon con las estrellas más bri-llantes del cielo dibujando animales, seres mitológicos o formas geomé-tricas. Generalmente es difícil asociar la disposición de las estrellas conaquello que significa su nombre. Los distintos pueblos reflejaron el en-torno de su época, con un impresionante espíritu creativo.

La mayoría de las constelaciones borealestienen nombres mitológicos

En las obras de Homero, Hesíodo, Eudoxio e Hipar-co aparecen muchas constelaciones con un origenmitológico, las que reflejan las leyendas griegas anti-guas.

Hacia el siglo IV A.C. los babilonios y los griegos,identificaron la región del cielo de 12 constelacionesque recorre el Sol a lo largo del año. A esta zona la de-nominaron Zodiakos (del griego, “círculo de animales”).En algunos textos cuneiformes de aquella época yaaparecen el León, el Toro y el Escorpión

El globo de Mainz. Es una representación del cieloestrellado de la época romana. En él se dibujaron las constelaciones boreales catalogadas por el griegoHiparco.

LA MAGIA DEL CIELO CONSTELADO

Cita de constelaciones en la Biblia

“31 ¿Puedes tú atar rmemente las ligaduras de la constelación Kimá, o puedes desatar las cuerdas mismas de la constelación Kesil? 32 ¿Puedes hacer salir la constelación Mazarot a su tiempo señalado? Y encuanto a la constelación Ash al lado de sus hijos, ¿puedes conducirlos?”

Job 38, versículos 31 y 32

Representación del hemisferio norte del cielo.




Durante el segundo siglo de nuestra era, el astrónomo egipcio Ptolo-meo, realizó un catálogo de más de mil estrellas agrupadas en casi mediocentenar de constelaciones. Esta lista la publicó en su obra principal, titu-lada Mathematike Syntaxis (“Sintaxis Matemática”, traducida por los árabescomo “ Almagesto”). Son ejemplos de estas constelaciones la Osa Mayor,Orión y el Can Mayor.

Los astrónomos Bayer y Lacaille catalogaron variasconstelaciones australes

Sin lugar a dudas, algunos de los pueblos que habi-taron la América precolombina o los demás territoriosal sur del ecuador, también crearon sus propias conste-laciones.

Las grandes expediciones del siglo XVI, dieron ori-

gen a los nombres europeos de muchas constelacionesdel hemisferio sur.

En 1603, el astrónomo Johan Bayer (1572- 1625) pu-blicó un catálogo de estrellas, en el cual agregaba nue-vas constelaciones a la lista de las reconocidas desde laantigüedad. Les asignó nombres de seres terrestres omarinos descubiertos en los viajes interoceánicos. Sur-gieron así, la Grulla, el Pez Volador, el Pavo Real y otras.

A fines del siglo XVII, el astrónomo Johannes Heve-lius (1611-1687) elabora un nuevo catálogo de estre-

llas, fusionando el norte y el sur y agregando nuevasconstelaciones. Para ello, utilizó pequeñas áreas del cielo que contienenestrellas de poco brillo y que habían sido dejadas de lado. Así aparecieronel Unicornio, la Mosca, la Paloma, los Lebreles y el Lagarto, entre otras.

En 1750 el viaje del astrónomo Louis Lacaille (1713 -1762) al Cabo de Bue-na Esperanza, propició la creación de nuevas constelaciones australes. Susnombres, a excepción de la Mesa, son de instrumentos científicos. Así apare-cieron las constelaciones de la Escuadra y el Octante, entre otras.

El orden actual se propuso a comienzos del siglo veinte

En 1922, el Congreso Astronómico Internacional puso un orden defi-nitivo. Se conservaron los nombres antiguos que los europeos dieron a lamayoría de las constelaciones. Desde entonces, el cielo está dividido en 88regiones. Estas constelaciones se delimitan por círculos de declinación y pa-ralelos celestes. Así, cualquier punto del cielo pertenece a una determinadaconstelación.

Las 88 constelaciones que se observan en todo el cielo se pueden divi-dir en 53 constelaciones australes y 35 boreales.

Representación del hemisferio sur del cielo.




Los nombres de las 88 constelaciones

Nombre Abr. Significado Nombre Abr. Significado

Andromeda And Andrómeda Lacerta Lac Lagartija

Antlia Ant Inflador Leo Leo León

Apus Aps Ave del Paraíso Leo Minor Lmi León Menor

Aquarius Aqr Aguatero Lepus Lep Liebre

Aquila Aql Águila Libra Lib Balanza

Ara Ara Altar Lupus Lup Lobo

Aries Ari Carnero Lynx Lyn Lince

Auriga Aur Cochero Lyra Lyr Lira

Bootes Boo Boyero Mensa Men Mesa

Caelum Cae Cincel Microscopium Mic Microscopio

Camelopardalis Cam Jirafa Monoceros Mon Unicornio

Cancer Cnc Cangrejo Musca Mus Mosca

Canes Venatici CVn Perros de caza Norma Nor Escuadra

Canis Major Cma Can mayor Octans Oct Octante

Canis Minor Cmi Can menor Ophiuchus Oph Serpentario

Capricornius Cap Cabra Orión Ori Gigante cazador

Carina Car Quilla del navío Argos Pavo Pav Pavo real

Cassiopeia Cas Casiopea Pegasus Peg El caballo alado

Centaurus Cen Centauro Perseus Per Perseo

Cepheus Cep Cefeo Phoenix Phe Ave Fénix

Cetus Cet Ballena Pictor Pic Caballete del pintor

Chamaeleon Cha Camaleón Pisces Psc Peces

Circinus Cir Compás Piscis austrinus PsA Pez austral

Columba Col Paloma Puppis Pup Popa del navío Argos

Coma Berenices Com Cabellera de Berenice Pyxis Pyx Brújula del navío Argos

Corona Australis CrA Corona austral Reticulum Ret Red o retículo

Corona Borealis CrB Corona boreal Sagitta Sge Flecha

Corvus Crv Cuervo Sagittarius Sgr Arquero

Crater Crt Cráter Scorpius Sco Escorpión

Crux Cru Cruz del Sur Sculptor Scl Escultor

Cygnus Cyg Cisne Scutum Sct Escudo

Delphinus Del Delfín Serpens Ser Serpiente

Dorado Dor Dorado Sextans Sex Sextante

Draco Dra Dragón Taurus Tau ToroEquuleus Equ Protillo Telescopium Tel Telescopio

Eridanus Eri Río Erídano Triangulum Tri Triángulo

Fornax For Horno Triangulum australe TrA Triángulo austral

Gemini Gem Gemelos Tucana Tuc Tucán

Grus Gru Grulla Ursa Major UMa Osa Mayor

Hercules Her Héroe mitológico Ursa Minor UMi Osa Menor

Horologium Hor Reloj Vela Vel Vela del navío Argos

Hydra Hya Anguila hembra Virgo Vir Virgen

Hydrus Hyi Anguila macho Volans Vol Pez volador

Indus Ind Indio Vulpécula Vul Zorra

Propuestas para cambiar el nombre de algunas constelaciones

En distintas épocas existieron intentos de cambiar el nombre de algunos astros o de alguna constelación. Uno deestos ejemplos fue el de los eclesiásticos del siglo XVII, quienes propusieron una representación más “cristiana”para el cielo. Así, a la constelación de Aries se la intentó llamar Apóstol Pablo; al Sol, llamarlo Jesucristo y a laLuna, Virgen María.

Otro ejemplo reformista fue propuesto en 1808 por un grupo de “seguidores” de Napoleón. Ellos intentaron cam-biar el nombre de Orión por el de este Emperador. Cualquiera de estas propuestas nunca prosperaron.




El mito de Orión

Para los griegos antiguos, Orión era un gigante cazador, de orgullo y be-lleza inigualable. Está representado en el cielo junto a sus dos perros de caza,el Can Mayor y el Can Menor, y a sus pies está agazapada una Liebre. Unavez, Orión reunió a todas las grandes bestias del mundo y les anunció quelas mataría. La Tierra lo oyó y envió contra él a un mortal y silencioso animal:el Escorpión. Este pequeño animal picó el talón del gigante Orión, inoculán-dole su veneno. Cuando las pinzas del Escorpión asoman sobre el horizonteoriental, Orión se acuesta sobre occidente, ocultándose humillado. Despuésde su puesta, el Escorpión se eleva triunfante para reinar en el cielo nocturno.

La leyenda de Suhel

Según una leyenda árabe, la estrella Suhel (nuestra Canopus) vivía con susdos hermanas, las Shiras, en la ribera norte del río celestial (la Vía Láctea). Allí seenamoró de una hermosa vecina, la Djauza (Novia) que se representaba conparte de las estrellas de la actual constelación de Orión. Cuando la obtiene poresposa la abrazó con tal pasión que le rompió la columna vertebral. Como losparientes de la novia querían vengarse, Suhel debió huir cruzando la Vía Lác-tea. Se estableció en una remota región del cielo austral. Una de sus hermanas,la brillante estrella Sirio, tuvo el coraje de seguirlo y cruzó el río celeste brillan-

do hasta hoy con notoria belleza. La otra hermana, la estrella Proción, jamás seatrevió a cruzar el río y su llanto interminable empaña su brillo.

El mito de la estrella Canguro

Una tribu australiana llamó el Canguro a la brillante estrella Capella. Elmovimiento del cielo hace que esta estrella sea seguida por otras dos, losgemelos Castor y Pollux de la mitología griega. La tribu las asoció con doshermanos cazadores que perseguían de cerca al Canguro, obligándolo auna rápida ocultación. Sin embargo, moría debajo del horizonte y los caza-dores lo asaban. El humo de su hoguera es la Vía Láctea que resplandece

alta en el cielo de Australia en esa época del año.

La leyenda del cazador furtivo

En una narración de los indios de Guyana, las actuales constelaciones delCentauro y la Cruz del Sur, representaban un árbol en cuya copa estaba po-sado un pájaro. Hacia él se dirigía un cazador furtivo, nuestra estrella Beta delCentauro, quien para evitar que su presa se espantara, detrás de sí traía unaantorcha, representada en el lugar de la brillante estrella Alfa del Centauro.

LEYENDO LEYENDAS...

Representación de la constelación de la Djauza.

Representación de Orión visto desde el hemisferio norte.




La revolución agrícola hizo sedentario al hombre

Hace unos 10.000 años, en la Tierra, sobrevino un clima favorable des-pués de la desaparición de los glaciares. La civilización de las tribus paleo-líticas fue sustituida por otra civilización que se completa y se perfeccionaen el Neolítico, cuyo punto de partida puede fijarse, aproximadamente, enunos 7.000 años atrás. La revolución neolítica dio origen a lo que se conocecomo la civilización agrícola.

Los hombres de esta época pulían la piedra, modelaban la arcilla y seagrupaban en pequeños poblados. Y lo más importante, aprendieron a tra-bajar la tierra y a criar animales.

Toda la mentalidad de esta época es mágica. El hombre está convencidode que los ríos, las plantas, el mundo circundante, tienen un alma como lasuya. Las ceremonias rituales tienen la finalidad de contentar a los dioses.

La Astronomía surgió como consecuencia de las necesidades cotidianasde los pueblos primitivos. Entre ellas: la medición del tiempo, la determina-ción del comienzo de las estaciones y la necesidad de explicar los fenómenosde la naturaleza. Babilonios, chinos, mayas, egipcios y griegos adquirieronconocimientos astronómicos elementales, a partir de observaciones del cie-

lo a simple vista. Éstos se utilizaron con fines prácticos y mítico-religiosos.El observatorio prehistórico de Stonehenge, en Inglaterra, se construyó

con fines esencialmente religiosos. Consiste en un conjunto de enormesmonolitos que fueron transportados desde Gales, hace unos 4.000 años.Además, se observa un círculo con 56 agujeros, rodeando la estructura in-terior del observatorio.

Este observatorio se pudo utilizar como calendario, ya que permite de-terminar el comienzo de las estaciones. También sirve para seguir el movi-miento de la Luna en el cielo y, quizás, como predictor de eclipses.El caracol maya. Obsérvese el notable parecido con los

actuales observatorios.

LA ALBORADA DE LA ASTRONOMÍA

Formación prehistórica de monolitos en Stonehenge, Inglaterra. Posiblemente fue utilizado como observatorio astronómico




Los sumerios inventaron la escritura cuneiforme

Hace unos 6.000 años, en Sumer, sobre el Golfo Pérsico, los sumeriosinventaron la escritura cuneiforme. Los caracteres, impresos sobre tablillasde arcilla, tienen forma de cuña, de allí su nombre.

Con la escritura se desarrollaron las ciencias: la Matemática para proyec-

tar edificios; la Astronomía, para medir el tiempo y entender los cielos; laMedicina, para curar las enfermedades.

Los pueblos babilónicos desarrollaron la astrología

La Astronomía babilónica era, principalmente, astrología. Los habitan-tes de la Mesopotamia eran adoradores de las estrellas, como los del perío-do sumerio. Usaban un calendario lunisolar.

El pueblo babilónico, como el egipcio, parece haber llegado a la ideade que el Universo es un espacio cerrado con los límites materiales biendefinidos, teniendo por suelo a la Tierra y por cúpula al firmamento. Este

concepto de un Universo finito y cerrado se conservó hasta el siglo XVII.

Los chinos realizaron valiosas observaciones astronómicas

Los astrónomos chinos observaron fenómenos celestes extraordinarios,cuya descripción ha llegado hasta nuestros días. La antigua Astronomía es-telar china difiere mucho de la babilónica y de la occidental. Por ejemplo,el ecuador celeste se dividía en 28 “casas” y el número de constelacionesascendía a 284. Utilizaban un año lunisolar con un ciclo de 19 años. Creíanque los eclipses ocurrían porque el Sol y la Luna, a veces, eran devoradospor dragones.

A partir del 1700 a.C., durante la China Imperial, el mundo se represen-taba como un carro. La Tierra (cuadrada) es la caja, y el cielo (redondo) esel dosel. El Río Celeste (la Vía Láctea) fluía sobre sus cabezas. Los chinos seubicaban sobre la tierra en el lugar central, al que denominaban el País delmedio.

Los incas Los incas, como muchos otros pueblos antiguos,

realizaron observaciones de los fenómenos celestes

más notables. Delinearon algunas constelaciones enel cielo, las que recibieron nombres de animales. Ob-servaron la salida y puesta del Sol a lo largo del añopara determinar el comienzo de las estaciones, confines agrícolas. También registraron el movimiento dela Luna y elaboraron un calendario lunar para las fies-tas religiosas. Sobre los eclipses solares, creían que unpuma intentaba devorar a Inti (dios del Sol).

El Qori-Kancha o Templo del Sol, en Cuzco, capital del Imperio incaico. Los españolesdestruyeron parte del templo y sobre sus restos construyeron la Iglesia de Santo Domingo.

Esquema egipcio que representa la C reación. Al centroestá Shu, el dios de la luz y del aire. Sostiene a Nut, ladiosa del cielo, mientras el dios de la Tierra (Geb) estáreclinado en el piso. Algunas deidades menores prestansu ayuda.

INVESTIGA¿Cuáles fueron los principalesinstrumentos que se utilizaron

en Astronomía antes de lainvención del telescopio?




No todos los astros presentan el mismo brillo

Cuando miramos las estrellas podemos percibir que se diferencian porsus brillos, siendo algunas más brillantes que otras.

Desde la antigüedad, el brillo aparente de los astros se clasificó en gruposque se designan como magnitudes aparentes. El brillo de los astros que vemosen el cielo no es el real, porque ellos se encuentran a diferentes distancias denosotros. La magnitud aparente, entonces, se refiere al brillo observado.

Hiparco de Nicea (¿? – 127 a.C) clasificó a las estrellas por su brillo en seiscategorías. A cada grupo lo designó con un número entre 1 y 6. Las estre-llas más brillantes del cielo, que son las primeras en observarse después

de la puesta del Sol, fueron designadas como de primera magnitud (o demagnitud 1) y las menos brillantes, como estrellas de sexta magnitud (o demagnitud 6). Por esta razón, a los astros más brillantes del cielo le corres-ponden números de magnitudes más pequeñas y a los menos brillantes,números de magnitudes más grandes. En 1609 cuando Galileo apuntó sutelescopio al cielo descubrió que existen estrellas de menor brillo de lasque se pueden observar a simple vista. A dichas estrellas se le designannúmeros de magnitud mayores al 6.

Con la construcción de telescopios con más aumentos, se percibieronastros cada vez más débiles en brillo, los que fueron clasificados con mag-nitudes cada vez mayores. Actualmente, el telescopio espacial Hubble de-tecta astros con magnitudes cercanas a 30. (fig. 2)

Los astros más brillantes tienen magnitudes negativas

Los primeros astrónomos apreciaban el brillo de los astros sin instru-mentos. Este hecho introdujo errores en la designación de las magnitudesque deben corresponder a cada astro.

Los astrónomos del siglo XIX, utilizando telescopios y fotómetros, lo-graron comparar brillos en forma muy precisa. Descubrieron que el brillode todas las estrellas a las que Hiparco había clasificado como de primeramagnitud, no era exactamente el mismo. Desde entonces, los astros másbrillantes que los de primera magnitud estándar se clasifican dentro de las

magnitudes negativas. Así, la magnitud aparente de la estrella más brillan-te del cielo (Sirio) vale –1,46.

Dos astros que dieren en una magnitud tienen unadiferencia de brillo de 2,5 veces

En 1856, el astrónomo inglés Norman Pogson (1829- 1891) propuso de-finir con mayor claridad la escala de magnitudes aparentes utilizada hastaEsquema que representa la escala de magnitudes aparentes

LAS LUCES DEL CIELO

d e

l a R e v i s t a “ S k y a n

d T e

l e s c o p

e ”




aquel momento. Estableció que una diferencia de cinco magnitudes entredos astros cualquiera, se corresponde con una diferencia de brillo de 100 a 1.Así, una estrella de magnitud 7 se observa unas 100 veces menos brillanteque otra de magnitud 2.

Pogson calculó que entre dos magnitudes consecutivas, la diferencia de

brillo es igual a 5√ 100 es decir, aproximadamente 2,512 veces.

A partir de este valor se puede calcular cualquier diferencia de brillo, dela siguiente manera:

entre ellos es de 2,512 X 2,512 (2,5122); esto es, 6,3 veces.

entre ellos es de 2,512 X 2,512 X 2,512 X 2,512 (2,5124); vale decirunas 40 veces.

Así, se deduce que el cálculo de cualquier diferencia de brillo se puederealizar a partir de la ecuación siguiente:

Diferencia de brillo = 2,512 (diferencia de magnitudes entre los dos astros)

En la actualidad, los instrumentos de alta precisión, permiten establecerdiferencias de brillo equivalentes a décimas o centésimas de magnitud. Porello, es común utilizar las magnitudes decimales. (cuadros 1 y 2)

Magnitud y brillo

Diferencia demagnitud

Razón de brillos(o intensidades)

0,1 1,0960,2 1,202

0,3 1,318

0,4 1,445

0,5 1,585

1 2,512

2 6,310

3 15,85

4 39,81

5 100,0

Cuadro Nº 1

Un ejemplo práctico

a) De las estrellas del cuadro 2 ¿Cuál es la estrella más brillante

del cielo?

Sirio es la estrella de mayor brillo porque es la que tiene el menornúmero de magnitud (- 1,46)

b) De las estrellas del cuadro 2 ¿Cuál es la estrella menos brillante?

Régulo es la estrella menos brillante de la lista porque tiene el me-nor número de magnitud (+ 1,35)

c) Ordenar las estrellas del cuadro 2 de mayor a menor brillo:

Sirio, Canopus, Arturo, Rigil Kentaro, Proción, Betelgeuse, Pollux,

Acrux y Régulo. Ordenar las estrellas de mayor a menor brillo es lomismo que ordenar sus magnitudes en forma creciente.

d) Si la magnitud del planeta Urano es 5,5 ¿cuál es la diferencia

de brillo con la estrella Betelgeuse?

Primero encuentro la diferencia de magnitudes entre Urano y Be-telgeuse: 5,5 – 0,5 = 5

Luego calculo la diferencia de brillo: 2,5125 = 100 (cuadro 1) - Sig-nifica que Betelgeuse es 100 veces más brillante que Urano.

Las estrellas más

brillantes del cielo

Estrella m

Sirio - 1,46

Régulo + 1,35

Proción + 0,38

Betelgeuse + 0,5

Rigil Kentaro - 0,01

Acrux + 1,33

Pollux + 1,14

Canopus - 0,72

Arturo - 0,04

Cuadro Nº 2




La esfera celeste es una construccióngeométrica

Los astrónomos hacen uso de una esfera imaginariaen cuyo centro está la Tierra con un observador cual-quiera. El radio es arbitrario y no muy grande, porquepara las mediciones de la posición de los astros, lasdistancias reales no juegan ningún papel destacado.Sobre su superficie interna se proyectan las imágenesde los astros. Esta esfera convencional, que es sólo una

construcción geométrica imaginaria, se llama esfera ce-leste.

La esfera celeste se representa de acuerdo al lugardonde se encuentra un observador. Por ello, para surepresentación es necesario conocer la latitud de eselugar.

Puntos, rectas y planos que se trazan en una esfera celeste El primer elemento que podemos trazar en dicha esfera es la vertical.

Esta recta sigue, aproximadamente, la dirección del hilo de una plomada y

pasa por el observador.El punto de intersección entre la vertical y la esfera celeste, se encuentra

exactamente sobre la cabeza del observador y se denomina cenit. El puntoque se encuentra exactamente debajo del observador, en la intersecciónde la vertical con la esfera celeste, es el nadir. (fig. 3)

El plano perpendicular a la vertical y que pasa por el centro de la Tierra,al intersecarse con la esfera celeste determina una circunferencia máximaque se denomina horizonte astronómico. Este plano divide al cielo en dospartes iguales, la superior es el cielo visible para el observador mientrasque la inferior es la bóveda invisible. (fig. 4)

Se denomina eje del mundo a la recta que es la prolongación del eje derotación terrestre. La inclinación de esta recta depende de la posición del

observador sobre la superficie terrestre (latitud). El eje del mundo siemprese inclina el mismo ángulo de la latitud del lugar de observación.

Los puntos de intersección entre el eje del mundo y la esfera celeste,son los polos celestes. El polo celeste que se ubica en el cielo visible delobservador, es el que corresponde al hemisferio donde éste se encuentra.Por ejemplo, para el caso de Montevideo, el polo celeste sur se encuentra a35º sobre el horizonte astronómico. Los polos celestes se mantienen inmó-viles, a pesar de que la esfera celeste rota lentamente alrededor del eje delmundo. (fig. 5)

CONSTRUYENDO EL CIELO

Representación del cielo como una esfera que nos rodea

Fig. 3Fig. 5

Fig. 3

Horizonte astronómico.

Fig. 4

Fig. 3

Cenit y Nadir

Fig. 3

Cenit y Nadir.

Polos celestes.




Fig. 7

Puntos cardinales.

Fig. 3Fig. 6

El plano perpendicular al eje del mundo y que pasa por el centro dela Tierra, al intersecarse con la esfera celeste determina una circunferen-cia máxima que se llama ecuador celeste. Este plano divide al cielo en dossemiesferas que reciben el nombre de hemisferios celestes sur y norte, res-pectivamente. La inclinación del ecuador celeste con respecto al horizonteastronómico, para cualquier observador, se puede calcular encontrando la

diferencia entre 90º y la latitud del lugar de observación. (fig. 6)

Los puntos de intersección entre el ecuador celeste y el horizonte astro-nómico son los puntos cardinales Este y Oeste.

El plano que contiene al observador, a su cenit y a los polos celestes, seinterseca con la esfera celeste determinando otro círculo máximo denomi-nado meridiano local.

Los puntos de intersección entre el meridiano local y el horizonte astro-nómico son los puntos cardinales Sur y Norte. (fig. 7)

Las circunferencias menores de la esfera que son paralelas al ecuadorceleste se denominan paralelos celestes.

Construcción de la esfera celeste para la ciudad de La Paz, Bolivia: latitud 16º S

1 - Construimos el círculo querepresenta el cielo y en cuyocentro se encuentra el obser-vador.

2 - Trazamos la vertical y el plano

del horizonte astronómico(color gris)

3 - Trazamos la línea del eje delmundo con una inclinaciónigual al valor de la latitud(16º). El polo celeste elevadoes el Sur porque La Paz es unaciudad que está en el hemis-ferio sur de la Tierra.

4 - Dibujamos el plano del ecua-

dor celeste , perpendicular aleje del mundo por el centrode la esfera. Su inclinaciónrespecto al horizonte astro-nómico es 74º que surge decalcular 90º - 16º = 74º

5 - Representamos los cuatro puntos cardinales: Este y Oeste en la intersección del ecuador celeste con elhorizonte astronómico. Norte y Sur en la intersección del horizonte astronómico con el meridiano local.


Ecuador celeste.




El cielo, aparentemente, realiza un girocompleto en 24 horas

Todos los astros participan del movimiento delcielo. Ese movimiento hace que diariamente veamoscómo los astros salen, se elevan hasta alcanzar su máxi-ma altura, para luego bajar hasta desaparecer tras elhorizonte. Sin embargo, es un movimiento que realizael cielo en su conjunto, que se denomina MovimientoGeneral Diurno (MGD).

La observación del cielo durante unas horas nosenseña que la esfera celeste parece girar lentamente.Al mirar cerca del horizonte, vemos que hay una zonadonde los astros van desapareciendo (ocultación),mientras que del lado opuesto surgen astros (salida).

El movimiento del cielo es aparente, circular y retrógrado

El movimiento del cielo presenta las siguientes características:

es general, debido a que participan todos los astros en su conjunto.

es diurno, ya que se completa en 24 horas sidéreas, o lo que es lomismo, en un día.

es aparente, porque es una ilusión causada por la rotación terrestre.Durante varios milenios el hombre creyó que la bóveda celeste en-tera giraba alrededor de la Tierra, completando un giro en 24 horas.Pero, desde hace algunos siglos, sabemos que en realidad es nuestroplaneta el que gira sobre su eje una vez por día, provocando la apa-riencia del movimiento de la esfera celeste.

es retrógrado, ya que el sentido de este movimiento es de orientea occidente, es decir contrario a la rotación terrestre. Como conse-cuencia, todos los astros salen por la zona del horizonte que llama-mos oriente y se ocultan por occidente.Un observador ubicado en cualquier lugar de nuestro hemisferio,y que mire en dirección sur, ve que todos los astros giran en sen-tido horario y alrededor de un punto imaginario. Por el contrario,si mira en dirección norte, le parece que se mueven en sentidoantihorario.

TODO PARECE GIRAR

INVESTIGA¿Cómo se obtiene unafotografía de largaexposición?

¿Qué utilidad tiene en laAstronomía?

Si puedes conseguir unacámara que permita obtenereste tipo de fotografías, teproponemos que hagas algunaspruebas con ella.

Fotografía artística que ilustra el MGD. La técnica de la fotografía de larga exposición,empleada para obtener esta imagen, permite registrar el movimiento que realiza elcielo constantemente.

CONCEPTOS CIENTÍFICOS

-




es circular , debido a que un observador del hemisferio sur, verá que to-dos los astros describen circunferencias concéntricas al polo celeste sur.Si el observador se encuentra en el hemisferio norte verá que el movi-miento de todos lo astros tiene centro común en el polo celeste norte.

es paralelo, porque las trayectorias circulares que describen todos

los astros en el cielo son paralelas al ecuador celeste. Teniendo encuenta esta característica, podemos agregar que la trayectoria decualquier astro coincide con un paralelo celeste.

es constante, ya que la esfera celeste se mueve con velocidad angu-

lar uniforme. Esto da la impresión de que cualquier astro describeuna circunferencia por día. Un cálculo matemático permite deducirque el movimiento aparente de la esfera celeste es de 15º por hora.

Te proponemos oír...

Sirio !" $%&' (&)*+'* ()+,"-.

Aldebarán !" /'0&

Recuerdos de Orión !" /12%3+'.4+1")0

Pintando el cielo con estrellas !" /'0&

Anywhere is !" /'0&

! #$%&'$()*'&+ ,$#-

• 2001: Una odisea espacial

Encuentro con la música y el cine:

“Tengo... una terrible nece!

sidad... ¿diré la palabra?... dereligión. Entonces salgo por la

noche y pinto las estrellas.”

52'-"'. 6&' 7+48

Al realizar una observación sobre la constelación deOrión, determiné que la estrella Rigel se movió 30ºen su paralelo celeste.

a) Describe las características del movimiento

aparente observado en la estrella Rigel

Rigel se movió de oriente a occidente (sentido re-

trógrado) describiendo un arco de circunferencia

paralelo al ecuador y cuyo centro es el polo celeste

sur, a una velocidad constante de 15º por hora.

b) Si la observación comenzó a la hora 21:30¿Cuánto tiempo duró la observación?

Si Rigel se movió 30º en su paralelo celeste mien-

tras duró la observación, significa que estuve

observándola durante 2 horas porque las estrellas

se mueven a razón de 15º por hora: 15º x 2 = 30º.

c) ¿A qué hora terminé la observación?

Si la observación comenzó a la hora 21:30 y estuve

observando a Rigel durante 2 horas (por la respues-

ta anterior), terminé la observación a las 23:30 ho-

ras.

d) ¿Cuánto se desplazará Rigel durante 3 horas?

Se desplazará 45º en su paralelo celeste porque la

velocidad del movimiento aparente de los astros esde 15º por hora: 15º x 3 = 45º.





CAMINOS EN EL CIELO

ASTROS PERPETUAMENTEINVISIBLES

En el segundo, están los astros cuyaculminación superior ocurre en la bó-veda invisible del observador. Perma-necen siempre ocultos porque sustrayectorias nunca cruzan el horizon-te. Es el grupo de los astros perpe- tuamente invisibles. En Uruguay, sonejemplos de este grupo las estrellasde la Osa Menor.

ASTROS PERIÓDICAMENTEVISIBLES

En el último grupo, aparecen losastros cuya culminación superiorse produce en la bóveda visible,mientras que su culminación in-ferior se produce en la bóvedainvisible. Estos astros cruzan elhorizonte dos veces al día, al sa-lir y al ocultarse. Forman el grupode los astros periódicamente visibles. Para un observador en Uru-guay, son ejemplos de este grupolas estrellas de la constelacióndel Can Mayor.

ASTROS PERPETUAMENTEVISIBLES

En el primer grupo, encontramosa los astros cuya culminación in-ferior ocurre en la bóveda visibledel observador. Por lo tanto, sustrayectorias nunca cruzan el ho-rizonte, permaneciendo siempresobre él. Se llaman astros per- petuamente visibles. En Uruguay,un ejemplo de este grupo son lasestrellas que componen la Cruzdel Sur.

Vimos que todos los astros visibles, al moverse en forma aparente porel cielo, describen recorridos circulares y paralelos al ecuador celeste. El esquema que aparece a la izquierda muestra la trayectoria de una estre-lla perteneciente al hemisferio celeste sur. Todas los astros pertenecientesa este hemisferio describen trayectorias en la semiesfera que contiene alpolo celeste sur.

El punto donde la estrella pasa de la bóveda invisible a la bóveda visiblees el punto de salida del astro. Se ubica en el punto de intersección entre latrayectoria del astro y el horizonte oriental. Por su parte, el lugar por dondeéste se oculta, se ubica en el punto de intersección entre su trayectoria y elhorizonte occidental.

Se llaman culminaciones de un astro a los pasos que éste realiza por elplano del meridiano local en su movimiento diurno. Por lo tanto, el puntomás elevado de la trayectoria de un astro se encuentra en el plano meridia-no y se denomina culminación superior ; el punto opuesto es la culminacióninferior . (fig. 8)

Desde nuestra latitud (30º a 35º S), los astros pueden clasificarse en tres grupos de acuerdo a sus trayectorias:

Fig. 8

Culminaciones de un astro




Orientarse es determinar la dirección al oriente, desde un lugar cual-quiera de la Tierra (que no coincida con los polos geográficos) respecto aun punto cardinal.

Podemos orientarnos con el Sol

La posición de los puntos cardinales se puede determinar utilizando elmétodo gnomon. El procedimiento consiste en la colocación de una varillaen forma vertical sobre una superficie plana. (fig. 9)

Antes del mediodía se debe marcar en dicha superficie la sombra que

arroje la varilla. Luego, se traza un arco de circunferencia con centro en elpunto de apoyo de la varilla y con un radio de igual longitud que la sombramarcada anteriormente.

Durante la tarde, se realizará una nueva marca en el momento en que lalongitud de otra sombra coincida con el radio del arco trazado. Quedará asídeterminado un ángulo cuyo vértice está en la base de la varilla.

Con el trazado de la bisectriz de dicho ángulo se determina la direcciónnorte-sur, razón por la cual, siempre que la sombra de la varilla se proyectesobre esta recta, señalará el punto cardinal Sur.

Otra forma de orientase con el Sol, consiste en la observación de loslugares de salida o puesta del mismo a lo largo del año.

Los puntos de salida y puesta del centro del disco solar en las fechas

de los dos equinoccios, son los puntos cardinales Este y Oeste, respectiva-mente. Las fechas de los equinoccios corresponden aproximadamente conel 21 de marzo y el 23 de setiembre. La observación de las salidas y puestasdel Sol en fechas cercanas a las anteriormente mencionadas, darán unaaproximación bastante buena de los puntos cardinales Este y Oeste. Perosi la observación se realiza en fechas lejanas a los equinoccios, la determi-nación de esos puntos es bastante imprecisa.

La Cruz del Sur nos ayuda a determinar el Sur

Para ubicar el punto cardinal Sur, desde un lugar del hemisferio austral,

se puede utilizar la constelación de la Cruz del Sur. La distancia entre lasestrellas α y γ de dicha constelación, suele denominarse “palo mayor” dela Cruz.

Si se prolonga la longitud de dicho palo unas cuatro veces y media enla dirección de la estrella Acrux, se obtiene la posición aproximada del poloceleste sur. La proyección de dicho punto en el horizonte determinará elpunto cardinal Sur. (fig. 10)

Siempre que estemos mirando hacia el Sur, a nuestras espaldas estará elpunto cardinal Norte, a nuestra izquierda el Este y a la derecha el Oeste.

BUSCANDO EL ORIENTE

Fig. 9

Durante la mañana se trazan círculos

cuyos radios tienen la longitud de lasombra de la varilla. Por la tarde se di-bujan las sombras que coinciden conlos radios de las circunferencias traza-das. La bisectriz del ángulo AOB señalala dirección nor te-sur.

Fig. 10

Al prolongar 4 ½ veces el palo mayorde la Cruz del Sur se obtiene el polo ce-leste sur (PCS). Proyectando ese puntohasta el horizonte, se obtiene el Sur.




Con Achernar y Agena también encontramos el Sur

Este método consiste en trazar un segmento de recta imaginario queparta de la estrella Achernar (α Eridanus) y termine en Agena (β Centaurii).El punto medio de ese segmento se corresponde, aproximadamente, conla posición del polo celeste sur. Habiendo encontrado este punto, para

ubicar el punto cardinal Sur se procede de la misma forma que cuando seutiliza la Cruz del Sur.

La región del cielo donde aparece proyectado el polo celeste sur es unárea despoblada de estrellas brillantes que pertenece a la constelación delOctante. El polo celeste norte coincide con una estrella de segunda mag-nitud de la constelación de la Osa Menor. Por ese motivo se la denominóPolaris (estrella polar).

Orión nos ayuda a determinar el Este y el Oeste

Para ubicar los puntos cardinales Este u Oeste se puede utilizar a laconstelación de Orión. Para que la determinación de dichos puntos tengacierta precisión, Orión debe observarse poco tiempo después de su salidao muy próximo a su puesta.

La estrella Mintaka, una de las Tres Marías en el cinturón de Orión, tienela particularidad de situarse prácticamente sobre el ecuador celeste. Estehecho determina que su punto de salida coincida, aproximadamente, conel punto cardinal Este; mientras que el punto del horizonte por donde seoculta es, aproximadamente, el Oeste. (fig. 11)

Desde un lugar con latitud 27º S observé la cons-telación de la Cruz del Sur según ilustra la imagensiguiente.

b) Indica la altura del polo celeste sur.

La altura es 27º porque el polo celeste siempretiene una altura igual al valor de la latitud del ob-servador.

c) Dibuja la Cruz del Sur 2 horas después de esta

observación.

La Cruz del Sur se mueve conforme a las caracte-rísticas del MGD, realizando un movimiento cir-cular uniforme alrededor del polo celeste sur, en

sentido retrógrado (horario visto desde el Sur) ya razón de 15º por hora por lo que en dos horasse habrá desplazado 30º (15º x 2). Utilizando uncompás y haciendo centro en el polo celeste, tra-zo los arcos de las trayectorias aparentes de lasestrellas de la Cruz del Sur (en sentido horario).Con un semicírculo determino el ángulo de 30º ydibujo las estrellas de la Cruz del Sur en la posi-ción que se encontrarán dos horas después.

a) Determina la posición del punto cardinal Sur.

Para encontrar el polo celeste sur prolongo la longi-

tud del palo mayor de la Cruz del Sur, hacia Acrux,

4,5 veces. Luego proyecto ese punto al horizonte y

determino el Sur.

Fig. 11

El punto cardinal Este está en la inter-sección del Ecuador Celeste (línea roja)con el horizonte.


1

2

30º PoloCelesteSur




Un mapa celeste o carta estelar es una representación de todo o de unaparte del cielo. Como sucede con los mapas geográficos, las cartas estela-res presentan ciertas deformaciones, como consecuencia de ser represen-taciones planas de superficies curvas.

Pueden presentar distintos aspectos, dependiendo de la proyecciónutilizada para construirlos, de la zona de la esfera celeste que representeno de la cantidad de magnitudes estelares que abarquen.

La razón que justifica el empleo de distintas proyecciones (ya estereo-gráficas, ya cilíndricas) para representar toda la esfera celeste, es el hechode evitar las deformaciones propias de aplanar una superficie esférica.

CON LAS CARTAS SOBRE LA MESA

CARTA ESTELAR DE LA REGIÓN CIRCUMPOLAR SUR




CARTA ESTELAR DE LA REGIÓN ECUATORIAL

Á

Á

Ó

Ó

É

Í

Ó

Aldebarán

BOREAL




Ó

Á

É



23/28


24/28


25/28


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Documents

Capítulo 2, Astrolabio..pdf