enigmas del universo

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Trabajo de investigación realizado por Pablo de la Fuente, alumno de 2º ESO del IES dr. Fleming sobre la Astronomia. Destacan sus observaciones con el TAD (Telescopio Abierto Divulgación) de Canarias.

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Los enigmas del Universo

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Autor: Pablo de la Fuente

Tutora: Esther Fernández

IES Dr Fleming (Oviedo)

"Todos los hombres desean por naturaleza saber”

Aristóteles

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Los enigmas del Universo

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Índice

ÍNDICE ......................................................................................................... 3

RESUMEN .................................................................................................... 4

INTRODUCCIÓN. .......................................................................................... 5

OBJETIVOS .................................................................................................. 6

METODOLOGÍA ........................................................................................... 6

ALGO DE HISTORIA ...................................................................................... 7

TIPOS DE TELESCOPIOS .............................................................................. 10

TELESCOPIOS PARA OBSERVATORIOS PROFESIONALES ............................. 12

¿QUÉ ES EL TAD? ....................................................................................... 12

¿QUÉ ES LA MAGNITUD DE UN OBJETO CELESTE? ...................................... 13

ASTRONOMÍA DIURNA .............................................................................. 14

MIS OBSERVACIONES ................................................................................ 16

FOTOGRAFÍAS REALIZADAS CON EL TAD .................................................... 16

CONCLUSIONES: ........................................................................................ 18

BIBLIOGRAFÍA ........................................................................................... 18

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Los enigmas del Universo

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Resumen Este trabajo, es una introducción a la Astronomía y con él se pretende

acercar esta ciencia a la gente un poco más, demostrando que, con

pocos medios, como son, el acceso a internet y un telescopio

relativamente sencillo, se pueden ir haciendo pequeños descubrimientos

al comprobar cómo mirando una pequeña parte de nuestro cielo, donde

parece no haber nada, hay muchísima naturaleza que investigar.

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Los enigmas del Universo

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Introducción.

Lo que se ve a simple vista no es nada comparado con lo que se puede ver

con un telescopio, y es a partir de mi actividad con el telescopio que sentí

la necesidad de plasmar en un texto las bases que me permitieran seguir

profundizando en el estudio del Universo.

Mi interés por la Astronomía se remonta a hace cuatro años. Desde

pequeño, el hecho de mirar el cielo durante las noches me fascinaba, ver la

Luna llena o en una de sus fases, observar las constelaciones o la lluvia de

estrellas despertaba mi curiosidad. Y aún era más apasionante poder

hacerlo a través de un telescopio. Mi primer telescopio, fue un telescopio

reflector, con él pude observar con más atención los cráteres de la Luna,

los planetas, y los cúmulos de estrellas. Después compre un telescopio

catadióptrico, con el pude observar las nebulosas y poder hacer fotografías

con mayor nitidez y calidad de imagen.

Finalmente en el IES la profesora de Ciencias de la Naturaleza, conocedora

de mi interés y afición por la Astronomía me habló del TAD1 y me animó a

que realizara un trabajo de investigación, fue entonces, con todo el

tiempo de vacaciones por delante cuando me puse a investigar en el cielo

de Canarias, y de allí al espacio estelar.

El TAD era una buena ocasión para adentrarme en el mundo de la

astronomía

Para mis observaciones me fue de gran utilidad el programa Stellarium2,

el cuál me sirvió de base para familiarizarme con la posición de las estrellas

y poder así realizar los cálculos que me permitieran orientar el telescopio,

el virtual del TAD, o el mío.

Como todo trabajo laborioso, requirió mucho esfuerzo y dedicación. A

pesar de las dificultades, nunca me dejé vencer, pues la ilusión de observar

me fascina.

Con mi trabajo pretendo despertar en los demás, profesores, amigos y

familia el deseo de conocer una parte del Universo, demostrar que puede

estar a nuestro alcance.

1 http://www.ot-tad.com/ Telescopio Abierto Divulgación del Observatorio de Teide

2 http://www.stellarium.org/es/ Planetario, muestra un cielo realista en 3D tal como se aprecia a

simple vista, o con telescopio.

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Objetivos

Objetivo principal

Extender y acercar a las personas a la Astronomía y fomentar esta

ciencia.

Objetivos específicos

Aprender a diferenciar los tipos de telescopios, las estrellas de

planetas, los cúmulos globulares de los cúmulos abiertos, etc.

Iniciarse en el protocolo de un trabajo científico.

Aprender a trabajar con rigurosidad.

Metodología

Para que podamos observar algunas de las maravillas del cielo nocturno,

los pasos a seguir son:

Para el trabajo realizado con el TAD

1. Descargar el programa Stellarium para obtener las coordenadas.

2. Registrarme en la web del Reservar una hora para observar las

estrellas con el TAD.

3. Meter las coordenadas del objeto a fotografiar en el TAD.

4. Observar los objetos celestes señalados y hacer las fotos.

Para el trabajo realizado con mi telescopio

Esperar una noche clara y enfocar a las estrellas, realizar las fotografías.

Investigación bibliográfica, básicamente consultas a través de

internet

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Algo de historia

Desde la época de los egipcios hasta hoy en día se ha estado observando

el cielo. La curiosidad de nuestra especie por saber lo que había allí fuera,

y la dificultad para explicarlo hizo que se recurriera a la superstición.

Muchos años después se sentaron las bases científicas de la Astronomía,

a partir de la observación rigurosa,

¿Qué es la teoría geocéntrica y la teoría heliocéntrica?

La teoría geocéntrica propuesta por los antiguos griegos dice que la

Tierra está en el centro del Universo y las estrellas, el Sol, los planetas

y la Luna giran alrededor de la Tierra.

La teoría heliocéntrica propuesta por Nicolás Copérnico dice que el

Sol está en el centro del Universo y los planetas giran alrededor de él.

Esta teoría fue apoyada en 1610 por Galileo Galilei que observó con

su telescopio el movimiento de los planetas y sus lunas.

Las creencias geocentristas apoyadas por grupos religiosos y políticos

impusieron durante muchos siglos un sistema erróneo, impidiendo

además el análisis y el estudio de otras teorías. Hoy, la evolución y difusión

de las teorías científicas han llevado a la definitiva separación entre la

superstición (Astrología) y la ciencia (Astronomía). Esta evolución no ha

ocurrido pacíficamente, muchos de los primeros astrónomos "científicos"

fueron perseguidos, juzgados e incluso condenados a muerte como

Giordano Bruno (1548-1600).

Ahora sabemos que ninguna de las teorías es correcta. El Sol no es el

centro del Universo, es una estrella más bien pequeña que está en una

esquina de nuestra Galaxia, la Vía Láctea.

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Pioneros y pioneras de la astronomía

La astronomía es una ciencia que ha fascinado desde muchísimo tiempo,

desde final del Neolítico nos han llegado menhires y alineamientos de

piedras, la mayor parte de ellos orientados hacia el sol naciente, aunque

no de manera exacta sino siempre con una desviación de algunos grados.

Monumento megalítico de Stonehenge

Pero en este apartado solamente mencionaré algunos astrónomos/as

que hicieron historia y que despertaron mi admiración.

Galileo Galilei. 1564 -1642 Italia.

Descubrió que la Luna no era lisa, miro la Vía Láctea y observó que

estaba formada de millones de estrellas, fue el primero que

apuntó a Júpiter con un telescopio y observó que tenía cuatro

lunas girando alrededor de él, demostró que los planetas estaban

más cerca que las estrellas.

Isaac Newton 1643 1727

Descubrió la fuerza que atraía los objetos a la Tierra y formuló la

ley de la gravedad, así como las tres leyes del movimiento, explico

que la Luna causa las mareas en la Tierra, como consecuencia de la

atracción gravitatoria y descubrió el espectro de color que se

observa cuando la luz blanca pasa por un prisma

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Los enigmas del Universo

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¿Contribuyeron las mujeres al mundo de la Astronomía?

El papel de las mujeres en la Astronomía fue muy importante con su

dedicación y amor a la Ciencia nos aportaron muchas cosas, Hipatia de

Alejandria (335-415), cuya vida se muestra en la película de Amenabar,

Maria Cunitz (1610-1664) que, con su libro Urania Propicia, popularizó la

Astronomía de Kepler, Antonia Maury (1866-1952) que desarrolló su

propio sistema de clasificación espectral, Henrietta Leavitt (1868-1921)

que descubrió la relación entre el periodo y la luminosidad para las

estrellas Cefeidas o Vera Rubin (1928- ) cuyos estudios sobre los

movimientos de las galaxias espirales indicaron la existencia de una alta

proporción de materia oscura en el Universo. Sin ellas la astronomía no

sería como la conocemos hoy.

Einstein junto al personal del observatorio Yerkes en 1921. Sorprende la proporción de mujeres.

Caroline Lucretia Herschel 1750- 1848 Alemania

Descubrió ocho cometas entre los que destaca el correo

35P/Herschel-Rigollet, que lleva su nombre. A los 85 años,

recibió el nombramiento de miembro honorario de la

Royal Astronomical Society.

En su honor llevan su nombre el cráter de la Luna (Ø13km,

34.5N 31.2W) C.Herschel y un asteroide 281 Lucretia

Annie Jump Cannon 1863-1941 Estados Unidos de América

Desde el Harvard College Observatory descubrió

300 estrellas variables. Colaboró en la preparación

del gran catálogo estelar Henry Draper.

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Los enigmas del Universo

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Tipos de telescopios Hay varios tipos de telescopios los refractores, los newtonianos o

reflectores, y los catadióptricos. Aquí explicaremos brevemente sus

características.

Refractores

Los telescopios refractores fueron

los primeros telescopios el primero

que lo uso fue Galileo Galilei en el

siglo XVII, la luz entra por la lente

aumentando la imagen y llega hasta

el ocular

Son fáciles de transportar por ser

livianos y compactos;

Entre las ventajas que ofrecen los refractores están que al ser un tubo

cerrado no entra polvo o humedad en la trayectoria de los rayos de luz.

Reflectores

El telescopio reflector fue un invento de

Isaac Newton. Consta de un espejo

cóncavo (esférico o parabólico) en lugar de

una lente como objetivo.

Telescopio reflector

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Los enigmas del Universo

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El esquema muestra la trayectoria de los rayos de luz los cuales llegan

paralelos a la superficie del espejo primario, donde rebotan hacia el

espejo secundario plano cuya misión consiste en desviar 90º los rayos

reflejados hacia el ocular.

. Catadióptricos

Un tercer grupo de instrumentos lo configuran aquellos que combinan

espejos cóncavos y lentes correctoras. Uno de ellos es el Newtoniano

Catadióptrico, similar al descripto anteriormente al que se le agrega una

lente en la entrada del ocular

Existen varias modelos los denominados Schmidt-

Cassegrain y los Maksutov, consistentes ambos en

un espejo primario como en los reflectores

tradicionales, los cuales poseen en la parte anterior

del instrumento una placa correctora..

Esquema Schmidt-Cassegrain

Catadióptrico Schmidt-Cassegrain

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Los enigmas del Universo

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Telescopios para observatorios profesionales

-Telescopios magic

Son telescopios capaces de captar rayos gamma), de muy alta energía,

que son muy difíciles de detectar con instrumentos situados a bordo de

satélites pues su débil flujo hace necesarias áreas de detección muy

grandes.

El de la fotografía se encuentran en

el Observatorio del Roque de los

Muchachos en la Palma, Islas

Canarias su diámetro es de 17 m.

Telescopios Ritchey-Chrétien

Están diseñados para conseguir imágenes de un gran campo, y de muy buena calidad pues prácticamente no presentan aberraciones.

Estos telescopios son los más utilizados en

los observatorios profesionales, el de la

fotografía corresponde al observatorio de

Calar Alto en Almería, pero hay algunas

marcas que proporciona estos tipos de

telescopios al alcance del aficionado o

veterano.

Telescopio Abierto Divulgación TAD El TAD es un telescopio totalmente robótico que se

puede controlar por internet, usando un simple

navegador web. Está instalado en el Observatorio

del Teide (Instituto de Astrofísica de Canarias,

Tenerife).

El TAD está formado por dos telescopios el TADn

(nocturno) y el TADs (solar). Esatan en

funcionamiento desde mediados del año 2011.

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Los enigmas del Universo

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La peculiaridad de este telescopio

es que no ha sido concebido solo

para uso de astrónomos

profesionales sino que cualquier

persona puede observar con este

telescopio.

Observatorio astronómico del Teide

¿Qué es la magnitud aparente de un cuerpo celeste? La magnitud aparente representada por el número (m) de un objeto es

una medida de la cantidad la luz que se recibe del objeto. Como la

cantidad de luz depende del grueso de la atmósfera, se normalizan a los

valores que tendrían, fuera de la atmósfera. La escala, tiene su origen en la

práctica helenística de dividir las estrellas visibles al ojo desnudo en seis

magnitudes, pues en un cielo totalmente oscuro, sin contaminación

lumínica, podemos ver los objetos de hasta la magnitud 6. El sistema

moderno no está limitado a 6 magnitudes. Los objetos realmente brillantes

tienen magnitudes negativas. Por ejemplo Sirius, la estrella más brillante,

tiene una magnitud aparente de -1,5.

Brillo. Aparente m

Objeto celeste

-26,8 Sol

-12,6 Luna llena

-4,4 Brillo máximo de Venus

-2,9 Brillo máximo de Júpiter

-2,8 Brillo máximo de Marte

-1,9 Brillo máximo de Mercurio

-1,5 Estrella más brillante: Sirio

-0,24 Brillo máximo de Saturno

+3,0 Estrellas débiles que son visibles en una vecindad urbana

+6,0 Estrellas débiles visibles al ojo humano

+12,6 Quasar más brillante

+30 Objetos más débiles observables con T. Espacial Hubble

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Los enigmas del Universo

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Astronomía diurna Es la Astronomía en la que el Sol adquiere el protagonismo. El Sol es una

estrella joven de magnitud -26,8, situado en el centro del Sistema solar,

planetas, cometas, meteoros y polvo giran a su alrededor. Se encuentra a

150 millones de km de la Tierra, es decir a 1 UA (unidad astronómica).

Esta formado por principalmente por hidrogeno, helio, oxígeno, carbono, hierro,

neón, nitrógeno, azufre, magnesio, silicio, y dada su masa en su interior, por

reacciones termonucleares solamente pueden formarse hasta el hierro.

Partes del sol

1. Núcleo

2. Zona radiactiva

3. Zona convectiva

4. Fotosfera

5. Cromosfera

6. Corona

7. Mancha solar

8. Granulación

9. Protuberancia

Manchas solares y número de Wolf

Dentro de la astronomía diurna, el estudio de las manchas solares tiene

gran interés. Las manchas solares son regiones del Sol con una

temperatura más baja y con una intensa actividad magnética. Están

formadas de dos partes: la umbra, parte más oscura rodeada por una zona

más clara la penumbra. Hay un periodo de 11 años en el que el Sol

cambia su polaridad y se produce una tormenta magnética o agujero en

la corona produciendo una eyección de masa coronal (CME), se produce

entonces un viento solar que nos llega a la Tierra entre 24 y 36 horas

después del suceso. Justamente en 2012 coincide este momento.

La actividad solar se mide a partir del recuento del número de manchas

solares visibles, mediante el índice de Wolf (o Sunspot Number).

La fórmula de Wolf es: W = K (10 G + f)

K= es un factor de corrección estadístico lo aplica el centro internacional

que coordina y reduce las observaciones. G= es el grupo de manchas que hay

en la fotosfera, f= es el número total de focos que hay en cada mancha.

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VIDEO DE LAS MANCHAS SOLARES

En la dirección de Youtube indicada más abajo, está el video que hice de

los cambios que se van produciendo en las manchas solares durante todo

el mes de Noviembre del 2011, en los primeros 6 días se puede apreciar el

cambio de la mancha solar 1339 una de las manchas más grandes de este

mes, esta mancha tiene 20 focos y cuando va evolucionando aparecen

más focos.

http://www.youtube.com/watch?v=N8Drw64eP-Y

El vídeo lo realicé a partir de Las fotografías de las manchas solares

tomadas de la siguiente página web: del National Solar Observatory.

http://www.nso.edu/latest_images/gong_current_int.jpg

En la parte superior de los fotogramas se puede ver el nombre de los

diferentes observatorios de los que proceden las fotos, eso es porque el

Gong (Global Oscillation Network Group ) no es solo un telescopio, son 6

telescopios repartidos por el mundo:

The Big Bear Solar Observatory en California, USA.·

The High Altitude Observatory at Mauna Loa en Hawaii, USA.·

The Learmonth Solar Observatory in Western Australia.·

The Udaipur Solar Observatory, en la India.·

El Observatorio del Teide en las Islas Canarias.

The Cerro Tololo Interamerican Observatory in Chile.

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Mis observaciones

Mis observaciones con el TAD (Telescopio Abierto Divulgación)

Para hacer las fotografías con el telescopio TAD cuyo uso es gratuito y a

disposición de todos los ciudadanos, tuve que registrarme en su página

web. Una vez conseguido el nombre de usuario y la contraseña sobre el

calendario se realiza la reserva de día y hora.

Una vez hecha, a la madrugada cuando todavía era de noche en Canarias

cogí el TAD y abrí las puertas del observatorio. Previamente gracias al

programa Stellarium, ya tenía claras las coordenadas del objeto que

quería ver y por tanto los parámetros con los que debería jugar. A través

de la webcam que tienen, instalada pude ver como el telescopio se

movía dirigiéndose al objeto cuyas coordenadas había introducido,

después con los mandos centré el objeto en el buscador del telescopio y

después con el tubo óptico y la cámara hice las fotografías, pero no es

solo eso antes de hacer las fotografías tuve que poner el telescopio a

10ºC para que la imagen fuera más nítida. Después quite el filtro que

tenía pues quería hacer la fotografía sin filtro; a continuación, indiqué el

tiempo de exposición y por fin apreté el botón para hacer la fotografía.

Fotografías realizadas con el TAD

Andrómeda (M 31)

Andrómeda es una de las galaxias más conocidas,

está en la constelación de Andrómeda al lado de

la constelación de Pegaso, tiene una magnitud de

3, es decir puede observarse a simple vista.

Cúmulo abierto (NGC 884)

NGC 884 es un cumulo abierto de magnitud 4.

Conocido también cómo χ Persei. Está situado

en la constelación de Perseo a una distancia de

algo más de 2300 parsecs (7600 años luz) del

Sol. Este cúmulo también puede verse a simple

vista pero no debe haber contaminación

lumínica.

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Mis observaciones con el telescopio Maksutov- Cassegrain

Júpiter

Este maravilloso planeta es el quinto planeta desde el Sol y el más grande

de todos ellos su diámetro es de 142.984 km y su masa es 318 veces la de

la Tierra. Es el que ofrece un mayor brillo a lo largo del año está formado

principalmente por hidrógeno y helio. Entre los detalles atmosféricos

destacan la Gran mancha roja, un enorme anticiclón situado en las

latitudes tropicales del hemisferio sur, y la estructura de nubes en bandas

brillantes y zonas oscura., Los vientos tienen una velocidad de unos 600

km/h, y se extienden a miles de kilómetros hacia el interior. Están

producidos por el calor interno del planeta, en vez de ser debidos a la

influencia del Sol, tal como ocurre en la Tierra.

Su órbita se sitúa aproximadamente a 5 UA, unos 750 ·106 Km del Sol.

En esta imagen hecha con mi telescopio un Maksutov- Cassegrain de

90mm de diámetro y 1250 de distancia focal, se aprecian las nubes de

Júpiter y la GMR (Gran Mancha Rojo) situada en la banda superior.

Telescopio Maksutov- Cassegrain

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Conclusiones:

-Gracias a la elaboración de este trabajo he podido profundizar y ampliar

mis conocimientos en el mudo de la Astronomía, ahora soy más

consciente de que apenas he empezado a ver un poquito de todo este

Universo que nos rodea, creo que esta será una afición que cultivaré el

resto de mi vida. También me dio la oportunidad de profundizar en el

manejo de programas informáticos y de tratamiento de la imagen.

- Gracias a este estudio puedo valorar más el esfuerzo físico e intelectual

que representó para los astrónomos/as de siglos pasados el descubrir y

analizar los enigmas que se escondían en el cielo.

He aprendido ha ordenar mis ideas, a tomar decisiones y cumplir con los

plazos del trabajo que me había propuesto.

Estoy contento de ofrecer este trabajo a mis padres, pues les agradezco

todas las horas que me dedicaron, llevándome por la noche a lugares

alejados de la ciudad y de su contaminación lumínica, así como su

paciencia y comprensión.

Y finalmente agradecer a todas las personas que han contribuido a que

este trabajo sea conocido y valorado.

Bibliografía

Parker Janet “Astronómica” Editorial: h.f.ullmann 1998

Páginas webs

http://aapod.astronomy.fm/ página con imágenes extraordinarias

http://www.iac.es/ Página del instituto astrofísico de Canarias

http://es.wikipedia.org Información sobre la biografía de científicos.

http://www.nso.edu/ Observatorio Solar Nacional.

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