German Puerta - Astronomia, Ciencia Explicada.pdf

GERMÁN PUERTA RESTREPO

© 2003, GERMÁN PUERTA RESTREPO © 2003, INTERMEDIO EDITORES, UNA DIVISIÓN DE CIRCULO DE LECTORES S.A.

Una realización de la Gerencia de Contenido de la CEET Editor general: Alberto Ramírez Santos Editor: Leonardo A. Archila R. Producción: Ricardo ZuluagaC. Diseño y diagramación: Adriana Amaya G. Diseño de carátula:Diego MartínezC. El Mllp8 de le Ll.n, péginas My67, y le CartB Celesre fueron gentilmente cedidas por el autor, quien conserva el derecho exclusivo de propiedad sd:R elles.

Licencia deEditorial Printer Latinoamericana Ltda. paraCírculo de Lectores S.A. AvenidaEldorado No. 79-34 Bogotá,Colombia Impresión y encuadernación:D'vinni Ltda. ISBN COLECCIÓN 958-28-1437-3 ISBN ÜBRA: 958-28-1462-4 A BCDEFGHIJ

Impreso en Colombia - Printed in Colombia

CONTENIDO

INTRODUCCIÓN

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EL BIG BANG Y EL DESTINO DEL UNIVERSO LCómo se llegó a la idea del Big Bang? La gran explosión

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LA VÍA LÁCTEA, UNA ESPIRAL DE LUZ EN EL UNIVERSO

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Mitos y leyendas de la Vía Láctea

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Planetas terrestres y jovianos

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EL SISTEMA SOLAR, NUESTRO BARRIO Origen del sistema solar

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Mercurio, el mensajero de los dioses ................... 40 Venus, el planeta ardiente

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El planeta Tierra, laboratorio de vida

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La Luna, el satélite natural de la Tierra Marte, el planeta rojo

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Los asteroides

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Júpiter. el policía del barrio

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Saturno, el señor de los anillos Urano

Plutón

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Los cometas Los eclipses

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Las distancias en el universo

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El universo a gran escala

LAS CONSTELACIONES El Zodiaco

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LAS COORDENADAS CELESTES El sistema altazimutal

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El sistema de coordenadas ecuatoriales LÍNEA DE TIEMPO DE LA ASTRONOMÍA

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GLOSARIO

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Nebulosas y cúmulos de estrellas Quasar

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EL ESPACIO PROFUNDO Las estrellas

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El Sol, nuestra estrella

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Las fronteras del Sistema Solar

TABLAS

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Neptuno

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INTRODUCCIÓN

•

a aparición de la i ntel igencia h umana proba­ blemente coincidió con el nacim iento de la as­ tronom ía. Desde los al bores de la h uman idad el hom bre se maravilló con los fenómenos del cielo y de la tierra y se asom bró con sus enigmas y misterios: las estrellas como agujeros lumi nosos en la bóveda, los pla­ netas errantes entre las constelaciones, las sucesivas fa­ ses de la Luna y las extrañas manchas en su superficie. Y qué decir de los meteoritos, piedras que caen del cielo, o los cometas, amenazantes espadas de fuego, y los eclip­ ses, la muerte del Sol y la aparición de la tin ieblas. Toda clase de mitos y leyendas surgieron para tratar de expli­ car los m isterios del firmamento. De la cuidadosa observación del cielo se dedujeron los precisos ciclos que gobiernan su movimiento, el día y la noche, el ciclo an ual de las constelaciones, y las fases de la Luna y los planetas. Así, desde tiempos remotos, la astronom ía se uti lizó para la más val iosa de sus funcio­ nes: la medición del tiempo. Todas la civi lizaciones anti­ guas, en todos los continentes - i ncluyendo n uestros pueblos precolom binos- realizaron constantes observa-

LA C I E N C I A EX P L I CADA A sr n o N O M iA

ciones del cielo para registrar el paso de las estaci ones -equinoccios y solsticios-, que regirían su vida econó­ mica, social y religiosa.

Stonehenge, Wiltshire, Inglaterra.

Los observatorios antiguos como Stonehenge en Gran Bretaña, Chichen ltza en Yucatán o el observatorio muisca de Monquirá en Villa de Leyva, Colombia, cum­ plían todos la misma función: l levar un registro de la sali­ da y puesta de los astros en relación con puntos fijos si­ tuados en el horizonte. El cielo también era la única forma de orientarse en los desiertos y en los mares. Además, su espectáculo produce fascinación, y sol ucionar sus miste­ rios impulsó las matemáticas, la filosofía y las ciencias na­ turales. La grandes civilizaciones coin cidieron con los mayores avances en la astronomía, mientras que los pe­ ríodos mas oscuros de la h istoria estuvieron regidos por las supercherías y los embustes acerca de los astros. Estamos en un n uevo período de florecimiento de la astronomía y las ciencias del espacio: el hor:nbre en la Luna, las m isiones q ue exploran los planetas del sistema solar, los grandes radiotelescopios y telescopios, varios

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I N T R O D U C C I ÓN

de ellos en el espacio, la búsq ueda de vida extraterrestre. Sin embargo, la gente ya no observa el cielo, pues pare­ ciera q ue carece de utilidad. Relojes y almanaques susti­ tuyeron hace m ucho tiempo a los pacientes conta bles de astros, la contaminación y las luces de las grandes ur­ bes parecen esconder el firmamento, la vida moderna no nos deja apartar la vista de toda clase de pantal las para levantarla al cielo. Pero la astronomía es otra vez m uy popular, espe­ cialmente entre los jóvenes que con gran entusiasmo es­ tán volviendo sus ojos hacia el cielo, y son cada vez más numerosos los grupos de aficionados q ue se reúnen para estudiar y realizar jornadas de observación, esa maravi­ llosa actividad de observar el cielo a simple vista, con b i­ noculares y con telescopios.

bservatorio muisca de El Irifi ernito, en Monquirá, Villa de Leyva.

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LA C I E N C I A E X P L I C A D A ASTRON O M ÍA

La astronomía es una experiencia fundamental en la que n uestros propios ojos y la imaginación nos abren las puertas del universo, y si podemos contar con un buen libro de iniciación, mapas celestes y m ucha curiosidad por los misterios del cosmos, será m ucho mejor. Bienvenidos, pues, a la astronomía.

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EL BIG BANG

y

El DESTINO DEL UNIVERSO

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ada ha causado más inquietud a la conciencia humana a lo largo de la historia del mundo que el propio origen del universo. ¿Ha existido siem· pre? ¿Fue creado de la nada? ¿Será eterno?

l(óMO SE LLEGÓ A LA IDEA DEL B1G BANG?

E1 universo que conocemos hoy en día es apenas una

ínfima parte del que nos falta por descubrir, y a pesar de los avances en el conocim iento, este se nos sigue presen· tanda poblado de en igmas y m isterios. Aún en años re· cientes, el estudio del origen del universo era algo que apenas se mencionaba. Durante la mayor parte de la h is· toria de la física y de la astronomía simplemente no exis· tieron fundamentos adecuados, n i teóricos ni de obser· vación, para construir una hipótesis consistente sobre el origen del un iverso.

LA C I E N C I A E X P L I C A D A ASTR O N O M ÍA

La solución a este problema apenas se encontró en el siglo XX, pero la clave del asunto comenzó con las in­ vestigaciones del físico austriaco Christian Doppler en 1 842. Sólo hasta el invento de la locomotora a vapor, con su velocidad y sus sonoros sil batos, se volvió común per­ cibir que el sonido escuchado por los transeúntes era agudo cuando la máquina se aproxi maba hacia el obser­ vador, y grave cuando esta se alejaba. Doppler estudió el fenómeno considerando que el son ido se propaga en ondas, y dedujo y comprobó acertadamente que la fre­ cuencia de la ondas acústicas era m ayor cuando la fuen­ te sonora se acercaba, porque las ondas se j untaban; por el contrario, si la fuente sonora se alejaba, las ondas se espaciaban y el son ido perci bido era de tono menor. Es­ tos cam bios en la tonalidad del sonido producido por una fuente en movimiento se conoce actualmente como el Efecto Doppler. las ondas se comprimen

1. Fuente emitiendo ondas

2. la fuente se mueve en dirección al observador

las ondas se dilatan

3. la fuente se mueve alejándose del observador

Efecto Doppler.

Para entonces ya se sabía que la luz también se transmite en ondas, aunque en frecuencias m uy superiores a las del sonido. El físico Armand H. Fizeau afirmó en 1 848 que el efecto Doppler tendría que presentarse además en las fuen-

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E L B I G BA N G y E L D E S T I N O D E L U N I VE R S O

tes lumínicas en movimiento y que ello debería observar­ se en los espectros de la luz proveniente de las estrellas. Con base en el descubrimiento de Isaac Newton de que la luz se descompone en un espectro visible de siete colores, desde el violeta hasta el rojo, se pudo asegurar que la luz de una fuente que se acerca hacia el observa­ dor experimentará un cam bio de color hacia el azul o el violeta, o sea hacia las osci laciones de mayor frecuencia; por el contrario, el cambio se efectuará hacia el rojo, lon­ gitud de onda mayor, si la fuente luminosa se aleja. Estos cambios sólo podrían medirse en objetos lu­ minosos m uy veloces, como las estrellas. Luego, el per­ feccionam iento de los telescopios permitió observar que ciertas nebulosas, como Andrómeda, en realidad no eran parte de nuestra galaxia, la Vía Láctea, sino que eran otras galaxias que se en­ contraban a enor­ mes distancias. El astrónomo norte­ americano Edwi n Hubble, con ayuda del telescopio del monte Wilson, de­ term i n ó en 1 924 que Andrómeda es Edwin Hubble, en 1929, demostró que una galaxia con mi­ las galaxias se alejan entre sí, lo que les de mil lones de comprobaba la teoría de la expansión del estrel las, y que se uni verso. El espectro de la galaxia que encuentra a 2' 500 se aleja (centro) se corre hacia el rojo y 000 de años luz; o tiene una longitud de onda más larga . sea, su luz tarda en

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LA C I EN C I A E X P L I CADA ASTI W N O M ÍA

llegar a nosotros 2' 500 000 años a pesar de su fantástica veloci­ dad, de casi 300 000 ki lómetros por segundo. Pero en 1 91 2 el astrónomo Melvin Slipher ya había medido la velocidad radial de la galaxia de Andrómeda, determ inando que el desplazamiento hacia el azul de su espectro representa­ ba un acercam iento hacia noso­ Edwin Hubble astrónomo e ·tadounidense tros a una velocidad de 275 ki­ (1 8 8 9- 1 953). lómetros por segundo. Slipher también había medido las velo­ cidades radiales de otras qui nce galaxias, determ inando que, por el contrario, todas ellas se alejaban de nosotros. Otros astrónomos se sumaron a los estudios con tele­ scopios en varias partes del m undo, concl uyendo lo m is­ mo: salvo pocas excepciones, todas las galaxias están ale­ jándose de nosotros y algunas a velocidades enormes. En 1 928 el astrónomo Milton L. H umason descubrió que una lejana galaxia, apenas visi ble, se aleja a 3800 kilóme­ tros por segundo, y varios años después descubrió otra que se escapa a 40 000 kilómetros por segundo. La con­ clusión fue extraordinaria: no sólo las galaxias se alejan de nosotros a grandes velocidades, sino que a mayor dis­ tancia, más rápida es su velocidad de escape. Hubble fue el primero en advertir que esta conclu­ sión nos llevaría a deducir erróneamente que nuestra lo­ calización en el universo estaría en algún lugar de su "cen­ tro". Por el contrario, afirmó que los movi m ientos de las

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E L B1G BA N G y E L D E S T I N O D E L U N I VE R S O

galaxias no eran sólo de alejamiento de nosotros, sino además que estaban alejándose entre ellas. Si nos locali­ zamos en cualquier otra galaxia, siempre observaremos que la mayoría de las otras se alejan y que esta velocidad de escape aumenta con la distancia. Esto quiere decir que el universo es isotrópico: sin i m portar en cual galaxia es­ temos situados, siempre percibiremos a las demás ale­ jándose de nosotros. En el un iverso no existe un obser­ vador privilegiado, así, en 1 929 H ubble con el uyó que todo el universo está expandiéndose. La deducción siguiente fue evidente: si todo el universo esta en expansión, enton­ de rápida expansión, donde cada una Je ellas se aleja de la otras a ces en el pasado fue más pearan velocidaJ. queño. Mas aún, conocidas las velocidades de escape y las distancias a las cuales se encuentran ahora las galaxias, se pudo determ inar en qué momento en el pasado toda la masa del universo estuvo reun ida. Los cálculos varían, pero hoy en día se tiene establecido que este evento sucedió entre 1 2 000 y 1 5 000 millones de años atrás.

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De esta forma nació la teoría más sólida que existe sobre el origen del universo. En 1 927 el astrónomo belga Georges Lemaitre ya había propuesto que el universo había comenzado en una especie de "átomo primigenio': en un estado de alta densidad, el cual estalló con desco­ munal violencia y desde ese momento se encuentra en expansión. La Teoría de la relatividad propuesta por Al­ bert Einstein -y observaciones posteriores-, no h icie­ ron mas que confirmar esta h ipótesis, bastante acepta-

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LA C I E N C I A E X P L I C A D A ASTR O N O M ÍA

da hoy día bajo el térmi no Big Bang o la Gran Explosión, acuñado en 1 950 por el astrónomo Fred Hoyle.

La constante de Hubble El valor de la proporción entre la velocidad de escape de las galaxias y la distancia se conoce como la constante de Hubble, usualmente representada por. el símbolo Ho. Así, resolver la ecuación V= Ho x Distancia determina la velo­ cidad a la cual las galaxias se alejan de nosotros. Aunque la distancia se puede conocer con bastante precisión por el efecto Doppler, el preciso valor de la constante de Hubble está sujeto a considerable debate, pues determinaría en últimas la tasa de expansión del universo. Un valor plausi­ ble Ho = 65 km/s/Mpc (Mpc= un mil lón de parsecs, un parsec= 3,3 años luz) implica que el un iverso tiene unos 1 5 000 millones de años de edad. Uno de los problemas de cálculo está en que tal vez las galaxias no se han despla­ zado a una velocidad constante en el pasado y tal vez su movim iento se ha reducido por efecto de gravedad. Otro asunto es que dependiendo del valor de Ho, ¡algunas es­ trellas serían más viejas que el universo mismo!

LA GRAN EXPLOSIÓN En el com ienzo se produjo una explosión, pero no como la podemos imaginar aq uí en la Tierra, sino una explo­ sión del espacio que dio inicio al tiempo. A pesar de que se tienen h i pótesis m uy completas sobre lo que sucedió, inclusive desde las primeras fracciones de segu,ndo, nada

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E L 51G 5A N G Y E L D E S T I N O D E L u N 1V rns o

se sabe sobre el primer instante. Sólo hay bastante certe­ za que todo el universo con su materia, energía, espacio y tiempo y todas sus fuerzas unificadas, estaba conteni­ do en un punto bastante más pequeño q ue un átomo, con densidades y temperatura tan altas como las poda­ mos i magi nar. En el primer instante la fuerza de gravedad se sepa­ ró de las demás fuerzas unificadas y comenzó la "explo­ sión". En el primer centésimo de segundo la temperatura podría ser de unos 1 00 m i l m i llones de ºC. Con semejan­ te calor sólo podrían existir las denom i nadas partículas elementales que hoy día son objeto de estudio en los laboratorios de la física nuclear y l levan exóticos nom­ bres como quarks, mesones, electrones, positrones, neu­ trinos, fotones y otros más. Una serie de fenómenos sucedieron con esta mez­ cla de partículas en la me­ dida en que el universo se expandía y enfriaba en mi­ llonésimas de segundo. La caída de la temperatura fa­ voreció la predom inancia de lo.s neutrones y los protones. Apenas un segundo después, es factible que los neutrones se hayan conver­ tido en protones, lo cual perm itió que 1 3 segundos

de notable complejidad

conocemos en la T ierra, que parten de un centro defin ido y se expanden hasta abarcar una parte más o menos grande de aire circundante, sino una explosión que se produjo simultánea­ mente en todas partes, llenando todo el espacio desde el comienzo y e n la que toda partícula de materia se alejó rápidamente de toda otra partícula. Steven Weinberg, Los tres prim ros minutos del universo.

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L A C I E N C IA E X P L I C A D A AST R O N O M ÍA

más tarde se formara el primer n úcleo atómico, h idróge­ no, q ue consiste en un protón y un neutrón. Esto suce­ dió a 3000 m i l lones de ºC. A los tres min utos, el universo está lo suficientemente "frío" - 1 000 m i l lones de º C­ como para que aparezcan y se mantengan unidos los núcleos de tritio y helio. A los 3 minutos y 45 segundos el universo se ha ex­ pandido tan velozmente, que la temperatura desciende a 900 millones de grados y el núcleo de h idrógeno ya pue­ de mantenerse unido, dando lugar a una cadena de reac­ ciones que permiten la formación de n úcleos más pesa­ dos, en su mayor parte de helio. Durante los siguientes 3000 años la situación conti­ núa siendo más o menos la m isma: el universo en cons­ tante expansión y enfriamiento, pero aún tan caliente que la energía predominante está conten ida en las partículas que forman los fotones, por lo cual se puede afirmar que el universo primitivo estaba lleno de luz.

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A los 300 000 años la expansión y el enfriamiento perm itieron a los núcleos em pezar a capturar todos los electrones para formar átomos com pletos de h idróge­ no, hel io y l itio. Entonces se l legó a un momento en el que la densidad de la materia Fotón: unidad mínima de -átomos con protones, electro­ ener9 ía electroma9nética, puede nes y neutrones- fue superior considerarse como una partícu­ a la densidad de la radiación. Se la sin masa ni car9a que viaja podría afirmar q ue allí termi nó a la velocidad de la luz. La luz la predom i nancia de la energía consiste en fotones de masa cero y comenzó el reino de la mate­ y car9a eléctrica cero. ria. El un iverso se vuelve "visi-

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[ L 51G 5A N G Y E L D E S T I N O D E L U N I VE R S O

ble" ya que la energía radiante (fotones) puede viajar li­ bremente y el desacoplam iento entre la radiación y la materia permi tirá ahora la formación de las galaxias y las estrellas.

Princi pio antrópico A principios de los años 30 se consolida una corriente científica, especialmente impulsada por astrónomos je­ suitas, que afirmaba que el hom bre está en un tiempo y lugar atípicos y privi legiado, en m uchos aspectos, que obl igan a preguntarnos si n uestra existencia está l igada de un modo especial a las características precisas del universo. Las primeras sugerencias de una conexión en­ tre la vida inteligente y las propiedades del un iverso apa­ recen cuando los defensores de las teorías creacionistas puntualizan las relaciones físicas entre diversas variables y elementos del cosmos. Por ejemplo, si la densidad del universo fuera menor, su expansión habría sido muy rá­ pida y no habría galaxias; si h ubiera sido mayor, su colap­ so ya se habría producido. O si la fuerza de gravedad fue­ ra ligeramente menor, no habría elementos pesados; si fuera mayor, las estrellas serían muy cal ientes y durarían menos, etc. El principio antrópico afirma que cualquier varia­ ción en los parámetros fundamentales de la materia, en su form ulación i n icial, llevaría a la imposibil idad del ser h umano. Una ligera modificación de alguna de las cons­ tantes un iversales, así sea en un decimal, habría genera­ do un un iverso completamente diferente, y las condicio­ nes que permitieron nuestra existencia, la del hom bre

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LA C I E N C I A EXP L I CADA A STR O N O M Í A

inteligente, no se habrían producido. Además, para que el un iverso sea real tiene que existir un observador i nteli ­ gente. Por l o cual el universo posee desde su primer ins­ tante las condiciones que permitieron su evolución ha­ cia la vida i nteligente. Bajo esta hipótesis, la Iglesia ha defendido que las características del universo indican que ha sido diseña­ do, "fi namente ajustado" desde sus primeros instantes, para obtener un resultado fi nal: el ser h umano.

LA VíA LÁCTEA,

UNA ESPIRAL DE LUZ EN EL UNIVERSO

•

as tres cuartas partes de la masa del universo están constituidas por el más común y simple de los átomos, el h idrógeno, y casi la mayor parte del resto por hel io, am bos elementos livianos. La fracción restante se compone de átomos "pesados" des­ de oxígeno hasta uranio. En otras palabras, el nuestro es un universo de átomos de h idrógeno, con manchas de helio y lunares de los demás elementos. Y la mayor parte de los átomos están en las galaxias. El universo que observamos está poblado de galaxias de estrellas, mHlones de ga­ l'lxias cada una con mi­ llones de estrel las. Las galaxias empe­ zaron a formarse unos 200 m i l lones de años después del Big Bang,

Átomo de hidró9eno. Protón

Á tomo de helio.

LA C I E N C I A E X P L I C A D A A S TR O N O M Í A

cuando el universo se había expandido y enfriado lo sufi­ ciente para que todos los electrones y protones se com­ binaran en átomos. Pero éstos se reun ieron en grupos que luego atrajeron por gravedad a los demás, forman­ do así nubes de hidrógeno y helio muy densas y turbu­ lentas con enormes cantidades de energía, denom ina­ das por la ciencia como quasars. Estas n ubes de gas de radio cuasi-estelares fueron enfriándose por la pérdida de energía y celestes con apariencia de estrellas cuyos el movimiento de rota­ espectro indican que son rapidísimos y ción, dando paso a la muy distantes. Se descubrieron cuando se formación de n uevos analizaban remotas galaxias por medio de elementos, los núcleos la radioastronomfa, sistema que est udia de carbono y oxígeno. las ondas de radio que emiten si tema celestes como gala ias. Los quasars emiten Así, las nacientes estre11 as res u l taron co m ­ tanta energía como centenares de galaxia puestas por h idrógeno normales juntas. A lgunos cient ifi cos creen y h e l i o fundamentalq ue la gran cantidad de energía que mente, aun q ue entre emiten se debe a q ue en realidad son galaxias cuyos centros estarían conforma- los elementos predodos por agujeros negros. minaron el oxígeno y el carbono. Hay átomos de oxígeno y carbono por doquier en todas las galaxias del universo. El corazón de las estrel las se calentó a medida que la gravedad las volvía cada vez más densas, por lo que du­ rante unos 2 o 3 m i l lones de años el proceso dominante fue entonces la reacción i nterna del h idrógeno y el helio a altas temperaturas. Luego, el carbono tam bién se en-

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L A V í A L ÁC T E A , U N A E S P I R A L DE: LUZ E:N E:L U N I VE R S O

cendió para dar pasó a reacciones más complejas q ue formaron los núcleos del neón, que al col isionar con el helio, produjeron el sil icio. El sil icio y el oxígeno son, por ejemplo, los i ngredientes de uno de los materiales más comunes en la Tierra: la arena. Así, todos los elementos conocidos fueron formán­ dose en el interior de las estrel las. Eventualmente, m u­ chas de estas estrel las explotaron violentamente, arro­ jando al espacio tremendas cantidades de energía j unto con los elementos livianos y pesados, dando nacimiento a otras estrellas. En los restos de la explosión, los elemen­ tos pesados, carbono, si l icio, oxígeno, calcio y h ierro, se agruparon para formar moléculas que luego se conden­ sarían en granos de polvo, la materia prima que servirá mas tarde para la formación de los planetas. No hay plena certeza sobre cómo se formo nuestra galaxia, la Vía Láctea, pero se estima que esto sucedió a partir de una irregular n ube de gases dispersa en una ex­ tensa región del espacio. Así, las primeras estrellas de nuestra galaxia se condensaron por todas partes; incl uso algunas teorías afirman q ue las primeras estrellas se for­ maron en pequeños sistemas que luego se mezclaron para crear nuestra galaxia. En todo caso, el movim iento de rotación causó que los gasés y el polvo que rodeaban a las jóvenes estrellas las abandonaran y se concentraran en un disco giratorio. Esta idea se confirma en el hecho de que la Vía Láctea y otras m uchas galaxias están rodeadas por un halo de vie­ jas estrellas, m ientras q ue el disco galáctico esta repleto de naciente actividad.

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L A C I E N C I A E X P L IC A D A AST R O N O M ÍA

a Vla Láctea a simple vista con un satélite cruzándola.

Fue bien difícil entender cómo es nuestra galaxia, puesto que estamos nosotros dentro de ella. Algo así como dibujar un mapa del parq ue sin levantarnos de nuestro banco. Pero sabemos por la observación de otras galaxias, y por la evidencia que ofrece la radioastronom ía, que la Vía Láctea es una galaxia en forma de espiral con brazos q ue giran alrededor de un centro. Y uno de estos brazos, denominado el Brazo de Orión, contiene una es­ trella llamada Sol. La estructura actual del universo visible se compo­ ne de fam il ias de galaxias. Así, nuestra galaxia, la Vía Lác­ tea, tiene a su lado dos peq ueñas galaxias satélites deno­ minadas Gran Nube de Magal lanes y Pequeña N ube de Magallanes. Bastante más lejana está n uestra galaxia ge­ mela, Andrómeda, que tam bién contiene mi les de mil lo-

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L A VíA LÁC T E A , UNA ESPIRAL D E: LUZ EN EL UNIVERSO

nes de estrellas en sus brazos espiralados rotando alrededor de su centro. Este conj unto de galaxias lo hemos llamado el Grupo Local, en donde también se encuentran otras 40 a 50 galaxias más. Y más allá en el espacio, exis­ ten otros grupos lo­ cales conocidos, al­ rededor de 600, que Andrómeda: conocida como l a galaxia A!J 1, junto con el n uestro era on ideraJa una nebulosa hasta que en forman el denomi1923 Eclwin Hubble co r:.fi rmó que e trata Je una galaxia independiente a la nuestra. nado supercúm ulo l ocal de galaxi as, algo así como la supergalaxia de nuestro rincón del uni­ verso. Y más distantes aún y en cualquier dirección que miremos en el espacio, se perci ben más y más grupos y

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a ctea vista desde la T ierra. Todas las estrellas que vemos a simple vista por la noche pertenecen a la Vía Láctea.

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LA C I EN C I A E X P L I CA D A AST R O N O M ÍA

más supercúmulos; el resultado final son m i les de millo­ nes de galaxias, cada una con m i les de m i llones de estre­ llas. H ay más estrellas en el cielo que granos de arena en todos nuestros océanos. Y tal vez lo más asombroso es que apenas conoce­ mos una pequeña porción del universo, que podría re­ presentar el 1 % de su masa. Es decir que nos faltaría por con ocer el 99% de su masa total.

MITOS y LEYENDAS DE: LA VíA LÁCTEA

E

n la bóveda celeste la Vía Láctea es n i más ni menos que la m ultitud de estrel las de nuestra propia galaxia vis­ ta de canto, algo así como ver hacia el centro de un disco estando en el borde. En condiciones ideales se puede ob­ servar a simple vista como una banda blanq ueci na irre­ gular, semejante a un cinturón de nubes que atraviesa todo el firmamento. De hecho, el nom bre galaxia pro­ viene del griego gala, leche, y los romanos la l lamaron via /actea, cam ino de leche. Antes de la invención del telescopio, la Vía Láctea era uno de los grandes en igmas del cielo, y todos los pue­ blos y culturas le asignaron diversas interpretaciones, m uchas de ellas asociadas con un camino, vía o río celes­ te. La más conocida es la interpretación griega de la crea­ ción de la Vía Láctea, que atri buía su origen a las gotas de leche caídas del seno de la diosa Alcmena cuando ali­ mentaba a Heracles, h ijo de Zeus, o Hércules, h ijo de J úpiter, según el mito romano.

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L A V í A L ÁC T E A , U N A E S P I R A L D E L U Z E N E L U N I VE R S O

Los egipcios consideraban q ue la Vía Láctea era un Nilo celeste que manaba de la ubre del dios-vaca Hathor; los chinos la veían como un río que separaba a dos aman­ tes, la estrella Altair en la constelación Aquila y Vega en la constelación Lyra. Entre los árabes fue Al Nahr, el Río; para los hebreos Nhar di Nur, el Río de Luz; entre los h indues, Akash Ganga, la Cuna del Ganges; y en diversas culturas de Asia y América, una serpiente o anaconda. En la Antigua Roma era el Coeli Cingulum, el Cintu­ rón Celeste, o el Circulus Lacteus, Vía Lactis y l uego Vía Lactea. Para los pri meros cristianos fue la Vía Coe/i Regia, Cam ino hacia los Cielos, porque se consideraba que las almas de los m uertos eran guiadas por los ángeles en este cami no hacia la eternidad. En Escandi navia se pensaba que era la ruta hacia el Walhal la, a donde i ban a parar los

�a Láctea . Según una etnia de Bostwana, la Vía Láctea es el espinazo de la noche, como si esta Juera un enorme animal en cuyo interior habitamos.

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LA C I E N C I A EXPLICADA AST R O N O M ÍA

guerreros m uertos en com bate para disfrutar de place­ res sin tregua, bebiendo h idrom iel en compañía de las Walkirias. En España es popularmente conocida como El Camino de Santiago. No menos ricas son la alegorías americanas, como lo muestra una leyenda navajo. El Dios Negro, dios del fuego, creó las estrel las lanzando enormes cristales hacia ' el cielo y esparciendo los pequeños en la Vía Láctea. Para los Algonquinos, la Gran Vía Blanca tam bién era la ruta que tomaban las almas de los guerreros y las estrel las eran el fuego en los cam pamentos de las extensas praderas de caza. Sin em bargo, la más original de las interpretaciones se encuentra en América del Sur, en donde los antiguos incas observaban en las zonas oscuras de la Vía Láctea las denom i nadas Constelaciones Negras con formas de animales. Se conoce así la Constelación de la Llama y su Cordero, formada con las manchas oscuras de la Vía Lác­ tea en el hemisferio sur, en donde Llama Ñahui, los Ojos de la Llama, son las estrellas a y� Centauri.

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CL SISTEMA SOLAR, NUESTRO BARRIO

ÜRIGEN DEL SISTEMA SOLAR

La controversia sobre el origen del Sol y su sistema de planetas y lunas es bastante antigua; sin desconocer a los pensadores clásicos, parece que fue René Descartes en 1644 el primero en proponer el concepto de una nebu­ losa primitiva de la cual surgieron el Sol y los planetas. Un siglo después, en 1 749, el natural ista francés Georges Louis Lecrec de Buffon sugirió que los planetas mas bien se habrían formado por los residuos del choElue entre el Sol y un enorme cometa. Otros entendidos propusieron col isiones aún más extraordi narias del Sol contra otra estrel la. En 1 796, el célebre astrónomo y matemático fran­ cés Pierre Simon Laplace, en su obra Exposición del siste­ ma del mundo, retoma la teoría del origen com ún del Sol y los planetas. Laplace pensaba que la nebulosa se en-

LA C I E N C I A E X P L I C A D A ASTR O N O M ÍA

friaba, contraía y aumentaba su velocidad de rotación por causa de las fuerzas gravitacionales internas. Even­ tualmente la rotación era tan fuerte q ue el gas y el polvo de la periferia comenzaban a formar ani l los alrededor. Finalmente, la nebulosa se condensaba en el Sol y los ani­ llos en planetas. A finales del siglo XIX la teoría nebular ya estaba siendo rebatida por diversos científicos q ue demostra­ ron q ue los an i l los sucesivos de material jamás podrían reunirse para formar cuerpos tan disím i les en masa, ta­ maño, com posición y distancia como eran los planetas conocidos. Así, en 1 9 1 2 Sir James J ea ns expuso la teoría del filamento, según la cual el material q ue formó los planetas habría sal ido del Sol atraído por el efecto de la marea gravitacional producida por el paso de una es­ trel la errante en la proximidad. El problema central de esta teoría es q ue los planetas deberían tener una com bi nación de elementos bastante parecida a la del Sol. Y aunque en real i dad tienen los m ismos elementos, las proporciones de estos son notablemente diferentes, especial mente en el caso del hidrógeno. La escuela rusa, encabezada por Otto Sch i mdt, propuso, en consecuen­ cia, un modelo en el cual un Sol relativamente bien for­ mado capturó en su tránsito por el espacio una densa nube de polvo que se convertiría más tarde en el siste­ ma de planetas. Esta se conoce como la teoría de la captura. En respuesta, el inglés R. A. Lyttleton sugirió que el Sol tuvo q ue formar parte de un sistema bi nario; como se sabe ahora, estos sistemas de estrel las girando entre sí son bastantes com unes, ya que aproximadamente el 70%

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[L S I S T E M A S O L A R , N U ESTRO BARRIO

de las estrellas de la galaxia forman parte de un sistema binario o m últiple. Lyttleton afirmó que esta antigua pa­ reja del Sol pudo haber explotado hace mil lones de años como una supernova, y parte de los restos de la explo­ sión podrían haber dado origen a la nebulosa solar pri­ mitiva de la q ue se formaron los planetas. En 1 95 1 el astrofísico Gerard Kuiper expone una nueva teoría según la cual el Sol y los planetas se forma­ ron al m ismo tiempo en la nebulosa primitiva, pero la concentración de materia en su centro fue tan grande que arrojó hacia el exterior enormes cantidades de ener­ gía que prácticamente barrieron con la mayoría de los gases en los planetas cercanos, Mercurio, Ven us, Tierra y Marte, planetas rocosos, mientras que los planetas gaseo­ sos, gigantes y lejanos, J úpiter, Saturno, Urano y Neptuno, retuvieron buena parte del gas original que los formó. Hoy en día la astrofísica moderna afirma q ue hace más o menos 5000 m i l lones de años una parte de la den­ sa n ube de gas que forma n uestra galaxia comenzó a colapsar lentamente, formando un disco giratorio. En otros lugares en donde existían regiones de gran densi­ dad sucedía un proceso similar. El conti nuo colapso de la nube, fundamentalmente constituida de h idrógeno, ca­ lentó su centro dando lugar a las reacciones nucleares que originaron al Sol primitivo. La rotación aumentó en velocidad, por lo que parte del gas y el polvo fueron expelidos hacia el exterior del disco. Esta teoría, según la cual la parte central de la nebulosa se concentra más rá­ pidamente q ue el resto, es conocida como la teoría de la acreción y es un desarrollo del viejo concepto de la ne­ bulosa primaria.

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LA C I E N C I A E X P L I C A D A ASTR O N O M ÍA

Los granos de polvo estaban compuestos esencial­ mente de carbono, silicio, metano, agua y hielo. Donde la densidad de los granos era mayor, las colisiones fueron frecuentes, lo cual permitió que se unieran, aumentan­ do en tamaño y masa. El proceso continuó hasta que grandes grupos se reun ieron y condensaron en asteroides también denom inados planetesimales, de diversas for­ mas y de varios ki lómetros de diámetro. Los asteroides, a su vez, se reunieron en conj untos gravitatorios, mezclándose y chocando para combinar­ se en núcleos sólidos. E�te proceso perm itió que algunos cuerpos superaran una masa crítica que i mpulsó todavía más su capacidad de acreción. Los pri meros objetos en lograr la masa crítica cre­ cieron velozmente hasta reunir todo el material circun­ dante y convertirse en planetas. Al hacerse lo suficiente­ mente grandes, atrajeron gravitacionalmente el gas de la nebulosa formando una atmósfera como la tienen Ve­ nus, la Tierra y Marte. Los más grandes concentraron el gas en una capa densa que formó la mayor parte del pla­ neta, como es el caso de J úpiter y Saturno. Algunos obje­ tos que no colapsaron en los planetas fueron capturados gravitacionalmente y se convirtieron en sus lunas. Ahora tam bién sabemos, por el estudio de otras es­ trellas como el Sol, pero más jóvenes, llamadas estrellas T Tauri, que en cierta etapa el Sol tuvo fuertes "vientos estelares': radiación y luz que disipó y expulsó de sus cer­ canías los remanentes de polvo y gas nebular. Así se expli­ ca que los planetas interiores hayan sido despojados de la mayoría de la atmósfera pri mitiva de hidrógeno y helio.

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t L S I STEMA SOLAR , NU ESTRO BARRIO

Finalmente, ciertos planetesi males helados mejor conocidos como cometas, se habrían formado a partir de peq ueños fragmentos de la nebulosa prim itiva, pero en el exterior de la nebulosa solar. El astrónomo holan­ dés Jan Hendri k Oort afirmó que estos agregados de h ie­ lo y granos de polvo se encuentran por millares al exte­ rior del sistema solar en la ahora denomi nada N ube de Oort. Es posible que una estrella viajera, una hipotética estrella oscura compañera del Sol o un planeta X per­ turbe la nube y preci pite los cometas al interior del siste­ ma solar, en donde continúan girando hasta agotarse. Una vez que el Sol comenzó a bri l lar y el viento T Tauri elim inó el gas, el escenario quedó listo para la con­ sol idación de la Tierra y los demás planetas, tal y como los conocemos ahora. Este modelo de la formación del Sol y los planetas está apoyado por la observación, pues basta mencionar que la galaxia esta aún repleta de nebulosas, tal vez res­ tos de la nube galáctica i n icial, o nubes de gas y de polvo que pueden ser restos de la explosión y muerte de otras estrel las. Además, estamos observando docenas de lu­ gares en donde los discos de acreción están probable­ mente formando sus propios sistemas planetarios.

PLAN ETAS TERRESTRES

L os planetas se formaron

Y

JOVIANOS

por la acum ulación conti­ nua de materia q ue no fue vaporizada por el calor in­ terno de la nebulosa pri m itiva. Estos materiales son di-

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1

L A C I E NC I A E X P L I C A D A ASTRO N O M ÍA

2 3 4 5

6

7

COMPARACIÓN DE LAS DISTANCIAS MEDIAS AL SOL 1 Sol Mercurio 3 Venus 4 Tierra 5 Marte 6 J úpiter 7 Saturno 8 Urano 9 Neptuno 1 O Plutón

2

feren tes según las d i s­ tancias, debi do al cam­ b i o de tempe ra tur a s : metales, óxidos y sil i ca­ tos en la regi ó n de los planetas internos; m ate­ riales rocosos y h ielo a distancias medias; y he1 io, h idrógeno, meta no y amon íaco en las zonas más alejadas.

En el caso de los p la­ netas i nteriores, terres­ tres y pequeños, su for­ Planeta s_::-teriores o jovianos: mación parece haberse Bª eo os, Biaantes debido ún icamente a las sucesi vas co l i s i o n es y amalgam ientos de cuerpos rocosos. Los más grandes, Ve­ n us, Tierra y Marte, tuvieron la suficiente masa para con ­ centrar por gravedad gases d e l a nebulosa que eventual­ mente constituyeron sus atmósferas primitivas. En el caso de los planetas exteriores, J úpiter, Saturno, U rano y Neptuno, gigantes y gaseosos, crecieron lo suficiente como para barrer enormes cantidades de gases de la zona de la nebulosa vecina a ellos. Plutón, que algunos no consi­ deran un planeta, es más bien rocoso. Planetas interiores o telúricos: sólidos, roca os, metálico .

8

9

JO

Las órbitas de los planetas se encuentran mas o menos en el m ismo plano, son estables y aproximadamente circulares. Además, los planetas orbitan al Sol a veloci­ dades diferentes, pero en la m isma dirección, una señal de que fueron formados en una nebulosa giratoria.

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EL SISTEMA SOLAR, NUESTRO BARRIO

La lelJ de Titius-Bode En 1763, el profesor de matemáticas Johann Titius tra­ dujo un libro de ciencias del naturalista suizo Charles Bonnet, en el que el autor afirma la divina inspiración de la naturaleza. Para ilustrar la tesis de Bonnet, Titius aña­ dió un parágrafo acerca de los planetas en cual mostró que sus distancias al Sol seguían una formula fija cuando i;e medían en unidades astronómicas (UA), es decir, el equivalente a la distancia media de la Tierra al Sol. La for­ mula funcionaba así: comenzando con O, se suma 3 y se dobla el número siguiente. Se obtiene la serie O- 3 -6-12 24, etc. Añadiendo 4 a cada número y dividiendo �or ·

10, el nuevo resultado 0,4-0,7-1 - 1,6- 2,8- 5,2-10-19,6 -

38,8 - 77,2 cumple cabalmente las verdaderas distan­

cias de los 7 planetas cercanos al Sol, con una excepción: no hay planeta alguno en las 2,8 UA. En 1772, el astróno-

Planetas

Mercurio Venus Tierra Marte (Ceres) Júpiter Saturno Urano Neptuno Plutón

Distancia según la Ley Titius-Bode

Distancia actual enUA

0,4

0,39

0,7

0,72

1,0

1,0

1,6

1,52

2,8

2,77

5,2

5,2

10,0

9,54

19,6

19,18

38,8

30,06

77,2

39,44

37

L A C I ENC I A E X P L I C A D A A S T R O NO M Í A

E

�

ol. El a tro rey, nuestra estrella . Su masa representa el

de la masa total del sistema. Está a casi 1SO millones km . de distancia de nuestro planeta . La temperatura en su uperflcie alcanza los SS 1 2 ºC.

99 % Je

mo alemán Johan Bode sugirió que se debería buscar el planeta faltante en esa distancia, el amplio espacio vacío entre Marte y J úpiter. En 1 781, Wi lliam Herschel descu­ brió el planeta Urano a una distancia de 1 9, 1 8 UA, tan cercano a lo anticipado por la form ula, que docenas de astrónomos se lanzaron a la búsqueda del astro perdido, hasta que el 1 de enero de 1 801 Giuseppi Piazzi descu­ brió Ceres, a 2,77 UA, bastante cerca de lo predicho por

38

[ L SISTEMA SOLAR , N U E S T R O B A R RIO

la Ley de Titius-Bode. Ceres sería el primero de miles de cuerpos luego conocidos como asteroides que en su gran mayoría orbitan en vecindades de Marte y J úpiter, mate­ rial que ahora se piensa no pudo condensarse como pla­ neta por la perturbación gravitacional del gigante J úpiter.

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L A C I E N C IA E X P L I C A D A ASTR O N O M ÍA

MERCURIO, EL MENSAJERO DE LOS DIOSES

D ebido a su aparentemente veloz mo­ vimiento en el cielo, antiguas civilizacio­ nes reconocieron en este astro a un dili­ gente mensajero de los dioses, como Mercurio, nombre romano para Hermes, el mensajero de los dioses del panteón griego. Es el planeta más cercano al Sol, su órbita está a una distancia media de 58 mil lones de ki lómetros y por ello tiene la mayor velo­ cidad orbital, pues cumple una vuelta com pleta alrede­ dor del Sol en 88 días. Además es un planeta pequeño, por lo que es muy difícil de observar a simple vista y aún con la ayuda de instrumentos, sólo se le divisa antes del amanecer o luego del crepúsculo, y siempre muy bajo en el horizonte. Así, las tentativas de cartografiar su superfi­ cie con algún detalle nunca prosperaron, e i nclusive el conocimiento básico sobre su estructura y movimiento siempre fue m uy fragmentario. Todo esto cam bió dramáticamente con el vuelo de la sonda Mari ner 10 que en 1 974 y 1 975 efectuó tres sobrepasas muy cercanos al planeta, el último de ellos a sólo 300 km. de altura. La primera sorpresa que nos ofre­ cieron las imágenes fotográficas tomadas por el Mariner es el gran parecido q ue tiene la superficie de Mercurio con la de la Luna; regiones montañosas y grandes plani­ cies acribilladas por inn umerables cráteres de meteori-

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EL S I STEMA SOLAR , N U ESTRO BARRIO

Tamaño ele/ planeta comparado con la T ierra.

tos. Tam bién existe evidencia de alguna actividad volcá­ n ica. La estructura más espectacular de este planeta es una enorme cuenca a la que los astrónomos le han dado el nombre de Planitia Ca/orís o planicie del calor, un anti­ guo cráter de impacto de más de 1 300 km. de diámetro, y cuyo nombre nos recuerda las elevadísimas tempera­ turas que asolan su superficie. Efectivamente, en Mercu­ rio la tem peratura a la altura del ecuador puede l legar a +430 °C a pesar de que el calor se disipa rápidamente, ya q ue la atmósfera del planeta, compuesta principalmen­ te de hel io, es muy ten ue. También por ello en las noches mercurianas la temperatura desciende hasta - 1 84 °C, sien­ do el astro con el mayor diferencial entre temperaturas máximas y m ínimas.

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L A C I E N C I A E X PLI C A D A AST R O N O M ÍA

Esta característica de Mercurio se debe a una parti­ cularidad, la lenta rotación del planeta sobre sí m ismo. Un "día" completo (de un amanecer a otro) dura el equi­ valente a 1 76 días terrestres, m ientras que en sólo 88 días da un giro total alrededor del Sol; o sea, un día dura dos años mercuriales. Esto sign ifica que cualquier punto en su superficie queda alternativamente expuesto a la ra­ diación solar o a la gélida noche durante mucho tiempo. En consecuencia, la superficie está contin uamente irra­ diada por los rayos X y ultravioletas, lo que hace de Mer­ curio uno de los más inhóspitos miembros del sistema solar.

Mercurio. La sonda Mariner 1 O logró Jotoarefi ar el 40 % de su supe rfi cie.

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E L S I S T E M A SOL A R , N U ESTRO BARRIO

Las órbita de lo planetas no se cierran obre. {mismas sino que e desplazan muy lentamente en el espacio. Este fenómeno Jue ob. ervado por primera vez en el planeta Mercu rio a mediado del sialo / pero en 1916, aracias a la teorfa de la relati vidad general,Jue explicado satiifactor iamente. ,

Mercurio tiene el núcleo más denso en el sistema solar, lo que le hace parecer como una bola metál ica en­ vuelta por una capa de tierra, aunq ue no se sabe si es enteramente sólido o si está parcialmente fundido. Se piensa, además, que en los polos del planeta, a pesar de la proximidad al Sol: habría h ielo, exactamente por la mis­ ma razón que éste existe en la Luna; las fotografías de alta resolución tomadas por el Mariner 1 0 muestran que en ambos polos hay peq ueños cráteres de paredes muy inclinadas, permanentemente l i bres de la luz solar, una especie de «trampas frías» que podrían contener hielos aportados hace tiempo por los cometas

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LA C I EN C I A EXP L I CADA ASTI W N O M ÍA

D istancia Media al Sol

5 7 , 9 m i l lones de kilómetros

D iámetro

4 8 7 8 kilómetros

Lunas

No

Masa (Tierra = 1 )

0 , 055

Gravedad e n l a Superficie (Tierra = 1 ) 0 , 38 Duración del Día

58 días, 1 6 horas

Temperatura max, min

+4 30ºC, - 1 84ºC

Atmósfera

M uy tenue, compuesta de hidrógeno y. helio

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[L S ISTEMA SOLA R , N U ESTRO BARRIO

VEN US, EL PLANETA ARDIENTE

E

n la mitología clásica romana, la diosa Venus era la representación del amor, de la primavera, de la bel leza y de todos los encantos de la naturale­ za. Infortunadamente, la astronomía moderna tiene una visión algo dife­ rente. En verdad, Venus es el planeta más in hóspito del sistema solar. Ven us esta más cerca del Sol que la Tierra y reci be grandes cantidades de radiación. Pero a diferencia de Mercurio, Venus es casi tan grande como nuestro pla­ neta y tiene una atmósfera densísi ma, compuesta prin­ ci palmente de dióxido de carbono, algo de nitrógeno y otros elementos como dióxido de azufre, vapor de agua, argón y monóxido de carbono. La atmósfera se extien­ de en varias capas hasta 80 kilómetros de altura sobre la superficie, con una tremenda densidad que a n ivel del suelo se acerca a las 95 atmósferas terrestres. Las n ubes están compuestas de ácido sulfúrico, así que la lluvia en Venus puede ser el l íquido más corrosivo que se conoz­ ca en el sistema solar, y para completar, éstas parecen estar en permanente tormenta eléctrica, con centena­ res de rayos cada m i n úto y con vientos que alcanzan los 350 km/h. A causa de la gran densidad y opacidad de la atmós­ fera y la predominancia del dióxido de carbono, en Ve­ nus se presenta un marcado "efecto invernadero": la ra­ diación solar infrarroja es atrapada por la atmósfera

45

LA C I E N C I A EX P L I CA D A ASTRO N O M ÍA

calentando terri blemente todo el planeta. La temperatura pue­ de llegar a los 500 °C, la más alta del sistema planetario, más q ue suficiente para fundir el plomo. Sin embargo, durante siglos lo ún ico que se po­ día observar de Venus era su notable bri llo, siendo el tercer astro más lum inoso después del Sol y la Luna. A pesar de contar con la ayuda del telescopio, la at­ mósfera i mpidió conocer el más m ínimo detalle de su superficie, aunque por su tamaño casi idéntico al de n uestro p l an eta, apenas 650 km. menos de diáme­ tro, y por su cercanía, se le consideró como el "planeta gemelo» de la Tierra.

1

El 1 º de marzo de 1 966, la son­ da Venera 3, de la Un ión Soviética, l legó a Venus y se convirtió en el primer veh ículo en posarse en otro planeta, pero probablemente se derritió antes de alcanzar a en­ viar algún dato. En 1 972 la sonda Venera 8 se posa sobre la superficie de Venus y logra soportar durante SO m i n u­ tos las condiciones ambientales. En 1 978 los Estados Un idos envían las naves Pioneer 12 y 1 3 y se determina

Tamaño del planeta comparado con la Tierra .

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EL SISTEMA SOLAR , N U ESTRO BARRIO

que Venus tiene un movi mien to de rotación m uy lento, equivalente a 243 días terrestres, m ientras que toma 225 días para completar una vuelta alrededor del Sol. Al igual que en Mercurio, el día en Venus es más largo q ue el año. Adicionalmente, y no se sabe por qué, Venus rota al con­ trario de los demás p lanetas, o sea, en el largo día ven usino el Sol sale por el oeste. Un gran éxito obtienen l as sondas Venera 1 3 y 1 4 que e n 1 982 aterrizan suavemente e n la superficie de Venus en dos lugares diferentes y envían i mágenes de 1 80° del terreno circundante, antes de fundi rse. Venera 13 mostró un terreno plano con una superficie cubier­ ta de arena y salpicada de pequeños pedazos de rocas. Venera 1 4, por su parte, nos ofreció tam bién un paisaje arenoso y pedregoso, inclusive con piedras aplanadas. En ambas escenas la ero­ sión, posi b l e m ente por agua y ácidos atmosféricos, pa­ rece presente. Efectivamen­ te, las modernas teorías planetarias estiman que la Tierra y Venus posiblemente comenzaron con com­ posiciones y en condicio­ nes muy simi lares. Ambos planetas tuvieron océa­ nos en su juventud; ade-

El planeta Ven us, con un corte en su a tmóife ra que permite ver su supeificie.

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LA C I EN C I A EXPL I CADA AST R O N O M ÍA

más el naciente Sol era bastante menos luminoso que hoy día, por lo q ue las temperaturas en Venus podrían haber estado por debajo del punto de ebullición. Pero en la medida en que el Sol se fue haciendo más lum ino­ so, la temperatura en Venus se elevó y los océanos se eva­ poraron, llenando la atmósfera de vapor de agua. Con la ausencia de océanos, el dióxido de carbono emanado de los volcanes se acumuló tam bién en la atmósfera, inten­ sificando el efecto invernadero y calentando aún más el planeta. Se estima que este proceso comenzó hace 800 m i l lones de años. Ven us y la Tierra tienen algunos pare­ cidos, casi la m isma masa y tamaño, estructura interna de manto y corteza rocosos que envuelven un n úcleo me­ tál ico, y lo que es más notable aún, casi idéntica canti­ dad de dióxido de carbono; sólo que en Ven us éste se encuentra en la atmósfera m ientras que en la Tierra se haya disuelto en los océanos y confinado en las rocas car­ bonadas. A pesar de todos los análisis y exploraciones, por su permanente n ubosidad hasta hace poco aún no se sabía mayor cosa sobre la apariencia física de la superfi ­ cie de Ven us. U n com pleto panorama se obtiene final­ mente gracias a la exploración por radar efectuada por la m isión Magal lanes en 1 990. Esta sonda operó un so­ fisticado radar q ue confirmó el aspecto infernal del pla­ neta Ven us. Desde las pri meras imágenes procesadas se revela una superficie fracturada con montañas, ca­ ñones y repleta de volcanes. En casi todo el planeta hay evi dencia de vulcan ismo, incl uyendo enormes plan icies con fl ujos de lava extremadamente l íquida; la actividad tectónica es general izada en el planeta. Magallanes tam-

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[L S I STEMA SOLA R , N U ESTRO BARRIO

bién encontró cráteres de i mpacto, en menor n ú mero que en la Luna o Mercurio, ya q ue la gruesa atmósfera seguramente sirve como escudo. Sin em bargo, los crá­ teres están uniformemente distri buidos y apenas algu­ nos de ellos están alterados por el vulcanismo o la activi­ dad tectónica del planeta, lo cual es un enigma para lo geólogos. En todo caso, aunque Ven us no es el lugar más apro­ piado para visitar, su estudio es fundamental para com­ prender la evolución del sistema solar y de n uestro plane­ ta en particular. En pri ncipio ya nos deja una gran lección. No parece buena idea lanzar a la atmósfera el dióxido de carbono y otros gases que inducen el efecto invernadero con desastrosas consecuencias para el delicado eq ui librio del clima y las aguas dulces de nuestro planeta. Distancia Media al Sol

1 08 , 2 mil lones de ki lómetros

Diámetro

1 2 1 03 kilómetros

Lunas

No

Masa (Tierra = 1 )

0 , 88

Gravedad e n l a Superficie (Tierra = 1 ) 0,9 Duración d e l D ía

2 4 3 días, 1 4 minutos

Temperatura, max. , min. +SOOºC, +480ºC Dióxido de carbono 96 % ,

Atmósfera:

nitrógeno 3 , 5% , vapor de agua 0 , 5%

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L A e 1 E:N CI A [ X p L 1 e A D A AST R O N O M ÍA

EL PLANETA TIERRA, LABORATORIO DE VIDA

H ace poco menos de 5000 m i­ l lones de años, cuando se for­ maba la Tierra, el bom bardeo de asteroides sobre la superficie debió ser i mpresionante. Estos im pactos también generaban ca­ lor, por lo cual la temperatura reinan­ te debía medirse en m i les de °C. En estas circunstancias, durante sus primeros 500 m i l lones de años de vida, la Tierra era más bien un enor­ me crisol de fundición, en donde los elementos pesados -como el hierro- se l icuaban hacia el centro del plane­ ta formando su núcleo interior, mientras que los elemen­ tos l ivianos ascendían a la superficie. Así, hace aproxi madamente 4200 m i l lones de años n uestro planeta ya se diferenciaba en n úcleo, manto y corteza; las enormes presiones q ue soportó el n úcleo avivaron el calentamiento i nterno, comenzando la ac­ tividad volcán ica y el levantam iento de montañas. En esa época, diversos gases que habían estado atrapados en tre los materiales originales del planeta desde el pe­ ríodo de la acreción comenzaron a abrirse paso en tre­ mendos volúmenes hacia la superficie, pri ncipalmente a t ravés de l a s c h i m e n eas vo l cá n i cas. Aq u í h ab ía anh ídrido carbón ico, metano, gases con azufre y vapor de agua.

50

E L S ISTEMA S O LA R , N U ESTRO BARR I O

1 . Ntícleo

interior 2. Núcleo exterior 3. Manto infe rior 4. Manto rnperior

La mayor parte de los gases permanecieron en la superficie, ya que la grave­ dad de la Tierra era lo sufi­ cientemente fuerte como para i m pedi r su escape hacia el espacio, pero una gran proporción de los elementos más l i geros, como el h idrógeno y el helio, fueron expulsados por el viento solar. Hace unos 3800 m í­ llones de años teníamos el panorama de una atmós­ fera primordial rica en me­ tano, amon iaco y agua, mientras la temperatura

La atmóief ra de la Tierra es muy delaada. A 1 20 km . de altura ya está contenido el 9 9 % de su masa.

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LA C I E N C I A E X P L I C A D A ASTR O N O M ÍA

comenzaba a descender y el agua a condensarse y a formar los océa­ nos. La superficie era todavía inten­ samente bombar­ deada por gigan­ tescos meteoritos y por los cometas q ue nos aportaron más agua, carbono y gases. Al enfriarse la su­ perficie y llenarse los océa­ nos, comenzaron a funcionar los procesos de erosión por viento y agua. Durante la deno­ mi nada Era Arcaica, hace 3000 mil lones de años, llueve intensamente y los enormes ríos y las erupciones volcá­ nicas transforman la superficie, iniciándose la formación de los primeros conti nentes. Mientras tanto, dism i n uye notablemente el bom bardeo meteórico. Sin em bargo, la corteza terrestre es i nestable, y sus grandes placas se mueven y reciclan en un movim iento permanente llamado "tectón ica de placas". Los continen­ tes, al principio juntos, se separaron y ahora viajan o cho­ can entre sí alrededor de la superficie del planeta. La aparición de la vida y su evolución ejerció un deci­ sivo efecto en la atmósfera. Especialmente la difusión hace 2500 m i l lones de años de algas fotosintéticas empezó a cam biar la proporción de elementos en la atmósfera, aumentando paulatinamente la cantidad de oxígeno.

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E L S I ST E M A S O LA R , N U ESTRO BAR R I O

Lo que sigue es una h istoria sensacional. Los últi­ mos 700 m i l lones de años q ue marcan el com ienzo de la Era Paleozoica son los mejor conocidos por la abun­ dancia de fósiles de los pri mitivos an i males y plantas. En realidad, cada vez que llegamos a este punto no ha­ cemos más que maravil larnos con la gran variedad y la ext raordinaria velocidad a la que se m ultipl icaron los invertebrados pri mero, y l uego las plantas vasculares y los vertebrados. ¿Que permitió esta " inventiva biológica"? Diversos factores se conjugaron para generar un ambiente favora­ ble a la evolución de las especies: un clima benigno, una atmósfera protectora de las radiaciones solares nocivas y el aumento del oxígeno. Hace 250 millones de años com ienza la Era Meso­ zoica y la conocida predominancia de los dinosaurios que duraría 200 millones de años. Sin embargo, las n uevas formas de vida que evolucionaron en el Mesozoico fue­ ron precisamente la base del m undo como lo observa­ mos hoy día. Aparecieron las plantas con flores y los con­ tinentes se cubrieron de árboles y hierbas, m ientras los mares aparecían pletóricos de nuevos organismos. Con la exti nción de los dinosaurios -entre otras hi­ pótesis debido al i mpacto de un gran cometa o asteroi­ de en la superficie del planeta- se marca el in icio de n uestra época moderna, la Era Cenozoica, caracteriza­ da por un progresivo enfriam iento que culmina en los últimos años en repetidas glaciaciones. Aparecen m u­ ch as variedades de mam íferos, i ncl uyendo cierta clase de monos pri m itivos que l uego evol ucionaran hasta la

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LA C I E N C I A E X P L I CADA ASTRONOMÍA

aparición del hom bre moderno hace más o menos un m i l lón de años. Distancia Media al Sol

1 50 mil lones d e kilómetros

Diámetro

1 2 7 56 kilómetros

Lunas

1

Masa Gravedad en la Superficie Duración del Día Temperatura, max. , med. , m i n . Atmósfera:

23 horas, 5 6 ·minutos, 4 segundos +58ºC, + 22 ºC, -80ºC N itrógeno 78%, oxígeno 2 1 % , otros 1 %

¡Asombroso! En los últi mos 1 0 000 años de e sta h istoria, algo así como en el último segundo de un día de 24 ho­ ras y después de la anterior glaciación, el hombre se ex­ tendió y ocupó casi toda la superficie del planeta. Y en los últi mos instantes, no sólo se convirtió en la especie capaz de cam biar la historia de la Tierra, sino que se lan­ zó a la exploración del espacio, puso el pie en la Luna y se prepara para visitar el planeta Marte.

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C L S I STEMA S O LA R , N U ESTRO BARRIO

LA LUNA, El SATÉLITE: NATURAL DE: LA TIERRA

L a Luna ha maravillado al hombre des­ de el primer momento en que elevó su mirada hacia el firmamento. Pero, ¿cómo llegó allí? La primera teoría científica consistente al respecto fue formulada apenas a finales del siglo XIX por el astróno­ mo inglés George H. Darwin, quien sugirió que la Luna y la Tierra tal vez fueron hace millones de años un sólo cuerpo girando vertiginosamente en el espacio. Es posible que se haya desprendido parte del material exte­ rior, algo así como una gigantesca burbuja que luego fue­ se atrapada por la gravedad terres­ tre dando cuerpo a nuestro satél ite natural. Darw i n también consideró que la Luna tiene las dimen­ siones suficientes co­ mo para caber en el océano Pacífico, por lo cual seguramente de allí se habría desprendi­ do la sustancia que la formó. U na teoría rival con si dera q ue la Tierra y la Luna se formaron al m ismo tiempo en la nebulosa so­ lar, pero así no se puede expl icar por

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Tamaño de la Luna comparada con la Tierra.

1

LA C I E N C IA EXPLICADA ASTR O N O M ÍA

La Luna es, por ahora, el Único astro vi itado por el ser humano.

qué ambos cuerpos son tan diferentes; en la Tierra hay tres veces más h ierro q ue en la Luna, la cual no tiene n ú­ cleo metálico. Tam bién pudo suceder q ue la Luna se formara en alguna otra parte del sistema solar, expulsada de su ór­ bita origi nal y capturada por el cam po gravitacional de nuestro planeta.

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E L S I S T E M A S O LAR , N U ESTRO BARRIO

Más recientemente se ha desarrollado la Teoría del Impacto, terrible colisión entre la Tierra y otro enorme cuerpo metálico, lo que arrojó al espacio la superficie ro­ cosa que formaría la Luna, m ientras se fusionaban los co­ razones de hierro en la Tierra. En todo caso, la Luna esta allí desde hace m ucho tiempo, es el cuerpo celeste más cercano a la Tierra, y además no tiene atmósfera, por lo que es el ún ico objeto al que se le pueden observar detalles a simple vista, como sus manchas oscuras claramente visi bles.

Movi mientos lJ fases de la Luna Para comprender el movimiento y las fases de la Luna es preciso introducir los térmi nos rotación y revolución. La rotación descri be el giro de un cuerpo sobre su pro­ pio eje; la revolución descri be el movi miento de un cuer­ po en su órbita alrededor de un centro de gravedad. Así, la Tierra rota completamente sobre sí m isma en un día, produciendo la secuencia del día y la noche. Tam bién la Tierra revoluciona alrededor del Sol durante un año, in­ clinada sobre su plano de revolución, generando así la secuencia de las estaciones. Al igual que el Sol y las estrellas, la Luna aparece en el este y se oculta en el oeste a causa de la rotación de la Tierra en sentido contrario. Pero la Luna también revo­ luciona alrededor de la Tierra de oeste a este, reducien­ do el aparente efecto de la rotación terrestre. El resulta­ do es que la Luna se traslada en el cielo más lentamente q ue el Sol o las estrel las. De este modo, cada día, la Luna se demora en aparecer en el horizonte 50 minutos. Este

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LA C I ENCIA EXPLICADA ASTRO N O M ÍA

fenómeno, llamado retardación, ocasiona que la Luna tenga una revolución sideral de 27 días 7 horas 43 m i n u­ tos, y una lunación o periodo de fases completas, en 29 días 1 2 horas 44 m i nutos.

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En el siglo X VII Galileo Galilei fue el primero en detallar lasfases Je la luna. Se denomina jase a la parte de la cara Je la Luna o de cualquier otro cuerpo celeste que es visible desde la Tierra en la medida en que recibe la luz del Sol según su movimiento estelar.

1

1

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Tam bién se sabe q ue la Luna siem pre nos pre­ senta un m ismo hem isfe­ rio o cara, lo q ue i nd uce a con c l u i r q ue no rota so­ bre su propio eje. Más no es así, en real i dad tiene su propio movim iento de ro­ tación, pero este tiene la particularidad de hacerla gi rar en su propio eje y re­ vol ucionar alrededor de la Tierra en períodos iguales, por lo q ue term i na ofre­ ciéndonos siem pre la m is­ m a cara, s i n q u e j a m á s podamos observar su he­ m isferio oculto. Además, la Luna tiene diversas fases en su perio­ do de revol ución, produci­ das por su posición respec­ to a l S o l e n s u trá n s i to alrededor de la Tierra: -Luna Nueva. La Luna se encuentra entre el Sol y

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[ L S I S T E MA S O LA R , N U ESTRO BAR R I O

la Tierra en la m isma región del cielo q ue el Sol. No la distinguimos puesto que la luz solar cae exactamente en el hemis­ ferio oculto. Tam poco podemos obser­ var la cara no iluminada porque la Luna, al igual que los planetas, no tiene luz propia sino la reflejada por la luz solar. Esta fase tam bién se denomina novilunio. -Luna Creciente. Debido al efecto de re­ tardación, la Luna se eleva unas horas más tar­ de que el Sol, i l um inándose una pequeña porción del hemisferio siempre vuelto hacia nosotros. -Cuarto Creciente. Siete y medio días después de la Luna N ueva, la mi­ tad del hemisferio se encuentra i l umi­ nado. Es la fam i l iar media luna. En estas fase, la Luna es visi ble por la tarde y durante la primera m itad de la noche.

Luna nueva.

Luna creciente.

-Luna Gibosa. Del latín gibbus, joroba, una palabra inusual pero bastante correcta para describir la luna "jorobada': por su hemis­ ferio casi completamente i luminado. -Luna Llena. Catorce y medio � ías después de Luna N ueva, nuestro satélite natural se encuentra com pletamente opuesto al Sol (con respecto a la tierra) y su cara visible se ilumina por completo. Apa­ rece al este en el horizonte, exactamente cuan­ do el Sol se está ocultando en el oeste. Durante

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Luna llena.

LA C I E N C I A E X P L I C A D A ASTRONOMÍA

esta fase la Luna se observa durante toda la noche.

tiarto menauante.

-Luna Menguante. Por el m ismo fenómeno de retardación la luna co­ mienza a menguar su porción i l um i na­ da, y sucesivamente atraviesa las fases de gibosa menguante y cuarto men­ guante hasta com pletar su ciclo como Luna N ueva en exactamente 29,32 días.

La superficie de la Lu na La Luna es el único cuerpo celeste en el cual podemos observar detal les a simple vista, no solo por su relativa vecindad sino porque carece por com pleto de atmósfe­ ra. El rasgo más obvio en su cara visi ble son las marcas oscuras, especialmente notorias en su hemisferio sur. Desde épocas remotas la human idad se ha intriga­ do acerca de estas manchas en la Luna, su significado o su verdadera constitución. Las historias más comunes son las que mencionan la imagen de un conejo, según se

[L SISTEMA SO LAR , N U ESTRO �ARRIO

concluye de n umerosos mitos en pueblos de los cinco continentes. Efectivamente, no hay que tener demasiada imaginación para observar las marcas e i maginar un co­ nejo, con todo y orejas. Cuando Galileo apuntó su primitivo telescopio al sa­ télite, encontró montañas, cráteres y enormes planicies oscuras a las q ue l lamó maria o "mares" aunque nada tienen que ver con el agua, puesto que esta no existe en la Luna. Ahora se sabe m ucho más de la Luna que de cual­ quier otro cuerpo celeste, especialmente por las nota­ bles m i s i o n e s A p o l o que posaron los pri­ meros astro n a utas sobre su superficie. Los c ráteres de l a Luna son e l testi mon i o de la violencia meteórica que carac­ terizó la i nfancia del sistema solar, y las maria, el vestigio de antiguos fl u­ jos de lava, marca­ dos por i m pactos o y 1 972 las misiones Apolo Entre meteóricos más re­ visitaron el satélite, la más notable de todas, cientes. Y todo ello sin duda, la onceava, cuando por primera vez a la vista y sin varia­ el hombre alunizó. Se llevaron a cabo ción, puesto q ue sin n umerosas in vestigaciones cientiflcas y se agua ni atmósfera trajeron m uestras de suelo lunar. no hay en la Luna

1 9fj;J

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LA C I EN C I A E X P L I CADA ASTR O N O M ÍA

procesos erosivos, conserván­ dose así para nuestra con ­ tem plación l a h i storia de su evolución. Efectivamente, la observación de la Lu­ na con binoculares y telescopios es fasci ­ nante, especialmente en sus fases creciente o menguante, cuando los rayos i n c l i nados de l Sol realzan las sombras de su intri­ La Luna. gante topografía. Además de monta­ ñas, cráteres y planicies, la Luna también tiene depresio­ nes, cañones, riscos y otros interesantes detal les bajo una nomenclatura simi lar a la de la geografía terrestre, ade­ más de nombres de astrónomos y científicos famosos. La siguiente es una selección de detal les en la Luna: Plan icies:

Mare Crisium, mar de las Crisis. La más evidente de las maria por su aislada posición, observable a simple vista. Mare Fecunditatis, mar de la Fecundidad. Mare Nectaris, mar del Néctar. Mare Tranquillitatis, mar de la Tranquilidad. Una de las mayores maria y el sitio de alun izaje del Apolo 1 1 .

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EL SISTEMA SOLAR , N U ESTRO �AR R I O

Mare Serenitatis, mar de la Serenidad. Entre las grandes plan icies, la más destacada. Tiene una bri llante raya que la atraviesa. Mare Humorum, mar del H umor. Mare Nubium, mar de las N ubes. Mare lmbrium, mar de las Ll uvias. La mayor de las maria, excepcionalmente oscura. Mare Frigoris, mar del Frío. Mare Vaporum, mar de los Vapores, Oceanus Proce/arum, océano de las Tormentas. Sinus Medii, bahía Central. Sinus lridium, bah ía del Arco Iris. Cráteres:

Petavius. Uno de los cráteres más antiguos con varios picos en su centro. Langrenus. Tiene un bri llante pico central. Endymion. Suelo bastante oscuro. Aristoteles. Se destacan sus altas paredes. Ptolomaeus. Uno de los más visibles en la región central. Albategnius. Suelo bastante oscuro.

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LA C I E N C IA E X P L I CADA ASTR O N O M ÍA

Manilius. Pequeño pero excepcionalmente bri­ llante. Clavius. Uno de los cráteres más grandes, cerca­ no al polo sur. Tycho. Uno de los más notables con su bri llante sistema de rayos, detectable a simple vista en la fase de media 1Ul')a. Pitatus. Al sur de Mare N ubi um, visi ble por su suelo oscuro. Copernicus. G ran cráter l unar con sistem a de rayos. Eratosthenes. Tiene un pico central. Archimedes. Se distinguen sus altas paredes. Plato. Notable por su forma circular y el tinte os­ curo del suelo. Kepler. Aunque pequeño es m uy brillante por su sistema de rayos. Aristarchus. Aislado y con sistema de rayos como Kepler. Grima/di. Su suelo es tal vez el más oscuro de la Luna y con buena vista se puede observar sin ins­ trumentos. Montañas:

Apennines. Una de las mayores cordilleras. En fase creciente o menguante con instrumentos se no­ tan las largas som bras de sus picos.

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E L S ISTEMA S O LA R , N U ESTRO BARRIO

Alpes. G ran masa montañosa entre Mare l m ­ brium y Mare Frigoris. Leibnitz. Gran cordi llera en vecindades del polo sur con las mayores alturas en la Luna, picos de más de 1 O 000 metros. Caucasus. Cordillera al norte de Mares Serenitatis. Pyrenees. Cordillera que bordea Mare Nectaris. Diámetro

3476 km

Volumen

0 , 02 de la Tierra

Masa

0 , 1 2 de la Tierra

Densidad

3 , 34 ( agua = 1 )

Temperatura

+ 1 2 0° a - 1 80°>

EL CRÁTER GARAVITO

La otra cara de la Luna, su hemisferio oculto, nos fue re­ velado en 1 959 cuando la sonda soviética Lunik 3 obtu­ vo las primeras fotografías de esta región. Inmediatamen­ te se observó que esta cara es bien distinta al hemisferio lunar visi ble, pues carece de grandes plan icies y esta com­ pletamente "craterizada". La Un ión Soviética, en un me­ recido privilegio por su éxito en alcanzar esta hazaña es­ pac i a I, des i g n ó i n m ed i atam e n te l os deta l l e s m ás prominentes como el Mare Moscoviense (M ár de Mos­ cú) y el cráter Tsiolkovsky en honor de uno de los pione­ ros de la astronáutica rusa. El primer mapa completo de la cara oculta de la Luna se publicó en 1 967. En este año la Unión Astronóm ica Internacional se reunió en Praga para debatir el asunto

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LA C I E N C I A E X P L I C A D A AST R O N O M ÍA

de la nomenclatura lunar y se acordó rápidamente adop­ tar un criterio que en líneas generales se parece al que la tradición y el uso han implantado en la cara visible. Ade­ más se le sol icitó a los países miembros de la Unión pre­ sentar listas de nombres y hojas de vida de personas que se hayan destacado por su trabajo científico en el campo de la Astronomía, o por su importancia para la h umani­ dad aún en otros cam pos, excl uyendo a políticos, milita­ res, fi lósofos con menos de 200 años de fal lecidos, artis­ tas de la farándula, personajes imagi narios, etc. Finalmente la UAI presentó una lista de aproxima­ damente 500 nombres con sus biografías resumidas y acom pañada de u n mapa elaborado por la NASA. Oportuna­ mente Colombia ha­ bía sido aceptada co­ mo país m i embro de la UA I y en su l i sta propuesta fue selec­ cionado y aprobado el n o m bre de J u l i o Garavito Armero, i n ­ geniero, matemático y astrónomo, director del Observatorio As­ tronóm ico N acional entre 1 891 y 1 920, ex­ perto en las áreas de la geodesia astronó­ Julio Garavito. mica y la mecán ica ce-

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E L S I STEMA SOLA R , N U ESTRO BARRIO

leste, y especial ista en el estudio del movimiento <;:le la Luna en su órbita. Del medio m i llar de nombres, apenas cinco, incluyendo a Garavito, son de latinoamericanos. El cráter Garavito está local izado en los 47,6 grados Sur 1 56,7 grados Este en el hemisferio sur lunar. Es un amplio cráter de 80 km. de diámetro, con uno de menor tamaño superpuesto sobre el arco norte y algunos más peq ueños en el borde oriental. Sus vecinos son los cráte­ res Poincaré, Lamarck, Von Karman, Paul i, Koch, Boyle, Leibnitz y J ules Veme. Destacadísimo lugar para el renom­ brado astrónomo colombiano.

Viajes fa ntásticos a la Lu na ¿En realidad fueron Neil Armstrong y Edwin Aldrin a bor­ do de la m isión Apolo 1 1 los primeros seres humanos en pisar la Luna? Al examinar la historia de la literatura la respuesta sería no, puesto que los viajes a la Luna son tan antiguos como el deseo del hom bre por aprender a vo­ lar, como lo vemos al exam i nar algunas de las más fasci­ nantes obras de la literatura fantástica clásica. Probablemente la primera obra de ficción que des­ cribe un viaje espacial fue la Vera Historia de Lucian de Samosata, filósofo y satírico griego que vivió hacia el año 160. Lucian hace el viaje de ida y vuelta a la Luna en un barco de vela impulsado por los vientos celestes; 1 uego escribió el /caro Menippus, en donde el héroe utiliza, a mo­ do de lcaro, alas de pájaros, no sólo para ir a la Luna sino para circunnavegar otras estrellas. En 1 5 1 6 aparece Orlan­ do Furioso, de Ludovico Ariosto. El héroe de este cuento,

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LA C I E N C I A E X P L I CADA ASTR O N O M ÍA

Astolfo, viaja a la Luna en un carruaje tirado por cuatro caballos rojos. Astolfo encuentra la Luna m ucho más gran­ de de lo que se la imaginaba, con enormes océanos, mon­ tañas y claro está, ciudades y castil los por doquier. John Wilkins escribía hacia 1 638 su Discovery ofa New World in the Moon, uno de los primeros trabajos pseudo­ científicos; consideraba inminente el dominio del arte de volar y reclamaba para Inglaterra la preeminencia en la conquista de la Luna. Por esta época, la incursión de la ciencia en la literatura ya se había hecho evidente con el Somnium de Johannes Kepler, publicado en 1 634, cuatro años después de su muerte. Somnium es un cuento fantás­ tico de un viaje de la Tierra a la Luna; sabiendo que no había atmósfera entre los dos mundos, escoge como me­ dio de transporte para la travesía unos demonios. Kepler describe la Luna de acuerdo con los más avanzados cono­ cimientos astronómicos de la época, pero le añade extra­ ñas formas de vida. Al parecer, se vio forzado a presentar sus ideas acerca de la Luna como una ficción para evitar la censura política y religiosa propia de su tiempo. Las obras keplerianas sirvieron de inspiración para mu­ chos escritores de los siglos XVI I y XVIII, como Francis God­ win, autor de The Man in the Moon, publicado en 1 638. Domingo Gonsales, el protagonista de la h istoria, se di­ vierte entrenando gansos para que le transporten por los aires como pasajero. Eventualmente le llevaran hasta la Luna pues, sin saberlo, es allí donde acostumbran hibernar. Domingo encuentra que todo en la Luna es enorme, ár­ boles gigantes, grandes animales y seres inteligentes pare­ cidos a los h umanos pero con el doble de su estatura.

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tL SISTEMA SOLAR , N U ESTRO BAR R I O

Uno de los más famo­ sos es Voyage dans la Lune d e Cyra n o de B ergerac ( 1 649 ), escritor francés, au­ tor de obras de teatro y car­ tas amorosas y satíricas. Cyrano pensaba que la Lu­ na era un mundo como el n uestro. Su primer intento de alcanzar el satélite tal vez fue el más original, utilizan­ do gotas de rocío en bote­ l las que al calentarse por el Sol lo elevaron por los aires, pero desafortunadamente aterrizó en el Canadá y no en la Luna. Para el segundo i ntento emplea una máquina voladora impulsada por Cyrano alza vuelo utilizando triquitraques, e i nadvertidamente se convierte en el primer astronauta en utilizar un cohete como medio para salir al espacio. En la novela de David Russen, /ter Lunare, publicada en 1 703, se introduce la novedad de utilizar una catapulta para escapar de la gravedad terrestre. En 1 705 aparece The Consolidator, un cuento de viaje lunar del famoso escritor i nglés Daniel Defoe, quien recrea diversas leyendas de via­ jes a la Luna y describe medios de transporte parecidos a lo que hoy llamamos naves espaciales. The Consolidator fue el más brillante de los viajes ingleses a la Luna, inclusive

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. LA C I E N C I A E X P L I CADA ASTR O N O M ÍA

llegando a anticipar la gasolina como propulsor: "una lla­ ma ambiental alimentada por un cierto líquido". En 1 727 Samuel Brunt publ ica su novela satírica, A Voyage to Cacklogallinia. El Capitán Brunt naufraga en Cacklogallin ia, una extraña tierra habitada por hombres­ pájaro, quienes tienen el proyecto de enviar una expedi­ ción hacia la Luna para extraer oro de sus montañas. El Capitán Brunt comanda la expedición a bordo de un palanquín transportado por sus alados compañeros, pero el proyecto fracasa porque los selenitas son muy idea­ listas, gobernados por fi lósofos y poco adictos a las labo­ res manuales. Las h istorias de viajes espaciales continúan apare­ ciendo profusamente. En la novela de Ral ph Morris Lije and Adventures offohn Daniel, publicada en 1 75 1 , el hé­ roe construye con los restos de un naufragio un aparato volador a pedales con alas de tela que resulta tan eficien­ te que decide emprender un viaje a la Luna. En 1 757, Miles Wi lson lanza Israel jobson, the Wandering }ew, personaje que durante años construye un andamio de palos y cuer­ das hasta que laboriosamente logra l legar hasta la Luna, donde encuentra q ue los selen itas estaban hechos de ' cobre y plomo y que se alimentan excl usivamente de ar­ cil la. Hacia 1 767 encontramos una cuento fantástico de Fili ppo Morghen, Viaggio della Terra al/a Luna. Aquí osa­ dos aventureros l legan a la Luna en un aparato con alas y encuentran gente que vive en árboles, en casas flotantes y en gigantescos melones. Los selenitas de esta h istoria resultan muy civilizados y reci ben los viajeros con ban­ deras y bandas de m úsica.

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EL SISTEMA SOLAR, N U ESTRO BAR R I O

Publicada en 1 827, la h istoria de Joseph Atterlay, A Voyage to the Moon, muestra un completo cam bio en el estilo de las novelas de ficción, describiendo con gran de­ talle naves espaciales repletas de equipos científicos e im­ p ulsadas por un material antigravitatorio llamado "l una­ ri um". Este se considera el primer trabajo de c i encia ficción. Ocho años después Edgar Allan Poe, en su nove­ la Hans Pfaal/, A Tale, envía al aventurero Hans Pfaall a la Luna en globo, como ún ico medio para escapar de sus deudas. Luego de una azarosa travesía, Pfaall cae en el medio de una ci udad lunar poblada por gente peq ueña y fea y se convierte para siempre en un deudor en exi l io. Finalmente llegamos a Julio Veme y su famosa obra De la terre a la /une, de 1 865, la cual marca un hito glorio­ so de la ciencia ficción. Veme le anticipa al público la in­ m inente realidad del viaje espacial. Su nave Colum biad es i m pulsada por un cañón, pero los pasajeros gozan de las comodidades de los navíos modernos, incl uyendo re­ servas de oxígeno. La h istoria continua en Autour de la Lune, en donde los expedicionarios fallan en su objetivo de alunizar y regresan a la Tierra, para caer en el océano Pacífico y ser finalmente rescatados por la corbeta USS Susquehanna, exactamente como fueron recuperados los tripulantes de las naves Apolo un siglo después. En los años siguientes, el viaje espacial en la literatu­ ra se convirtió en uno de los temas favoritos de los escri ­ tores d e obras d e ficción, l o q ue popularizó aún más la idea de otros m undos habitados, generalmente por civi­ l izaciones más avanzadas que la nuestra y en m uchos casos poco amistosas.

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LA C I E N C I A E X P L I CA D A AST R O N O M ÍA

MARTE, EL PLANETA ROJO

M ientras

leemos estas líneas es seguro q ue alguna m isión espacial se desarrolle en la superficie de Marte o girando alrededor del planeta. El in­ terés de la h umanidad sobre este en igmático planeta es m uy antiguo, pues su aparición en el firmamento con su color rojizo generalmente fue asociada por m uchos con el des­ orden y la destrucción, tal y como puede constatarse en diversas leyendas y mitologías. El planeta recibió desde los tiempos clásicos el nombre del dios de la guerra ro­ mano, Marte, que ten ía como sím bolos el lobo y el pája­ ro carpintero y se le representaba con escudo y espada. Además, su movimiento errático entre las estrellas y cons­ telaciones le agregó aún más misterio. El diámetro de Marte es la mitad del de la Tierra, tarda 687 días en dar una vuelta completa alrededor del Sol y 24 horas y 37 min utos en girar sobre sí m ismo, casi la misma duración del día terrestre. Como todos los pla­ netas interiores del sistema solar, es rocoso con núcleo metál ico, manto y corteza, y tiene una atmósfera com­ puesta principalmente de dióxido de carbono y algo de n itrógeno, pero m uy fina, apenas el 1 % de la atmósfera terrestre. La temperatura superficial puede osci lar entre los 22°C, bastante con fortable al mediodía a la altura del ecuador, -SS°C en la noche o - 1 25°C en los polos. Como Marte no tiene océanos, su superficie responde rápi-

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E L S I STEMA S O LA R , N U ESTRO BAR R I O


constituida, en su mayor parte, por dióxido de carbono. Se cree que el planeta ha ido perdiendo , progresi vamente su atmóifera, puesto que algunas evidencias indican q ue en el pasado era más densa.

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LA C I E N C I A E X P L I C A D A ASTRO N O M ÍA

incl uyendo Valles Marineris de 4000 km. de largo y hasta de 7 km. de profundi­ dad.

Ag ua ld vida en Ma rte

b

Tamaño de Marte parada con la Tierra.

Es m uy seguro que el origen de la Ti erra, Ven us y Marte haya sido parecido, y que gran­ des cantidades de agua les haya sido aportada por com etas hace más de 3 500 m i l l o n es de años. Aunque en el Ve­ n us actual no podríamos com probarlo, en Marte es defi n itivamen­ te una real idad. El plane­ ta tuvo océanos hace mu­ cho tiem po.

En 1 976 la m isión Viki ngo -dos naves que se posaron en la superficie- comprobó que actualmente no hay agua co­ rriente en la superficie marciana, algo q ue ya se sabía por la baja presión atmosférica que i mpide la permanencia de los líquidos; pero la profusión de sinuosos cauces se­ cos y una red de valles con n ítidas señales de antiguos ríos, confirman la idea de un Marte diferente en épocas anteriores. Más aún, hay una enorme cantidad de eviden­ cia que asegura que todavía existirían reservas de agua, congelada en el subsuelo y en cavidades subterráneas.

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EL SISTEMA SOLA R , N U ESTRO BAR R I O

Según estas ideas, Marte era m ucho más cal iente y h úmedo que ahora, gracias a una densa atmósfera que producía un apreciable efecto i nvernadero. Esto sucedía poco después del bombardeo meteórico, hace 4000 mi­ llones de años. Inclusive en Marte pueden disti nguirse las marcas de por lo menos dos períodos de glaciaciones; uno de el los m uy antiguo, de hace 3400 mil lones de años, y uno m u­ cho más reciente, de hace sólo 300 millones. Esto sign ifi­ ca que durante algún tiempo, entre estas dos glaciaciones, el cli ma de Marte fue relativamente húmedo y cálido, y con una atmósfera más densa que la que existe ahora. La comprobación de estas h i pótesis sobre Marte se confirmaron con las misiones Mars Pathfinder y Mars Global Surveyor en 1 997, incluyendo una muy precisa car-

Una de las sondas Vikingo que descendió a la supe ifi cie marciana y transmitió datos a la tierra durante cinco años.

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LA C I E N C I A EX P L I C A D A AST R O N O M ÍA

tografía que m uestra imágenes espectaculares: depresio­ nes simi lares a lagos secos cubiertos de un material claro que podría ser sal u otro m i neral residual de la evapora­ ción de sus aguas; sistemas de canales con sus paredes cortadas y erosionadas por lo que debieron ser grandes ríos; señales en terreno que sugieren la formación de an­ tiguas bah ías y penínsulas; extensos valles al parecer ca­ vados por enormes avalanchas de agua; rocas, arena y muchas piedras redondas al parecer transportadas por agua en qValanchas o ríos. De cualq uier forma, todo apunta a que hace 3000 mil lones de años Marte y la Tierra se parecían mucho por su atmósfera, los grandes cuerpos de agua y los vol­ canes. Pero m ientras en la Tierra la tectón ica de placas ayudaba a reciclar el dióxido de carbono, en Marte este proceso geológico no existió. Sin un mecan ismo de largo plazo que recicle los gases entre la atmósfera y el manto, la atmósfera de Marte se rarificó y no pudo seguir atra­ pando la energía solar. Así, el clima se deterioró, conge­ lando el agua que todavía existía. En junio de 2000, la NASA anunció q ue mediante las imágenes de alta resolución de la Mars Global Surveyor se encontraron señales, hasta en 1 20 diferentes lugares, de lo q ue parecen flujos de agua en Marte, m uy recien­ tes, tal vez de menos de un m i llón de años, a j uzgar por la áreas carentes de cráteres y li bres de polvo. Las expl i­ caciones posi bles apuntan al calentamiento geotermal, presiones internas que l iberan repenti namente el h ielo en el interior de las paredes de los barrancos, o derreti­ miento por aumento estacional de la tem peratura. A pesar de las bajas presiones atmosféricas, estos flujos

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E L S ISTEMA S O LA R , N U ESTRO BARRIO

pueden sobrevivir varios días antes de evaporarse. Esto estim uló la i dea q ue el agua puede estar fl uyendo debajo de las superficie marciana justo en este momento, lo q ue fue confirmado en 2002 por la sonda 2001 Mars Odyssey q ue encontró hielo a menos de un metro de la superficie en extensas áreas del planeta. La más profunda i mplicación de la antigua presen­ cia de grandes masas de agua en Marte es la posibilidad de que la vida haya alguna vez existido. Si esto fue así, en la medida que paulatinamente el planeta se hacía más seco y frío, ¿tuvieron las formas de vida la habil idad de adaptarse a las n uevas condiciones? ¿Subsisten aún for­ mas de vida en Marte? Es posi ble que si el agua permaneció el tiem po sufi­ ciente, en m i l lones de años por supuesto, algunas for­ mas primitivas de v ida -las tenaces y versáti les algas y bacterias-, hayan surgido a partir de moléculas orgánicas com plejas en algún escondite cál ido, tal y como se piensa que sucedió en la Tierra. Más interesante aún es el hecho de q ue la baja actividad geológica de Marte podría per­ m itir la detección de fósiles de estas formas de vida entre los sedimentos antiguos de la superficie marciana. ¿Dónde buscar las evidencias de la vida? Lo ideal se­ ría encontrar organismos parecidos a algunas de las bac­ terias que en la Tierra viven en ambientes extremos, como en los lechos de antiguos lagos o el fondo de los profun­ dos cañones como Valles Marineris; o bajo el hielo de los polos, posi ble refugio final de la vida marciana; o en los antiguos glaciares; o tal vez en h ipotéticas fuentes hidro­ termales que, como en la Tierra, generan depósitos mi­ nerales que atrapan y fosilizan los m icroorgan ismos.

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LA C I EN C IA E X P LI CADA ASTRO N O M ÍA

En todo caso, la realidad es que la exploración de Marte, la búsqueda de evidencias de agua y vida, actual o en el pasado, es prioritaria en la investigación planetaria, y forma parte esencial del programa de las misiones es­ paciales a Marte. Comprende entre otras la sonda 2001 Mars Odisey lanzada en 2001 , que analizó algunos de los si tios promisorios i dentificados por la Mars G lobal Surveyor y obtuvo información sobre las características del clima y la geología. Además, en el futuro habrá ex­ ploradores de superficie con mayor autonomía, una nave que traerá muestras de rocas marcianas hacia el año 2008, y el primer viaje tripulado para la segunda década del siglo XXI. tl METEORITO DE MARTE

El 7 de agosto de 1 996 la NASA afirmó que había evi­ dencia de pri m itivas formas de vida en un trozo de roca marciana. Hace unos 1 6 m i llones de años un gran im­ pacto arrojó la piedra al espacio en donde vagó hasta aterrizar en la Tierra en un campo de h ielo conocido como Alan H i l ls, en la Antártida, hace 1 3 000 años. El 27 de diciem bre de 1 984 unos investigadores la encontraron y la l la­ maron ALH 84001 . El aire atrapado en su in­ terior con tiene exac­ tamente la m isma re­ lación de gases raros que hay la atmósfera El meteorito A LH- 8400 1 . de Marte.

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EL SISTEMA SOLAR , N U ESTRO BARRIO

ALH 84001 sólo pesa 1 ,9 kg y el anál isis q uím ico y m icroscópico de su interior reveló q ue algunos glóbu­ los carbonados, de 1 00 nanómetros de largo -4 m i l lo­ nési mas de pulgada- se parecían m ucho a los primeros m icrofósi les encontrados en la Tierra, con rastros de m i­ nerales q ue parecen ser residuos de alguna actividad biológica. Además, se observaron imágenes de men u­ das estructuras tubulares, interpretadas desde un pri n ­ cipio como los remanentes fósiles d e microb ios mar­ cianos, m uy semejantes en tamaño y forma a las más peq ueñas bacterias terrestres. Los propios i nvestigadores afi rmaron que n i nguna de estas evidencias es prueba defi n itiva de q ue alguna vez la vida se alojó en ALH 84001 , pues en todo caso existe la sospecha de contami nación terrestre o la cer­ teza q ue moléculas orgán icas y m i nerales pueden fácil­ mente ser generados por procesos que nada tienen q ue ver con la vida. Distancia Media al Sol

2 2 7 , 9 millones de kilómetros

Diámetro

6 786 kilómetros

Lunas

2

Masa (Tierra = 1 )

O, l l

Gravedad en la Superficie (Tierra = l )

0 , 38

Duración del Día

24 horas, 3 7 minutos

Temperatura max. min. +22ºC, - 1 25ºC Dióxido de carbono 95%, ni­

Atmósfera:

trógeno 1 , 6%, oxígeno 1 , 3 %, vapor de agua 0 , 3%

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LA C I E N C IA E X P L I CADA ASTI W N O M ÍA

Fa ntasías marcianas Los primeros observadores con telescopios pronto des­ cubrieron que Marte tiene casquetes helados en ambos polos, y un periódico cambio en la tonalidad roj iza del planeta q ue fue asociado por m uchos con la presencia de estaciones y vegetación. Pero la gran noticia sobre la vida marciana ocurrió por una curiosa eq uivocación, cuando en 1 877 Giovanni Schiaparel li, el director del Ob­ servatorio de Mi lán, notó sobre la superficie de Marte

Mapa de Marte de Perci val Lowell, hecho en 1 909, que indica los canales claramente.

' 82

[L SISTEMA SOLAR , N U ESTRO BAR R I O

una serie de líneas rectas que parecían extenderse por todas partes. Sch iaparel li las l lamó cana/i, q ue en ital iano alude a un cauce natural, pero en su traducción al i nglés se les denom inó simplemente como cana/s, que sign ifica una construcción artificial, como el Canal de Suez cons­ truido en esa época. Así que Marte debía estar habitado. El promotor más entusiasta de esta idea fue el astró­ nomo norteamericano Percival Lowell, quien en 1 894 cons­ truyó su propio observatorio en Arizona con el propósito principal de observar Marte. Lowell comprobó que todo lo que había visto Schiaparelli era cierto; dibujó mapas que contenían más de 500 canales y teorizó sobre su existen­ cia. Aseguró que el agua corriente se había evaporado hace años; por lo tanto, los marcianos elaboraron esta intrinca­ da red de canales para transportar el líquido desde los polos hacia las sedientas regiones ecuatoriales. Ahora es claro que tales h istorias se debían a las imperfecciones del ojo h umano que tiende a registrar l íneas en donde solamente hay puntos, o a i l usiones óp­ ticas o a sugestiones. Pero hasta hace pocos años toda­ vía no se ten ía mayor conoci miento sobre Marte y la existencia de canales aún era considerada por m uchos. Incl usive en varios textos serios de astronom ía, ante­ ri ores a 1 965, se expo n e la tes i s de la vegetac i ó n marciana como expl icación al estacional cam bio e n el color de su superficie. Pero cuando Percival Lowel l publ icó su li bro Mars en 1 894, la existencia de los marcianos fue por m uchos dada como verosímil. Lowel l afirmaba que los marcianos muy seguramente no eran como los humanos, porq ue la

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LA C I E N C I A E X P L I CA D A ASTRONOMÍA

atmósfera de Marte era distinta a la n uestra, por lo que se acostumbraba a descri birlos de manera más o menos espantosa. Inspirado por el libro de Lowel l, el escritor in­ glés Herbert George Wel ls publicó en 1 897 la novela ti­ tulada The War of the Wor/ds, que trata de una invasión de marcianos a la Tierra, uno entre m uchos textos de cien­ cia ficción sobre Marte. La creencia generalizada en la existencia de habitan­ tes en Marte se material izó en 1 938 en New Jersey, cuan­ do el periodista Orson Welles emitió un programa noc­ turno de radionovela basado en la obra de H. G. Wells, con actores en vivo simulando las horri bles escenas de la i nvasión marciana. El programa ubicó el com ienzo de la i nvasión en Trenton, 50 km. al norte de Fi ladelfia. Miles de personas completamente histéricas sal ieron a las ca­ l les, o se escondieron en los sótanos m ientras otras llama­ ban a la policía, formándose un verdadero caos en todo el Estado. El programa fue de tal real ismo que una encuesta posterior reveló q ue el 30% de los oyentes pensaron que la

1 946), uno de los más arandes escritores defi cción, entre su obra destaca La guerra de los m undos, E l hombre i nvisible y La máquina d e l t i empo.

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t L S I STEMA SOLA R , , N U ES T R O �A R R I O

invasión sí era real. Sin em bargo, semejante impacto no se habría producido sin un fenómeno cultural latente pre­ sente en un numeroso grupo de personas: el convenci­ miento de que existen civilizaciones extraterrestres con vanguardias que pueden aparecer en cualquier momen­ to en la Tierra. Para completar este panorama, hay que agregar la sorpresa que causaron algunas fotos del Viki ng 2 en 1 976 que muestran en la región de Cydonia un grupo de ras­ gos superficiales que parecen una cara o una esfinge, y a sólo unos kilómetros, unas col inas parecidas a enormes pirámides. Aunq ue luego se probó que eran formacio­ nes naturales, lo que sucedió avivó aún más las fantasías sobre Marte, al igual que la serie de catástrofes que han acompañado las m isiones al planeta rojo; con la desapa­ rición de la sonda Mars Observer en 1 993, la Mars Climate Orbiter en 1 999 y la Mars Polar Lander en 2000, son ya

Surveyor, reveló una meseta natural sin mayor atracti vo.

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LA C I E N C I A EXPLICADA ASTRO N O M ÍA

1 6 los accidentes o fracasos que se cuentan desde el 24 de Octubre de 1 962, cuando el cohete que debía llevar el Sputnik 22 rumbo a Marte se incendió.

Fobos lJ Dei mos Johannes Kepler asumió que las progresiones geométricas eran una ley de la naturaleza, así que si la Tierra tenía una luna y Júpiter cuatro -las "l unas de Gali leo", como se co­ nocían-, entonces Marte debía tener dos satélites. Tal vez Jonathan Swift conoció este argumento para mencionar en 1 726, en su Viajes de Gulliver, la existencia de "dos pe­ queñas estrellas que rotan alrededor de Marte". Pero no fue sino en 1 877, 1 50 años después, cuando el astrónomo americano Asaph Hall, aprovechando un acercamiento entre la Tierra y Marte confirmó lo que la imaginación ya había previsto: Marte tiene dos pequeñas lunas. Hall las denom inó Fobos y Deimos, Miedo y Pán ico, ya que según la /liada son los h ijos de Marte, dios de la guerra, aunque en otros textos se les identifica como sus dos perros de presa. Fobos está más cerca a Marte en su movim iento orbital y cae progresivamente hacia el pla­ neta. Los Mari ner 7 y 9 nos enviaron fotografías de esta luna en 1 969 y se descubrió su aspecto rocoso y lleno de cráteres, y su forma ovalada de apenas 28 x 20 km.

Deimos, por el contrario, esta más alejado y es más pequeño. Sus 1 2 x 1 6 km. le hacen parecer como una papa rocosa, también llena de cráteres. Es m uy posible q ue estos helados y secos satélites marcianos sin atmósfera hayan sido asteroides capturados por el planeta hace mi­ l lones de años.

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[L SISTEMA SOLAR, N U ESTRO BAR R I O

Los ASTEROtDE:S

3

f ntre las órbitas de Marte y J úpiter se encuentran nu­ merosos objetos conocidos como asteroides o m i n i pla­ netas cuyo descubrimiento no fue del todo casual, pues­ to que según la ley de Titius-Bode debía existir un planeta en el amplio vacío existente entre estos dos planetas. Un monje sicil iano, el director del Observatorio As­ tronómico de Palermo, padre Gi useppi Piazzi, el 1 de Enero del año 1 80 1 , cuando cartografiaba las estrellas de la constelación Taurus descubrió un pequeño objeto en movimiento. Debido a que el punto luminoso se despla­ zaba a una velocidad menor que la de Marte pero más rápido que J úpiter, acertadamente razonó que debía es­ tar entre los dos. Lo bautizó (eres, en referencia a la dio­ sa romana protectora de Sicilia. Las observaciones pos­ teriores confirmaron su tamaño, 91 5 km. de diámetro, y su órbita alrededor del Sol, y se le definió entonces como un pequeño planeta o asteroide. Para 1 807, tres asteroides upeificie de Marte.

LA CI ENCIA EXPLICADA ASTRO N O M ÍA

más, J uno, Pallas y Vesta habían sido descubiertos con tamaños menores pero en órbitas semejantes. Desde entonces, oficialmente se han nominado más de 1 O 000, casi 1 '000 000 se han identificado y se esti ma que el total puede llegar a los ci nco m i llones; pero sólo 33 de el los superan los 200 km. en tamaño. Desde el co­ mienzo se elaboró la h i pótesis que los asteroides eran los restos de un planeta importante que había explotado por razones desconocidas. Pero, en realidad, la masa combi­ nada de todos los asteroides apenas representa 1 /2000 de la masa de la Tierra, así que lo más seguro es que sean condensaciones de la nebulosa solar origi nal o planete­ simales que no lograron reunirse, perturbados por las mareas gravitacionales del gigante J úpiter. Los asteroides tienen diversas formas, parecidos a las l unas de Marte, rocosos, m uchos de el los metálicos, compuestos de h ierro y n íquel y marcados por el i mpac­ to de las col isiones entre sí y con los meteoritos. Difieren en su color según la presencia de los diversos minerales y en algunos se ha detectado la presencia de h ielo. No todos los asteroides orbitan entre Marte y J úpiter; muy seguramente las fuerzas gravitacionales de este últi­ mo han i mpelido a un cierto grupo a desplazarse en sus trayectorias hasta las vecindades de Neptuno y Pl utón, y a otros hacia las cercanías de Mercurio, Venus y la Tierra. Existe la permanente posibilidad que alguno de el los pueda chocar con la Tierra o la Luna. como ha sucedido antes. Por ejemplo, el 1 O de abril de 1 972 el paso de un asteroide o meteorito a una altura de 60 km. sobre el Es­ tado de Montana, en Estados Unidos, se detectó en los

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E L S IST E MA S O LA R , N U ESTRO BARRIO

radares y fue obser­ vado por nume­ rosos testigos. El objeto, que se calcula po­ dría pesar más de 1 000 toneladas, rebotó tangencialmente en la atmósfera y regresó al espacio. Si semejante cuerpo h ubiera llegado a la superficie habría producido una gigantesca explosión y un cráter de 80 km. de diámetro. El Centro Internacional para la Observación de los Planetas Menores esti ma que el número de asteroides que se encuentran en trayectorias en vecindades de la Tierra pueden ser unos 1 O 000, y alrededor de 1 70 de ellos cruzan periódicamente la órbita de nuestro plane­ ta. Así que a pesar de las enormes distancias, la probabi­ lidad de una col isión importante entre nuestro planeta y un asteroide no es del todo despreciable. El mejor candi­ dato para este encuentro es el asteroide XF 1 1 , que se acercará a la Tierra el 26 de octubre de 2028 a una dis­ tancia de apenas 900 000 km.

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LA C I E N C I A E X P L I C A D A ASTRON O M ÍA

J úPITER , El POLICÍA DEL BARRIO

J úpiter es el planeta más grande del sis­

tema solar y de los planetas exteriores el más cercano al Sol. En realidad J úpiter es gigantesco; con un volumen 1 300 veces mayor que el de la Tierra, representa por sí sólo el 70% de la masa de todo el con­ junto de planetas y l unas. Más aún, si J úpiter hubiera adquirido mayor masa durante su forma­ ción, (al menos 70 masas jovianas) las enormes presio­ nes internas habrían desatado las reacciones nucleares que hubieran convertido a J úpiter en una estrel la, y el panorama de éste sistema estelar bi nario sería comple­ tamente diferente. Seguramente la radiación adicional de J úpiter y su mayor campo gravitacional habrían hecho i mposi ble las formas superiores de vida en la Tierra. J úpiter es esencialmente un planeta gaseoso, o en otros términos, un objeto rodeado por una in mensa y densa atmósfera que tiene m i les de kilómetros de espe­ sor, compuesta esencialmente de h idrógeno y hel io, lo que hace que al menos en su composición sea muy pare­ cido al Sol. Su diámetro ecuatorial es de 1 43 000 km. y da un giro completo sobre su eje en sólo 1 O horas, más rápi­ do que n ingún otro planeta. En 1 6 1 0, Gal i leo Galilei apuntó su recién construido telescopio hacia Júpiter y se sorprendió al ver cuatro bri­ llantes l unas orbitando el planeta, bautizadas posterior­ mente como lo, Europa, Ganimedes y Calisto. Esta fue la

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[ L S I ST E M A S O LAR , N U ESTRO BARR I O

primera prueba de que un planeta distinto a la Tierra podía tener satélites, des­ acreditando por completo las viejas teorías de la me­ cánica celeste. Los primeros observa­ dores también notaron un sistema de bandas oscuras paralelas al ecuador y una extraña perturbación de color rojizo descubierta en 1664 y bautizada como la Gran Mancha Roja. Como la superficie no presenta accidentes permanentes sino que, por el contrario, cam b i a con ti n uamente, con acierto se dedujo que debían ser aglomeraciones de nubes. Pero si J úpiter ya es espectacular visto con los tel esco p i os desde la Tierra, resultó todavía más l l a m a t i vo m e d i a n te l as imágenes enviadas, prime­ ro por las naves Pioneer 1 O y 1 1 en 1 973, l uego por las sondas Voyager 1 y 2 en 1 979, y finalmente por la nave Gali leo en 1 995.

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Re9istro de las observaciones de Galileo de las lunas de júpiter, que sirvieron para ne9ar las teorías geocéntricas.

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LA CIENCIA EXPLICADA ASTR O N O M ÍA

Tamaño de júpiter comparado con la Tierra .

La superficie visi ble de J úpiter, además de las bandas y la Gran Mancha Roja, se nos presenta con brillantes colores exhi biendo una gran diversidad de rasgos que in­ dican fortísimos patrones de circulación en la capa at­ mosférica exterior. Por ejemplo, la Gran Mancha Roja es apenas uno de varios gigantescos h uracanes ciclónicos, aunque el más grande, con un tamaño tres veces mayor al de la Tierra y una longevidad excepcional: hace más de 300 años que circula por el hemisferio sur del plan eta. La velocidad del viento en J úpiter normalmente es de 1 80 km/h pero puede llegar hasta 530 km/h en los bord.es huracanados.

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E L S I STEMA S O L A R , N UESTRO BARRIO

La evidencia de las nuevas observaciones nos m ues­ tra q ue las nubes superficiales son en un 90% de hidró­ geno, y q ue el 1 0% restante es casi todo de helio con tra­ zas de amon íaco, metano y vapor de agua. El espesor de esta capa es de 1 000 kilómetros y su temperatura es va­ riable según la profundidad y la zona, entre - 1 50 °C y 7 °C. La m isión Gal i leo mostró q ue el agua circula vertical­ mente en las capas altas de la atmósfera joviana. La atmósfera envuelve una zona sometida a grandes presiones y compuesta básicamente de h idrógeno líq ui­ do con una profundidad de 25 000 kilómetros. Bajo este enorme océano se encuentran otros 30 000 kilómetros de hidrógeno pero sometido a una presión de 2000 to­ neladas por centímetro cuadrado, lo q ue lo convierte a un estado metálico líq uido, una forma de hidrógeno aún no observada en los laboratorios. Su temperatura es de 10 000 °C. Se cree q ue las corrientes que circulan en esta capa generan el poderoso cam po magnético del plane­ ta, 20 000 veces más fuerte q ue el de la Tierra, una magnetosfera en forma de burbuja estirada por el viento solar hasta más allá de la órbita de Saturno.

Sistema de anillos de júpiter.

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LA C I E N C I A E X P L I CADA ASTR O N O M ÍA

Finalmente, se piensa q ue todas estas capas envuelven un n úcleo cen tral de 30 000 km. de diámetro, compuesto pri n­ cipalmente de hie­ rro y sil icatos con trazas de h i e l o, amon iaco y metano convertidos a s u fo rma metál ica gracias a la gran pre­ sión del material que lo recubre: 450 000 to neladas júpiter. por centímetro cuadrado y una temperatura de 35 000 °C en su centro, lo cual hace que Júpiter em ita más calor del que recibe del Sol. Los Voyager también descubrieron que J úpiter tie-. ne un sistema de ani llos como los de Saturno, pero m u­ cho más ten ue, compuesto en su mayor parte de granos de polvo. Si el sistema solar careciera de un planeta exterior gigante como J úpiter, la Tierra sería impactada 1 000 ve­ ces más por los cometas y asteroides, y las catástrofes de la clase que muy probablemente extinguió a los dino­ saurios sucederían tal vez cada 1 00 000 años en vez de cada 1 00 m i l lones de años. La co l isión del cometa Shoemaker-Levy 9 contra J úpiter, en 1 994, probó dramá­ ticamente esta teoría. Así que J úpiter es algo así como el policía del sistema solar.

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EL SISTEMA SOLAR , N U ESTRO BARR I O

Distancia Media al Sol

7 7 8 , 3 m i llones de kilómetros

Diámetro

1 42 984 kilómetros

Lunas

60

Masa (Tierra = 1 )

31 7,9

Gravedad e n 2 54 la Superficie (Tierra = 1 ) · Duración del Día

9 horas, 50 minutos

Temperatura, max . , min. 7ºC, - 1 SOºC H idrógeno 86% , helio 1 4% ,

Atmósfera:

metano, amoníaco, vapor de agua 1 %

Las l u nas de J ú piter Transcurrieron 282 años para que a las cuatro l unas ma­ yores de J úpiter, descubiertas por Gali leo, se les agregara una qui nta, Amaltea, detectada por Edward E. Barnard en 1 892. Hasta hoy ya se conocen en total 60 satélites en el sistema joviano completamente confirmados. Entre los cuatro satélites gigantes, lo es el más cerca­ no a J úpiter, tiene 3630 km. de diámetro y cuando los

TresJases de lo.

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LA C I E N C I A E X P L I CADA AST R O N O M ÍA

Voyager lo estudiaron, efectuaron uno de los mayores descubrim ientos: hay volcanes, algo completamente in­ esperado; y todavía más, volcanes en erupción en tal can­ tidad y fuerza que clasifican a esta luna entre los más extraños objetos conocidos. Uno de los volcanes, Loki, es el más violento del sistema solar y su volumen erupti­ vo es mayor que el de todos los volcanes de la Tierra com­ binados. La actividad geológica de lo proviene del conti­ nuo jalonamiento gravitacional entre el gigante J úpiter y las lunas gal ileanas vecinas; así q ue la estructura de lo parece "pulsar': o estirarse y torcerse conti nuamente, lo que mantiene su interior en constante ebullición. La superficie de lo esta compuesta de azufre a baja temperatura (-1 53 °C), q ue se eleva hasta 300 °C en los volcanes, en donde el azufre fundido toma colores rojo y naranja, dándole el particular aspecto a todo el satélite. El vulcan ismo es tan fuerte que la superficie está someti­ da a un remodelamiento contin uo, como lo testifica la total ausencia de cráteres de i mpacto; debido a su baja gravedad, los volcanes expulsan su material hasta varios centenares de kilómetros en el espacio exterior. lo ade­ más tiene una tenue atmósfera compuesta principalmen­ te de oxígeno, azufre y dióxido de azufre, alimentada por los gases volcánicos. Europa es algo más peq ueña q ue n uestra Luna, 3 1 40 km. de diámetro, tiene una ten ue atmósfera, al parecer dominada por el oxígeno, y presenta pocos cráteres de impacto en su superficie por una razón bien distinta al caso de lo. Toda la superficie de Europa es una gruesa capa de h ielo reciente con fracturas y grietas entre-

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EL SISTEMA SOLAR, N U ESTRO BAR RIO

Detafle Je

la

upeifi cie de Europa con us capas de hielo.

cruzadas que le dan el aspecto de un astro completa­ mente liso, como una bola de billar. Se asegura q ue bajo el h ielo, de 50 a 1 00 km. de espesor, existe un enorme océano de agua que cubre la estructura rocosa del saté­ lite, con temperaturas algo más ben ignas gracias a un re­ calentamiento interior del tipo de lo. ¿Hay fuentes inter­ nas de energía? ¿Hay volcanes de h ielo en Europa? ¿Se habrá desarrollado en este oscuro océano alguna forma de vida? El satélite más grande del sistema solar es Ganimedes; con sus 5260 km. de diámetro es mayor que Mercurio y casi igual a Marte. Su helada superficie está salpicada de antiguos cráteres de i mpacto, largos surcos, depresiones y montañas. Posi blemente hace mucho tiempo algún tipo de lodo cubrió varias áreas, por lo que ahora queda h ielo en m uchas partes de su geografía, confirmándonos una historia geológica bastante activa, inclusive una pro­ bable tectón ica de placas. Gan i medes también esta en­ vuelto por una atmósfera m uy tenue compuesta prin­ cipal mente de hidrógeno, y además podría tener agua

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LA C I E N C I A EX P L I CA D A ASTRO N O M ÍA

l íq u i da baj o su superficie en for­ ma de u n a fi n a capa d e agua sa­ lada.

0

upe�fi cie de Ganj)nedes, arriba . atélite

ali to, abajo.

El cuarto de los grandes saté1 ites galileanos es Calisto, casi del mismo tamaño q ue s u vec i n o Ganimedes, 4800 km. de diámetro, pero intensa­ mente acri billado por cráteres de impacto, lo que indica que su su­ perficie es aún más vieja. De he­ cho, Calisto es el astro con ma­ yor n úmero de cráteres en el sistema solar, incluyen­ do la zona de i mpacto de un enorme me­ teorito, Va/halla, de 600 km. de diáme­ tro. La temperatu­ ra superficial es de - 1 53 °C y contiene una atmósfera com­ puesta de hidrógeno, oxígeno y dióxido de carbono. Los resultados de la misión Galileo inducen

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E L SISTEMA SO LAR , N U E S T R O ei A R R I O

a pensar que Calisto tiene una mezcla de h ielo y roca en su interior rodeada por una probable capa de agua l íqui­ da o h ielo. ¿Porqué lo, Europa y Gan i medes tienen n ú­ cleo metálico y Calisto no? ¿Porqué (alisto y Gan imedes son tan diferentes si son tan sim i lares en masa y tamaño? Aunq ue nuestro conocim iento sobre estas lunas es todavía m uy limitado, es seguro que las futuras m isiones nos darán grandes sorpresas en este com plejo sistema de Júpiter y sus satélites. BAJO LOS HIELOS DE CURODA

La resolución de las fotografías de la m isión Galileo sobre la helada superficie de la luna Europa nos mostró con gran detalle una enorme red de grietas que se entrecruzan en­ tre los campos de hielo. Algunas de estas bandas o fractu­ ras parecen extenderse alrededor del satélite y se aseme-

Mancha roja en júpiter.

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LA C I EN C I A EXPLICADA ASTR O N O M ÍA

jan mucho a las estructuras de los h ielos que flotan en los océanos polares de la Tierra. El bajo número de cráteres de impacto revela la juventud de los hielos superficiales. O en otros términos, no hace m ucho tiempo, unos 500 mi­ llones de años, la superficie de Europa fue inundada por agua, un evento aún no muy bien comprendido. Las mareas de este hipotético océano se estiman en 30 metros de elevación. Incluso las fotos muestran lo que parecen icebergs y masas de h ielo, alguna vez separados y vueltos a unir por, tal vez, corrientes submarinas. Además, los registros de la misión Galileo sobre el campo magnéti­ co de Júpiter señalan una fuerte perturbación producida por Europa, bien por ser esta una luna intrínsicamente magnética, como Ganimedes, o por contener un líquido conductor muy eficiente, como el agua. Y mejor aún, agua salada. ¿Un océano de agua salada en Europa? Europa también puede tener un núcleo caliente cau­ sado por la interacción con J úpiter y los otros satél ites gali leanos. Si ello es así, aberturas h idrotermales como las encontradas en las profundidades de nuestros océa­ nos podrían existir en Europa, lo cual hace de esta luna un excelente objetivo para identificar m icroorgan ismos vivientes. Para comprobarlo existe la idea de enviar una m isión que se pose sobre la superficie con un robot a control remoto que penetre el hielo hasta el supuesto océano e investigue las posibles señales de vida. Pero an­ tes será lanzada la nave Europa Orbiter, que nos entrega­ rá mayor información sobre los hielos y los océanos de esta intrigante luna.

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CL SISTEMA SOLAR , N U ESTRO BARRIO

SATURNO, EL SEÑOR DE LOS ANILLOS

L os cuatro planetas gaseosos, J úpiter, Saturno, Urano y Neptuno tienen an i­ llos, pero los de Saturno son in igualables en bel leza, extensión y variedad. Ade­ más, son los únicos que pueden obser­ varse desde la Tierra con los telescopios. Cuando Gal i leo enfocó su m uy i m per­ fecto aparato, apenas pudo distinguir unas protuberan­ cias como "orejas", por lo que descri bió al planeta como "tricorporado". Dos años más tarde,' una nueva observa­ ción del gran astrónomo seguramente coincidió con una posición perpendicular de los ani l los haciéndolos virtual­ mente invisibles desde nuestro planeta; tal vez Gal i leo se imagi nó que Saturno se había devorado a sus propios

Tamaño de Saturno comparado con la Tierra.

IOI

LA C I E N C I A E X P L I C A D A AST R O N O M ÍA

miniat ura , la mayoría de ellos del tamaño de una casa . Se cree que los ani llos están compuestos principalmente de h ielo.

hijos, tal y como lo h izo el mitológico dios romano, para evitar la profecía q ue uno de ellos lo derrocaría. Luego, en 1 655, con i nstrumentos mejorados, el as­ trónomo danés Christiaan H uygens descubrió a Titán, la mayor l una de Saturno y resolvió el m i sterio del ani­ l l o plano y circular alrededor del planeta. En 1 677, Giovann i Cassini observó un vacío en el medio del q ue hasta entonces parecía un sólo an i l lo, la División de Cassini; pero tuvieron q ue pasar más de 300 años para

102

tl S ISTEMA S O LA R , N U ESTRO BAR R I O

que las naves Voyager nos perm itieran un vista cercana de los anillos de Saturno, uno de los espectáculos más fascinantes del sistema solar. En realidad se pueden di­ ferenciar al menos 10 000 an i ll os compuestos de gra­ nos de h ielo y polvo gravitando i ndependientemente en bandas de apenas decenas de metros de espesor. Su origen es todavía un m isterio, restos de una o varias lu­ nas destruidas por l a s m area s gravitac i o n a l e s de Saturno, o material q ue no llegó a cohesionarse cuan­ do el planeta se formaba. Los Voyager también nos permitieron conocer me­ jor las características de Saturno -con muchas semejan­ zas con J úpiter-, y de su complejo sistema de lunas, 3 1 contabilizadas hasta e l momento, siendo las trece encon­ tradas en los últimos años con modernos telescopios apenas unos cuerpos de pocos kilómetros de diámetro, seguramente asteroides capturados. La estructura interna de Saturno se parece a la de J úpiter, pero tiene una mayor proporción de h idróge­ no, por lo q ue su densidad es apenas de 0,69; quiere decir esto q ue si colocáramos a Saturno en una pisci na

103

LA C I E N C I A E X P L I CA D A ASTRON O M ÍA

decir esto q ue si colocáramos a Saturno en una piscina -una verdaderamente grande, por supuesto-, el pla­ neta flotaría. Aunque el n úcleo de h idrógeno metál ico es mas pequeño que el de J úpiter, el campo magnético de Saturno es todavía 1 000 veces mayor que el de la Tierra. Saturno tam bién tiene una tormentosa atmósfera, visi ble como bandas nubosas compuestas de h idróge­ no, hel io, metano y amon iaco cristalizado, y un enor­ me h uracán que aparece cada trei nta años y que ahora se conoce como la Gran Mancha Blanca. Bajo la atmós­ fera hay un océano de h idrógeno l íq uido y helio q ue gradualmente va tomando forma metál ica en las pro­ fundidades. En el centro del planeta se estima que hay un n úcleo de 25 000 km. de diámetro com puesto de silicatos y m i nerales sometidos a una densidad tan gran­ de que la temperatura se eleva a 14 000 °C. Saturno tam­ bién emite más radiación q ue la recibida por el Sol.

Distancia Media al Sol

1 42 7 millones de kilómetros

Diámetro

1 20 536 kilómetros

Lunas

31

Masa (Tierra = 1 )

95,2

Gravedad e n la Superficie (Tierra = 1 )

0 , 92

Duración del Día

1 O horas, 40 minutos

Temperatura, max . , m i n . OºC, Atmósfera:

-

l 80ºC

H idrógeno 96%, helio 3%, metano, amoniaco, vapor

104

EL S ISTEMA SOLA R , N U ESTRO BA R R I O

de agua 1 %

Las l u nas de Satu rno Con 3 1 satélites Saturno es, al igual que Júpiter, algo así como un sistema solar en miniatura. Muchas de estas lunas fueron descubiertas por los Voyager con notables y fascinantes particularidades. Por ejemplo, tenemos a las "l unas pastoras" Atlas, Prometeo y Pandara, q ue orbitan el planeta cerca a los an il los interiores y mantie­ nen o "pastorean" el material de estos en su lugar. Más extrañas aún son Jano y Epimeteo, dos lunas cuyas tra­ yectorias son tan simi lares -separadas por apenas SO km­ que cada cuatro años una alcanza a la otra, pero la coli­ sión se evita por los efectos gravitacionales m utuos que hacen que intercambien órbitas; la luna más veloz se con­ vierte así en la más lenta. Mimas tiene una helada superficie llena de cráteres, incl uyendo uno de 1 40 km, im pacto que por poco des­ truye completamente al satélite. Más alejado del planeta encontramos la órbita de Encelado, constituido de hielo y particularmente frío, -205 °C. Tiene la misteriosa carac­ terística de presentar una cara con muchos cráteres y otra casi completamente ausente de el los. El mayor de los satélites de Saturno es el gigante Ti­ tán, con 5 1 50 km de diámetro, mayor que Mercurio y probablemente la mas intrigante de las lunas de Saturno. Titán es lo suficientemente masivo como para retener una densa atmósfera constituida de nitrógeno en un 90%, metano, argón y trazas de hidrocarburos, estos últimos moléculas orgán icas complejas, al parecer precipitadas

105

LA C I E N C I A E X P L I CADA ASTR O N O M ÍA

tamente la superficie del satélite con una bruma espesa y un iforme de color naranja. La superficie de Titán pro­ bablemente sea de hielo, rocas y algo de amoníaco con temperaturas hasta de -1 80't:, con la posible existencia de lagos de metano líquido y lluvias de metano. Lo más sorprendente es que el Voyager 2 también descubrió q ue la atmósfera de Titán podría considerarse como en un estado prebiológico, parecido al de la Tierra millones de años antes de aparecer la vida en nuestro planeta. En 1 977 se descubrió un asteroide, Chirón, orbitando en una región entre Saturno y Urano, l ugar en donde ja­ más se pensó encontrar un objeto como este. Por su ta­ maño, entre 500 y 800 km. de diámetro, y su resonancia gravitacional con el planeta, podría ser una l una pérdida por Saturno. Como se nota, son innumerables las incógnitas y de­ safíos que nos presenta Saturno y su sistema de anillos y satélites. Para estudiarlos con mayor precisión se lanzó la nave Cassini, que deberá llegar al área hacia j ulio de 2004. Incluye el estudio de los gases de la atmósfera del plane­ ta, el comportamiento de los veloces vientos, y el análisis en detalle de la atmósfera de Titán, mediante el lanza­ m iento en paracaídas del explorador H uygens, con la m isión especial de detectar posibles moléculas orgáni­ cas complejas.

106

[ L SISTEMA SOLA R , N U ESTRO �AR R I O

URANO

L as sondas Voyager 1 y 2 explora­ ron los sistemas de J úpiter y Saturno en 1 979, 1 980 y 1 98 1 . Sólo el Voyager 2 con todos sus equipos de cámaras, espectrómetro ultavioleta, sensores infrarrojos, detectores de partículas, magnetómetro, equipos electrónicos y demás instrumentos, llegó al veci ndario del planeta U rano a principios del año 1 986. Hasta ese momento sólo se sabía que, a pe­ sar de pertenecer a la familia de los planetas ga­ seosos gigantes, Urano era sensiblemente más pequeño q ue Saturno pero más denso, y que además era el primer plane­ ta descubierto en los tiem pos mo­ dernos. En una des­ pejada n oche de marzo de 1 78 1 , el organ ista y di rec­ tor del coro de Bath, Inglaterra, William Her­ schel -considerado el má­ ximo observador visual en la Tam año de Urano historia de la astronom ía- apuntó hacomparada con la Tierra . cia el firmamento su telescopio de fa-

107

LA C I EN CI A EXPLICADA AST RO N O M ÍA

bricación casera y se encontró un nuevo mundo. Aun­ que en principio pensó bautizarlo como "planeta Jorge 1 1 1 " en honor a su protector el rey de Inglaterra, otros sim­ plemente querían llamarlo "planeta Herschel", pero afor­ tunadamente primó la tradición y se le denom inó como Urano, el m itológico padre de Saturno, los titanes y los cíclopes. Años después Herschel mismo identificó dos de sus lunas, Titan ia y Oberón.

n úcleo rocoso qu izás exista una aran capa de aaua, rodeada, a su vez, de h idróaeno y h eli o.

Doscientos años mas tarde, el Voyager 2 en­ contró un planeta de color aguamarina con una atmósfera com puesta ese n c i a l m e n te de h idrógeno y helio pero con fuerte presencia de m etano q ue bajo la acción de la luz solar también se transforma en acetileno y etano. Se estima que Ura­ no tiene un núcleo rocoso a alta temperatura y presión rodeado por un manto de agua, amonía­ co y metano. La atmósfera cu­ bierta de bruma casi no presen­ ta detalles, pero al igual que en

108

E L S I ST E M A S O LA R , N U ESTRO BARR I O

sus dos gigantescos parientes, la turbulencia parece ser el distintivo. U na de las características de Urano es que su eje de rotación es i nclinado casi en el m ismo sentido de la tra­ yectoria orbital. Se cree que esto fue ocasionado en los primeros tiem pos de su existencia por la col isión del pla­ neta con un cuerpo por lo menos del tamaño de la Tie­ rra. Por ello el hemisferio norte de Urano no se observa desde la Tierra desde 1 960. Tam bién se confi rmó la existencia de un sistema de ani l los y la presencia de n umerosas lunas, recibiendo al­ g u n a s n o m b re s basados en las obras de W i l l i a m Shakespeare.

109

LA C I EN C I A E X P L I C A D A AST R O N O M ÍA

Los anillos de Urano fueron descubiertos desde la Tierra en 1 977, gracias a la ocultación de una estrella. Es­ tán constituidos por objetos considerados como los más oscuros del sistema solar. Distancia Media al Sol

2 8 7 1 m i l lones d e kil ómetros

Diámetro

5 1 1 1 8 kilómetros

Lunas

21

Masa (Tierra = 1 )

14,5

Gravedad e n la Superficie (Tierra = l )

0 , 79

Duración del Día

1 7 horas, 1 4 min utos

Temperatura, max. , m i n . - 20ºC, -2 1 OºC Atmósfera:

H idrógeno 83%, helio 1 5% metano 2%, amoníaco, vapor de agua

110

EL SISTEMA S O LAR , N U E S T R O e.i A R R I O

N EPTUNO

La existencia del más lejano de los pla­ netas gaseosos gigantes, N eptuno, fue an­ ticipada en el siglo XIX casi al m ismo tiem­ po por dos astrónomos, John Adams en I nglaterra y Urbain J. Le Verrier en Francia. Pero fue Johann Galle, asistente del direc­ tor del Observatorio de Berl ín, quién la noche del 23 de septiembre de 1 846, basado en los cálculos de Le Verrier, encontró el octavo planeta del sistema solar. Neptuno era el planeta menos conocido cuan­ do el Voyager 2 lo visitó en agosto de 1 989, encon­ trando un planeta con algunas semejanzas a J upiter, Saturno y U rano, pero tam bién con notables diferen­ cias: un n úcleo roco­ so rodeado por un manto de molécu­ las de agua, amo­ n íaco y metano y todo ello envuelto por una espesa at­ mósfera de h idróge­ no, helio y metano con tem peraturas de -200ºC. La turbulencia es todavía maTamaño del planeta yor e n l as capas vis i bles, ya q ue se comparado con la Tierra identificaron los vientos más fuertes

111

LA C I EN C IA EXPLI CADA ASTRONOMÍA

en e l sistema solar, ¡hasta de 2000 km/ h !, y un giga ntesco h uracán denom inado la Gran Mancha Os­ cura formado por nubes de cris­ tales de metano. Como los otros gigantes ga­ seosos, Neptuno emite más ener­ gía que la reci bida por el Sol y tam­ bién tiene su propio sistema de a n i l los. Además, cuenta con un buen número de l unas, 1 1 , junto con las seis nuevas encontradas por la misión del Voyager 2. Descubierto tam bién en 1 846, Tritón, el mitológico h ijo de Neptuno, es el satélite más grande del sis­ tema con sus 2700 km. de diámetro. Los astró­ nomos esperaban en­ contrar en Tritón una luna parecida a los otros grandes satélites del sis­ tema solar, pero en reali­ dad hal laron uno de los más exóticos mundos. Para empezar, Tritón tiene capas pola­ res amarillentas hechas de n it rógeno h elado, unos millones de años terminará chocando con terrenos de supercontra el planeta. ficies difíci les de inter-

1 12

EL SISTEMA SOLAR , N U ESTRO BAR R I O

pretar, y cráteres de impacto que parecen haberse llena­ do con una mezcla de amoníaco y agua; y por todas par­ tes el satélite está cubierto de hielo. Por supuesto, es el lugar más frío del sistema solar, -235°C; i ncl usive el n itró­ geno líquido es más cal iente que la superficie de Tritón. Además, está todavía geológicamente activo, con géiseres que lanzan columnas de vapor de n itrógeno mezclado con un polvillo negro que se elevan hasta 1 0 km. de altu­ ra; para completar, la luna tiene una delgada atmósfera de nitrógeno y metano. Distancia Media al Sol

4497 m i l lones de kilómetros

Diámetro

49 528 kilómetros

Lunas

11

Masa (Tierra = 1 )

1 7, 1

Gravedad en la Superficie (Tierra = 1 )

1 ,12

Duración del Día

1 6 horas, 7 minutos

Temperatura, max. , min. -40ºC, -2 1 OºC Atmósfera:

H idrógeno 79% , helio 1 8% , metano 3%

113

LA C I E N C IA EXPLI CADA ASTRON OMÍA

PLUTÓN

A com ienzos del siglo XX ya se había notado que la gravedad de Neptuno no bastaba por sí sola para explicar todas las irregularidades medidas en la órbita de Urano; así que debía existir otro pla­ neta más lejano y desconocido. Percival Lowell era uno de los convencidos de esta idea y dedicó doce años a buscar el m isterioso objeto desde su obser­ vatorio de Flagstaff, Arizona. Pero tal vez Lowell y otros astrónomos perseguían un nuevo planeta gaseoso gigante o no contaban con las técn icas adecuadas para en­ contrar el escurridizo objeto, así que en este caso, como en otros de la h istoria de la astronomía, tampo­ co se h izo justicia. Treinta años des­ pués de la muerte de Lowell, un joven astrónomo que a­ penas tenía el ran­ go de asistente en el observatorio de Flagstaff, encon tró entre centenares de fo­ tografías que conten ían millares de puntos luminosos, Tamaño de Plutón uno m uy especial. Así, el 1 8 de febrero de omparado con la Tierr� 1 930, Clyde Tom baugh identificó inequi-

1 l_c

114

EL SISTEMA SOLAR , N UESTRO BARRIO

Foto9raj'ías Je Plutón tomada por el telescop io e pacial IIubble.

vocamente al nuevo planeta como el puntito que de una a otra placa fotográfica se desplazaba entre las estrellas de la constelación Gemi n i, m uy cerca de la posición esti­ mada por Lowel l. El nuevo planeta fue denominado Plutón por el mi­ tológico dios del mundo subterráneo, pero también por­ que las dos primeras letras del nombre corresponden a las iniciales de Percival Lowell, ofreciendo así merecido ho­ nor a uno de los grandes promotores de la astronomía moderna. Pl utón es difíci l de observar porque es muy distante y también porq ue resultó ser bastante peq ueño, apenas 2400 km de diámetro. Lo q ue actualmente se puede re­ gistrar desde la Tierra indica que Pl utón está hecho de

115

LA C I E N C I A E X P L I C A D A ASTRO N O M ÍA

rocas, h ielo y amon íaco rodeado por una leve atmósfera de nitrógeno y monóxido de carbono. Se sospecha que tenga casquetes polares de metano congelado. La cons­ titución rocosa de Pl utón y una órbita alrededor del Sol demasiado inclinada hace pensar que más bien sería una luna perdida por Neptuno. En 1 978 el astrónomo americano James Christy des­ cubrió q ue Plutón tiene una luna, Caronte, el barquero del mundo infernal. Se estima que Caronte tiene 1 270 km. de diámetro y una composición de rocas y hielo; tam­ bién es la l una más grande en comparación a su planeta, tiene el 1 2% de su masa, lo cual le otorga al sistema Plutón-Caronte la característica más bien de un planeta doble. Distancia Media al Sol

5906 millones d e kilómetros

Diámetro

2400 kilómetros

Lunas Masa (Tierra = 1 )

0 , 002 1

Gravedad e n la Superficie (Tierra = 1 )

0 , 06 7

Duración del Día

6 días, 9 horas

Temperatura, max. , m i n . -2 1 OºC, -2 30ºC Atmósfera:

Nitrógeno 78%, metano 2 1 %

116

EL SISTEMA SOLAR, N U ESTRO BARRIO

LAs FRONTERAS DEL S1sTEMA SoLAR PLANETA X

Pl utón y Caronte no resultaron con la masa suficiente para explicar algunos movimientos orbitales de U rano y Neptuno, lo cual mantiene el i nterrogante de la existen­ cia eventual de un planeta aún más lejano, el "planeta X", ansiosamente buscado por centenares de astrónomos, muchos de ellos aficionados, sin éxito hasta el momen­ to. Si nos atenemos a la Ley de Titi us-Bode, el siguiente planeta e�taría a la enorme distancia de 77 UA y sería una de las posibles causas de la h ipotética y periódica perturbación de los cometas q ue anidan en las fronteras del sistema solar. EL CINTURÓN DE Ku1PER

En 1 992 dos astrónomos de la Universidad de Hawaii, Da­ vid Jewitt y Jane Luu, encontraron un objeto más allá de Plutón, al que por el momento se le ha denom inado con el nombre poco romántico de 1 992 QB-1. La estimación de su tamaño le otorga un rango de 200 km. de diámetro y lo más probable es que sea un planetesimal compuesto de roca y h ielo. Este descubrimiento le otorgó enorme va­ lidez a la hipótesis planteada hace más de 30 años por el astrónomo holandés Gerard Kuiper sobre la existencia en el exterior del sistema solar de un "disco" de objetos pare­ cidos a 1 992 QB-1, pequeños y helados "escombros" del origen del sistema solar. La idea se comprobó rápidamen­ te, pues fueron detectados más de 1 40 objetos trans­ neptunianos, varios de ellos de más de 1 000 km de diáme-

117

LA C I E N C I A E X P L I C A D A AST R O N O M ÍA

tro, lo que lleva a pensar que seguramente los hay mayo­ res que Plutón. De hecho, en 2002 se descubría Ouasar, de 1 200 km de diámetro. Esta aglomeración de objetos se co­ noce ahora como el Cinturón de Kuiper y está posible­ mente compuesto por m iles o aún millones de planete­ simales. La masa combinada de los objetos Kuiper puede ser superior a la del cinturón de asteroides. La periódica perturbación de los cuerpos del Cintu­ rón de Kui per por Pl utón o por otro objeto desconocido podría tam bién ser el origen de los cometas de ciclo cor­ to con órbitas inferiores a 1 50 años. Al respecto de Plutón, últimamente se ha discutido si este debe conservar su característica de planeta, puesto que no cumple con la regla del sistema solar, planetas rocosos y pequeños en el interior y grandes y gaseosos en el exterior. La respuesta ahora parece clara: si a Pl utón lo hubieran descubierto hoy, no sería planeta; sería clasificado como un plane­ tesimal del cinturón de Kuiper. Pero todavía más sign ifi­ cativa es la Nube de Oort, la que según el astrónomo holandés Jan H. Oort existiría a distancias de 40 000 a 1 00 000 UAs conteniendo mil lones o tal vez tri llones de planetesimales helados, los restos de la nebulosa solar primitiva. Se cree que la perturbación de esta nube ex­ terna del sistema solar por un objeto desconocido -tal vez una estrella enana compañera de nuestro Sol, o el planeta X, o el paso de una estrella errante- explica el origen de los cometas de período largo, los que tardan hasta varios mi les de años en darle la vuelta al Sol. Inclu­ sive se piensa que la periódica perturbación gravitacional de la N ube de Oort originaría cada varios mil lones de años una masiva invasión de los planetesimales en forma

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tl S I STEMA SOLAR , N U E S T R O ei A R R I O

de cometas al interior del sistema solar, h ipótesis que se vincula a la periódica extinción de especies en la Tierra. Pero hay otros objetos en n uestro sistema solar que van a superar todas estas distancias. El primero tiene 258 kilos de peso y viaja a 45 440 kilómetros por hora. Es la nave Pioneer 10 que ahora se encuentra a casi 1 1 400 millones de kilómetros -76 UAs- y aún contin úa trans­ mitiendo débi les señales que confirman todavía a esa distancia la existencia de la heliosfera o viento solar. De acuerdo al análisis de su trayectoria, el Pioneer 1 O se diri­ ge hacia la constelación Taurus y en más o menos 30 000 años se acercará a Aldebarán. Su gemelo, el Pioneer 1 1 , se encuentra a 53 UAs de distancia viajando hacia las es­ trel las de la constelación Scutum, el Escudo. Sin embar­ go, estas naves ya fueron sobrepasadas por los Voyager, más veloces. El Voyager 1 se convertirá en el primer apa­ rato hecho por el hombre en escapar del sistema solar. Ahora está a 77 UAs de distancia y se dirige hacia la es­ trella AC + 793888, una enana roja en la constelación Ursa Minor, a donde podría l legar en unos 40 000 años. Mien­ tras tanto, el Voyager 2 ya está a 62 UAs del Sol.

Sonda espacial Voyaaer.

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LA C I E N C I A E X P L I CA DA ASTRO N O M ÍA

Los COMETAS L os cometas están hechos del material remanente de la nebulosa q ue dio origen al sistema solar, principalmente hielo, rocas y gases. Son algo así como los recuerdos fósi­ les de la h istoria primitiva de nuestro sistema, flotando mucho más allá de la órbita de Pl utón, en lugares que tal vez están a mitad de camino de las estrellas vecinas, en la región de la N ube de Oort. Mil lones, probablemente bil lones de cometas pasan la mayor parte de su vida en esta oscura periferia. Se pien­ sa que ocasionalmente los cometas se precipitan al inte­ rior del sistema solar, girando alrededor del Sol en órbi­ tas muy excéntricas. Algunos cometas tienen períodos

'120

t l S I STEMA S O LA R , N U ES T R O B A RR I O

orbitales m uy co rtos y otros, como el famoso Co­ meta Halley, tienen perío­ dos de decenas de años, seguramente con origen en el cinturón de Kuiper; y hay algunos, proven ien­ tes de la Nube de Oort, con órbitas de tal tamaño que apenas se aproximan al Sol y a la Tierra una vez en mi­ les o aún millones de años. Por el lo, en cualquier mo­ mento puede aparecer un cometa "n uevo·: como el Cometa Hyakutake o el Cometa Hale- Boop, des­ cubiertos en 1 995. Cuando un cometa se aproxima al interior del sistema solar, la radiación y el viento solar hace que los gases del n úcleo se evaporen, formándose la característi c a co l a q ue apunta siempre en direc­ ción contraria al Sol. De al lí proviene su nombre, del griego kometes, cabe­ llo largo, y del latín coma, cabel lera. Esta vaporiza-

y 200 1 , respectivamente.

121

LA C I E N C I A EX P L I CADA ASTR O N O M ÍA

ción también arroja parte del polvo atrapado en el h ielo dando lugar además a una cola de polvo. El núcleo de un cometa puede tener diversos tamaños, desde uno hasta más de 1 00 de kilómetros de diámetro. A m ayor tamaño y proxim idad al Sol, más larga es la cola y más grandioso el espectáculo si su trayectoria cruza en la ve­ cindad de nuestro planeta. Los cometas giran hasta agotarse o se estrellan en el Sol o los planetas, especialmente contra el gigante J úpiter, como sucedió en 1 994 con el Cometa Shoemaker-Levy. Tam bién es posi ble que se impacten en la Tierra, como se piensa que ha sucedido antes, luego de investigar las posi bles causas de la extinción periódica de especies, como las catástrofes que acabaron con los dinosaurios. Ahora se conocen las órbitas de centenares de com etas y no existe un pel igro inmediato de col isión, aun q ue el Cometa Swift-Tuttle pasará extraordinariamente cerca de

122

E L S I STEMA SO LAR , N U ESTRO BAR R I O

n uestro planeta en el año 2 1 26. El peligro real está en los cometas que aún no se han detectado. Los cometas han sido observados desde tiem pos prehistóricos puesto que existen n umerosos registros de tan portentoso fenómeno, pero n unca nadie supo que eran, de donde ven ían o para donde i ban. Sus especta­ culares apariciones y extraño comportamiento alimen­ taron durante siglos la i maginación de los pueblos. Tal demostración de poder en el cielo no podía tener sino un terri ble significado para las mentes supersticiosas, ma­ los presagios sobre catástrofes, guerras, pestes y hasta la caída de los im perios. Para algunos, los cometas eran hi­ jos del Sol, aunque Séneca aseguraba que los cometas eran cuerpos celestes que se movían en el espacio y no fenómenos de la atmósfera terrestre como lo aseguró

Rep resentación del cometa Halley a su paso en 1 06 6 en el tapiz de Bauyeux.

123

LA C I ENCIA EXPLI CADA ASTR O N O M ÍA

Aristóteles. El poeta romano Si l i us ltalicus atribuyó a un cometa la derrota de Roma a manos del ejército de Anibal en el año 2 1 6 a.C. Uno m uy bril lante visto por los roma­ nos en el año 43 a.e se pensó que era el alma de Julio Cesar, recientemente asesinado. El gran cometa del año 1 066 coincidió con la Batalla de Hastings, en donde el Rey Haroldo fue derrotado por Guillermo de Normandía. Se dijo que mientras Haroldo tomó el cometa como señal maligna, Guillermo vio en él un presagio de buena fortuna. Este cometa aparece repre­ sentado en el célebre Tapiz de Bayeux. Tam bién es famosa la representación del florentino Giotto del cometa del año 1 30 1 en su pintura La adoración de los reyes magos, en don­ de lo ubica como la Estrella de Belén. E.n América, los Az­ tecas llamaban a los cometas citlalimpopoca, la estrella que fuma, y usualmente presagiaba la muerte de algún noble. El misterio de los cometas comenzó a resolverse cuando Kepler observó uno en el año 1 607, y aseguró que venían de m uy lejos y que probablemente había tan­ tos como peces en los océanos. Pero fue el astrónomo i nglés Edmond Halley quien encontró la clave del asun­ to. Halley, nacido en 1 656, estaba convencido que las ór­ bitas de los cometas no eran líneas rectas n i parábolas, sino elipses. Y si esto era cierto, los cometas debían re­ gresar periódicamente. Con esta base estudió las trayec­ torias registradas por tres cometas que ten ían un patrón sim i lar: el cometa del año 1 53 1 , el cometa q ue Kepler vio en 1 607 y el cometa que él m ismo observó en 1 682. El i ntervalo de estos tres cometas no era idéntico, años entre los dos primeros y 75 años para el tercero. Hal ley aseguró que la fuerza gravitacional del gigante

76

· 124

E L S I ST E M A S O LA R , NUESTRO BARRIO

Júpiter podía afectar su trayectoria y se dio a la tarea de refinar sus cálculos, an unciando q ue los tres com etas observados eran el m ismo, y predijo que en el año 1 758 o a más tardar en 1 759 el cometa regresaría. Edmond Halley m urió en el año 1 742, a la edad de 85 años, sin observar el glorioso evento, pero el cometa sí acudió a su cita. La víspera de Navidad del año 1 758 un aficionado alemán, Johann Pal itzsch, lo encontró en su telescopio en la constelación Pisces y Halley y el cometa q ue lleva su nombre pasaron a la h istoria.

La adoración de los Reyes Ma gos, de Giotto (1 304), u tiliza como modelo de la estrella de Belén al Cometa Halley de 1 301 .

125

LA C I E N C I A E X P L I CADA A S T R O N O M ÍA

La más famosa reaparición del Cometa Halley fue la de 1 91 0. Recibió mucha publicidad por su calculada tra­ yectoria en vecindades del planeta y por la especulación según la cual su cola tenía un gas venenoso, por lo que las escenas de pánico fueron generales. Suicidios e h isteria colectiva se recuerdan en muchos lugares. El paso del Halley en 1 986 fue menos espectacular, por la desfavorable posi­ ción de la Tierra en relación a la trayectoria del cometa. El cometa más famoso de todos regresará en el año 2061 .

Meteoritos td estrel las fuqaces Los meteoritos son frag­ mentos de asteroides o de cometas q ue en su tránsito por el espacio llegan a chocar con los planetas. Cuando algu­ no hace contacto con la atmósfera de la Tierra, por su gran velocidad entra en incandescencia y se desintegra, por lo cual tam bién se cono-· cen con el nom bre de estre l las fugaces. Los meteoritos a veces son tan grandes que llegan a la superficie, como el q ue cayó en 1 92 0 en África del Sur, que peso 60 toneladas.

Lluvia de estrellas.

126

E L S ISTEMA SOLA R , N UESTRO BARRIO

Tam b ién en el tránsito de la Tierra alrededor del Sol, nuestra atmósfera periódicamente entra en contacto con los restos de materiales que pueblan las órbitas de los grandes cometas, por lo cual se producen las llamadas lluvias de estrellas; entre las más im portantes se desta­ can las Perseidas y las Leónidas, que reci ben estos nom­ bres por el lugar de la bóveda celeste en donde se local i­ za el aparente radiante del fenómeno. En todo caso, las lluvias de estrellas es uno de los mas fascinantes espectá­ culos que puedan observarse a simple vista.

EsquematizaciÓn de los cometas según Le l i vre de la soie , primer atlas sobre el tema

127

LA C I EN C I A EXPLI CADA AST R O N O MÍA

C L SOL, NUESTRA ESTRELLA

L a verdadera naturaleza del Sol no se comenzó a reve­ lar sino hasta el siglo XX. En realidad este astro, el más bril lante de la bóveda, misteriosa fuente de energía y vida en todas las culturas, es una esfera de gas cuyo calor se genera debido a las reacciones nucleares que suceden en su interior. El Sol contiene el 99,9% de toda la masa del sistema solar, en su mayor parte átomos de h idrógeno; la tremen­ da presión de su interior hace que el centro del Sol sea ocho veces más denso que el oro, a pesar de estar com­ puesto de gases, con temperaturas cercanas a los 1 5 mi­ llones de 0C. En este proceso de fusión, el h idrógeno se

Energía solar. La en erg ía que emite el Sol por unidad de tiempo es del orden de 400 cuatri llones de vatios. Cada cuatrillón es un

·128

tl SISTEMA SOLAR, N U ESTRO BA R R I O

combina para formar átomos de helio. Cada segundo, el Sol procesa 700 millones de toneladas de hidrógeno para formar 695 millones de toneladas de helio, y la mayor parte de la masa faltante se convierte en energía. Esto significa q ue 5 millones de toneladas de materia se con­ vierten en energía cada segundo. La energía l i berada en el centro de la estrella se di­ rige lentamente hacia la superficie, hasta q ue emerge en forma de radiación y viaja l i bremente por el espacio. La superficie visi ble del Sol se llama fotoesfera. Es una delgada capa de gases de 200 km. de espesor, bastante turbulenta y cuyo rasgo más característico son las man­ chas solares, observadas por vez primera por Gal ileo Gal i lei en el siglo XVI I. Una mancha solar individual pue­ de ser más grande que la Tierra y se ven oscuras porq ue son ligeramente más frías -3.500 °C- que el resto de la fotoesfera - 5.770 °C-. Las manchas solares están aso­ ciadas a intensos cam pos magnéticos que reducen la cantidad de calor y radiación en su superficie com pa­ rada con el área circundante. Además, el tamaño y el n úmero de manchas varía durante un ciclo de 1 1 años. El mov i m iento y apari encia de las manchas solares m uestra q ue el Sol gira sobre sí m ismo con velocidades diferenciales según la latitud: 26 días en com pletar una rotación a la altura del ecuador solar y 37 días cerca de los polos de la esfera. J usto sobre la superfi c i e solar se encuen tra la cromoesfera, una delgada capa de gases con tempera­ turas hasta de 8200 °C, y en seguida la llamada corona solar, la atmósfera exterior del Sol y cuya temperatura alcanza 1 '000 000 ºC. Se cree que este sorprendente cam-

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LA C I E N C I A EXPLI CADA ASTRO N O M ÍA

1 . Nócleo; 2. Zona radioactiva; 3. Zona convectiva; 4. Fotoifera; 5. Cromoifera; 6. Zona de transición.

Est ruct u ra del Sol.

bio en temperatura se debe a la interacción de los gases con los fuertes campos magnéticos de la fotoesfera. Ade­ más, la corona solar se extiende por millones de kilóme­ tros en el espacio y solamente se hace visible a n uestros ojos durante los eclipses totales de Sol. Es evidente la influencia del Sol sobre la Tierra como fuente de calor y luz, y por supuesto, sobre las estaciones y el clima global. Ahora se conocen otros efectos pun­ tuales generados por las erupciones solares y los campos magnéticos q ue perturban la atmósfera terrestre y q ue son objeto de intenso estudio.

130

E L S I S T E M A S O LA R , NUESTRO BARRI O

Distancia

1 49 ' 59 7 8 7 0 km .

Diámetro

1 ' 392 000 km .

Masa

333 000 veces la Tierra

Temperatura en la superficie

5 7 70ºC

Temperatura en el i nterior

1 5 ' 000 O OO ºC H id rógeno 92% , Helio

Composición

7 , 8%, otros 1 %

La muerte del Sol Mientras que e l h idrógeno se fusiona e n helio, l a masa del Sol permanece casi igual, pero el número de partícu­ las en su núcleo disminuye. Así, el n úcleo se contrae y se vuelve más caliente, lo cual incrementa las reacciones nu­ cleares, lo q ue hace que el Sol brille más. También hace que las capas exteriores de la estrella comiencen a ex­ pandirse lentamente. En otras palabras, en la medida que el Sol gasta su combusti ble, se vuelve más brillante y co­ mienza a crecer. En los últimos 3 m i l millones de años el Sol ha enve­ jecido y se ha vuelto más caliente. La Tierra compensa el calor extra regulando la cantidad de dióxido de carbo­ no, C02, de la atmósfera. Un incremento en C02 ayuda a calentar el planeta y una reducción lo enfría. Esto ha su­ cedido desde tiempos prehistóricos por medio de me­ canismos naturales que le han permitido a la Tierra man­ tener una constante y confortable temperatura ambiente y sostener el agua en estado l íquido, a pesar de cambios radicales en el Sol, la composición de la Tierra y otros grandes eventos.

131

LA C I ENCIA EXPLI CADA AST R O N O M ÍA

El Sol es enorme y tiene suficiente hidrógeno como para brillar por otros 5 mil millones de años. Pero su época como estrella de temperatura, luminosidad y tamaño más o menos estables en algún momento finalizará. Los mo­ delos más recientes sugieren que a la actual tasa de reac­ ciones nucleares, el Sol comenzará a acelerar su incre­ mento en tamaño y lum i nosidad en los próximos 1 000 m i l lones de años, hasta que su l u m i nosidad sea 1 0% mayor que la actual. Esto no parece m ucho, pero para los climatologístas es simplemente un desastre. Apenas 2° de incremento en la temperatura global haría que el nivel de los mares se eleve 40 cm inundando extensas áreas costeras, aunque aún estaríamos lejos de la extinción. Pero si el Sol se vuelve muy brillante, el termos­ tato natural del C02 comenzaría a fallar y sus niveles se reducirían hasta impedirle enfriar el planeta. Así que den­ tro de unos 200 o máximo 300 millones de años el nivel de C02 sería tan bajo que inclusive las plantas no podrían ab­ sorberlo. Si no hay plantas, no hay an imales. Es el Apoca­ lipsis, pero las bacterias todavía lo harían muy bien. Con 10 % de mayor l um inosidad solar, las moléculas de agua se romperían por la luz ultravioleta y los océa­ nos se evaporarían para siempre. Toda forma de vida se extinguiría aunque algunas bacterias aún opondrían re­ sistencia en algún escondite subterráneo. Esto sucederá en 1 000 m i llones de años. El desastre fi nal comenzará dentro de unos 3000 mi­ llones de años. En su proceso de envejecimiento, el Sol habría perdido la mayoría de la masa de su n úcleo, lo que le i mpediría sujetar sus capas exteriores, y estas se

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EL SISTEMA SOLAR, N UESTRO BARRIO

expandirían velozmente. El Sol se transformaría en una estrella gigante roja, como Antares o Betelgeuse lo son ahora. En el proceso de crecimiento se tragaría uno a uno los planetas interiores, primero a Mercurio y l uego a Ve­ nus. Antes de engullirse a la Tierra, ésta ya sería un roca estéril y ardiente sin rastros de vida. Adiós bacterias. El acto final sería poco espectacular para la escala cósm ica, cuando la pequeña roca se desintegre en la atmósfera de la enorme estrel la. Esperamos, claro esta, q ue m ucho antes que esto, la raza h umana se encuentre floreciente en otros mundos.

El Sol td la med ida del tiempo Desde tiempos inmemoriales e l Sol fue venerado como el supremo dios de los cielos, el creador de la naturaleza, la fuente de luz, poder y vida. Casi todos los m itos de la antigüedad afirman que nuestra existencia depende del movim iento del Sol, y que este viaja por el cielo para lue­ go atravesar el m undo subterráneo y emerger tri unfante para conti nuar su eterno ciclo creador. Entre la extensa mitología solar se puede mencionar al dios-sol babi lónico Shamash, portador de la luz y la vida y símbolo de la justicia. Cuando los griegos adoptaron los conocimientos astronómicos de los caldeos, le llamaron Helios, el Fuego Sagrado, cuya imagen clásica era repre­ sentada por la estatua del célebre coloso de Rodas: un jo­ ven de extraordinaria bel leza y una larga cabellera corona­ da de rayos. Cada mañana, precedido por el carro de la Aurora, Helios se lanzaba a correr por un angosto camino que había en la mitad del cielo, hasta llegar al atardecer al

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LA C I E N C I A E X P L I CADA ASTR O N O M ÍA

Océano, donde se bañaban sus fatigados caballos míen· tras él descansaba en un palacio de oro. Más tarde los romanos lo identificaron con una an· tigua deidad de origen asirio, Sol lnvictus, el Dom ina· dor Celeste, al q ue se le rendía amplio culto rel igioso y pol ítico y cuyo nom bre sobrevive hasta nuestros días. Los egipcios lo reverenciaron como una tri ple deidad solar, Horus, el Sol de la Mañana, Ra, el Sol de Medio· día, y Atm u, el Sol Pon iente. En china representaba la esencia del princi pio masculino, el poder del cual ema· naban los ci nco colores; y para los antiguos japoneses era la diosa Ama·terasu, Cielo Bri l lante, considerada co· mo la madre ancestral del emperador. En la variada mitología del continente americano el Sol es el corazón del universo, símbolo de vida y poder, inteligencia y honestidad, em blema de eminencia, honor

di versos mot1 vos solares de la reli9ión e9ipcia, entre ellas, Ra, el disco solar, horus, el hombre­ h alcón y los ojos u edjat, los ojos de Horus, que representan el derecho al Sol y el izquierdo a la Luna.

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[ L S I STEMA SOLAR , N U E S T R O e, A R R I O

y gloria. Entre los incas también fue su suprema deidad, lnti, representado en forma humana con tres rayos l umi­ nosos en la cabeza, serpi entes enroscadas en los brazos y pumas de mirada vigilante sobre los hombros. Para los chi bchas en Colombia era Xue, el Enviado del Creador para enseñar las artes, la religión y la j usticia a todos los hombres; y entre los aztecas fue Tonatiuh, venerado con sacrificios h umanos para perpetuar su existencia. Un mito kogui de la Sierra Nevada de Santa Marta en Colombia dice: El Sol es un hom bre con una máscara de oro. De ella salen rayos q ue hacen que las siem bras

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LA C I E N C I A EX P L I CADA A s r n o �i O M í A

nazcan y q ue todo crezca. El Sol va sobre el cielo, pero de su cara se ve sólo el perfil, porque si lo volteara del todo hacia l a Tierra, ésta se quemaría.

Tal es la magn ificencia del Sol, q ue inclusive es conside­ rado en la fi losofía aristotél ica como perfecto -al igual que todo el universo con excepción de la Tierra- sin n i n­ guna mancha que opaque su gloria. También desde la antigüedad el Sol proporcionó la clave para medir el tiempo. Desde los tiempos más remo­ tos era normal contar los días como medida del tiempo, pero no era senci llo me� ir las partes del día. Una manera de conseguirlo era fijarse en el avance del Sol desde el Este al Oeste. Naturalmente, no se puede mantener la vista fija en el Sol, pero se puede seguir la som­ bra de un palo coloca­ do en el suelo. Al salir el Sol, la som bra se ex­ tiende hacia el Oeste, y a m edida q ue e l día avanza, se acorta más y más, hasta alcanzar su m ínima extensión al mediodía, y se va alar­ gan do hacia el Este conforme se aproxima el ocaso. Al parecer esta m a n era de m e d i r el tiempo se desarro l l ó p o r v e z p r i m era en Egipto, y ya hacia el año

136

EL SISTEMA S O LAR , N U ESTRO BARR I O

a.C. los egipcios dividían el día en doce horas igua­ les. Solsticios y equinoccios tam bién se pueden determi­ nar con este método, y cualquiera lo puede hacer en el patio o una terraza que reciba la luz solar todo el año.

4000

En la antigua Grecia el método se perfeccionó con varios sistemas, pero siempre con la proyección de la som­ bra como referencia. Al palo se le llamó gnomon, una pa­ labra griega que significa " indicador". El sistema más co­ nocido desde entonces es uti lizar un cuenco circular con las horas marcadas en el borde, y con un gnomon en el centro que debía orientarse al norte. Hay referencias de este sistema en las antiguas culturas de China, India e in­ clusive en Mesoamérica.

Los ECLIPSES

N o hay mayor espectáculo celeste que un ecl ipse de Sol. Es tan sobrecogedor aun sabiendo su causa, que es fáci l comprender el temor que produce entre los pue­ blos que lo consideran un misterio. Que a plena luz del día el Sol desaparezca lentamente y las tin ieblas de la noche se apoderen del m undo, e inclusive com iencen a bri llar las estrel las, es en realidad impresionante. De allí que los mitos relativos a los ecli pses sean tan abundan­ tes en su descripción trágica del fenómeno. Johannes Kepler estableció a principios del siglo XVII que las órbitas de la Tierra, la Luna y los planetas no eran círculos perfectos sino elipses. Así, la Luna en su giro al­ rededor de la Tierra se ve mayor durante el perigeo, el

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LA C I ENCIA EXPLICADA A S T R O N O M ÍA

punto en su órbita más cercano, y más pequeña en el apogeo, el punto orbital más lejano de nuestro planeta. Los eclipses son, entonces, consecuencia de la revo­ l ución de la Luna alrededor de la Tierra, algunas veces bloq ueando al Sol -eclipse de Sol- y otras pasando por la sombra de la Tierra -ecli pse de Luna-, en una precisa alineación de lo tres astros. En el caso de los ecl ipses de Sol, tenemos una perspectiva que es m uy especial en el conj unto del sistema solar. Mientras q ue la Luna tiene un diámetro 400 veces menor que el Sol, sucede que tam­ bién está 400 veces más cerca, y por esta coi ncidencia cósmica es que los dos cuerpos tienen el mismo tamaño aparente ante nuestros ojos.

Eclipse de sol.

Ecl i pse

Ecl i pse

Ecl i ps•

total

an ular

parcial

Así, en el denominado eclipse total la Luna cubre completamente al Sol y durante algunos m i nutos una estrecha faja de oscuridad total recorre n uestro planeta. Esto sucede cuando la Luna se encuentra en el punto orbital de perigeo. Tam bién puede producirse un eclip­ se anular si la Luna se encuentra en su apogeo, lejos de la tierra, y no oculta completamente al Sol, siendo visible una especie de anil lo. Y cuando la Luna sólo coincide con una parte del Sol, se produce un eclipse parcial.

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E L SISTEMA SOLA R , NUESTRO BARRIO

e - 1 r.. 1•: Ecl i pse

Ecl i pse

parcial

total

Eclipse de luna.

Observación d e ecl i pses Para la apreciación de los eclipses de Sol debe tomarse una única precaución: nunca mirar directamente un eclipse de Sol y mucho menos con binoculares o telescopios. El eclipse de Sol es un evento muy peligroso puesto que la reduc­ ción del brillo solar puede inducir a su observación direc­ ta, pero cualquier porción del Sol es tan dañina a nuestra retina como toda su superficie. Métodos indirectos o fil­ tros profesionales son los medios adecuados. Los eclipses totales de Sol son un fenómeno especta­ cular. Durante los minutos que la Luna lo cubre completa­ mente, puede observarse la estructura externa de su at­ mósfera, conocida como corona solar, gigantescos arcos de gases denom inados prominencias, brillantes resplan­ dores conocidos como anillos de diamante, juegos de lu­ ces y colores, además de las estrellas o los planetas que súbitamente com ienzan a brillar a su alrededor. Y todo ello en medio de una repentina baja de la temperatura am­ biente y un curioso comportamiento de los an imales. Por eso, lo mejor para apreciar plenamente los eclipses de Sol es ubicarse para observarlos en un medio natural. Los eclipses de Luna tam bién son maravil losos y tie­ nen la ventaja que se pueden observar sin riesgo a sim-

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LA C I E N C I A EX P L I CADA ASTR O N O M ÍA

ple vista o con instrumentos, y además duran más tiem­ po. La Tierra se interpone entre el Sol y la Luna, cuando ésta se encuentra en su fase de Luna llena. Hace 3000 años los griegos observaron que durante los eclipses lu­ nares la sombra de la Tierra aparecía circular sobre la Luna y citaron esta evidencia para afi rmar que n uestro plane­ ta era una esfera y no un plano, com o se creía. El pri mer contacto de la Luna con las sombras de la Tierra se l lama penumbra, tomando lentamente n ues­ tro satélite un color ceniciento. En segui da el cono de oscuridad, conocido como umbra, produce un notable cambio de colores en la superficie lunar, frecuentemente rojo y a veces con tonos verdes, azul es y amari llos. Con instrumentos, el juego de luces y sombras avanzando sobre las maria y los cráteres es i nolvidable. PRÓXIMOS ECLIPSES DE SOL

F ECHA

TIPO

N oviembre 23, 2 0 0 3

Total

Abril 8, 2005

Anular- Total

Octubre 3, 2005

Anular

M arzo 2 9 , 2 006

Total

Septiembre 2 2 , 2006

A nular

Febrero 7, 2008

A nular

Agosto 1 , 2008

Total

140

LUGAR DE OBSERVACIÓN Antártida Colombia, océano Pacífico E spaña, norte de África, Kenya N igeria, Libia, Turquía, Georgia Guyana, océano Atlántico Antártida Ártico, Siberia, China

[L S I STEMA SO LAR , N U ESTRO BAR R I O

Los ecl i pses e n la historia La palabra eclipse proviene de una antigua expresión grie­ ga que significa "abandono"; literal mente, el ecl i pse se consideraba como si el Sol abandonara la Tierra. El ecl i p­ se de Sol, en tanto indica una desaparición momentánea de la luz, casi siempre ha sido considerado como un even­ to dramático, de mal augurio, anunciador de sucesos fu­ nestos que dan a entender el final de un ciclo y el co­ mienzo de otro. Así ha sido en m uchas culturas. Los eclipses son también el primer fenómeno celeste cuyo m ecan ismo ha com­ prendido el hombre. El perfil circular del borde de la som­ bra de la Tierra sobre la Luna enseño, desde el siglo V a.C., que la Tierra es redonda; las medidas del tamaño y la dis­ tancia de la Luna fueron tam­ bién el fruto de la observa­ ción de los ecl ipses. Aristarco Eclipse total de sol. de Samos i n si n uó de este modo la medida del universo, y concluyó correctamente que el Sol está m ucho más alejado de nosotros que la Luna. Sin embargo, mucho tiempo antes, los caldeos ya habían observado la regularidad de la sucesión de los ec l i pses y grabaron sus observac iones en tab letas cuneiformes q ue se esti man como el escrito más antiguo del hombre: el primer texto h umano fue sobre astrono-

141

LA C I E N C I A EXPLICADA ASTR O N O M ÍA

m ía. Tam bién corresponde a Babilonia el más antiguo ecli pse que se ha logrado fechar con exactitud, el l lama­ do Eclipse de Babi lonia. En las crónicas de los primeros reyes de este reino se lee que "se transformó el día en la noche el 26 del mes de Sivan, en el séptimo año del reino y h ubo un fuego en medio del cielo".

El fuego en medio del cielo sin duda corresponde a la descripción de la corona solar y se trata de un eclipse total de Sol que se observó en el sur de Babilonia el 3 1 de julio del año 1 062 a.c. La fecha de un ecli pse referido en la Biblia se basa en un registro asirio conocido como el Canon Epón i mo, ju­ nio 1 5 del 763 a.C.: "... y sucederá q ue aquel día, dice el Señor Dios, que el Sol se pondrá al mediodía, y haré que la Tierra se cubra de t i n ieblas en la mayor luz del día" (Amos V11 1:9)

Una segunda referencia de la Bibl ia, esta vez en el Apoca­ lipsis, relaciona los ecl ipses de Sol y de Luna con los te­ rremotos: "

Y vi, cuando abrió el sexto sel lo, sobreve­

n i r un gran terremoto, y el Sol se puso ne­ gro como un saco de cil icio o de cerda, y la Luna toda ella se volvió bermeja como san­ gre" {Apocalípsis Vl:1 2).

Este pasaje es uno de m uchos en la literatura y la historia que relacionan eclipses con terremotos y otros desastres

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E L SISTEMA SOLAR , N UESTRO BARRIO

naturales. El escritor griego Ph legon afirmó que "... en el cuarto año de la Olimpiada h ubo un ecl i pse de Sol tan grande como n unca antes visto y en la sexta hora del día se hizo de noche, las estrellas aparecieron en el cielo y un gran terremoto destruyó la mayor parte de N icaea". Por supuesto, tal conexión entre los dos fenómenos dista m ucho de ser cierta. Tam bién en el sur de Asia los eclipses nos han legado una variedad de leyendas y supers­ ticiones relativas a los eclipses, como las de los naturales del antiguo reino de Siam, que creían firmemente q ue el dios-demonio Rahu, el Glotón, devoraba al Sol y que sólo el sacrificio de animales podía devolverle la luz. Lo curioso es que este temor a Rahu y a la furia del dios-sol Surya, persiste hoy día entre muchas com unidades campesinas del sur de Asia. En la India también se tomaban medidas en los eclipses, como la inmersión en el agua hasta el cue­ llo, un acto de respeto que supuestamente ayudaba al Sol en su combate contra el dragón que lo devoraba. En Egi pto, un civil ización q ue curiosamente no ha dejado casi n inguna referencia a los ecl ipses, se pensa­ ba q ue ocasional mente la serpiente Arpep, gobernante del m undo subterráneo y rei na de la m uerte, atacaba y h undía el bote en q ue navegaba entre los cielos el dios­ sol Ra. La mitología, l iteratura e historia de los eclipses en China es riquísima. Las más antiguas versiones explica­ ban que los ecl ipses sucedían por el feroz ataque de un dragón, o de enloquecidos perros que desgarraban al Sol y a la Luna. De allí que las palabras "ecli pse" y "comer" se representan con el m ismo carácter: la Luna devorada por

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LA C I E N C I A E X P L I C A D A ASTRO N O M ÍA

un sapo. Todo esto producto de un desarreglo cósmico en el cual generalmente estaban involucrados los pro­ blemas del emperador con sus esposas. Según las leyes astrológicas y culturales ch inas, se restablecía el orden celeste efectuando algunos ritos, como lanzar flechas al aire para matar al monstruo devorador. El primer registro de un ecl ipse de Sol, alrededor del año 2 1 37 a.C., se encuentra en man uscritos chinos del reino de Tchoung-kang. Los astrónomos reales debían preparar los ritos habituales para espantar al dragón que pretendía comerse al Sol: batir tambores y lanzar flechas al cielo. En lugar de eso, Ho y H i, los expertos en asuntos celestes, no sólo habían fallado en el pronostico del fe­ nómeno, sino que se presentaron completamente ebrios al evento públ ico preparado para el emperador. Este, fu­ rioso por su poca seriedad, los hizo decapitar. Es bien interesante la historia de los jesuitas Ricci y Adam Schal l, este último astrónomo eminente, en su ta­ rea de evangel ización del im perio ch ino en el siglo XVI I. Para sus propósitos, los padres debían probar los errores del Tri bunal Matemático del imperio, encargado, entre otras cosas, de la elaboración de los calendarios; desde hacía mucho tiempo todos los cálculos astronómicos del tribunal estaban equivocados y el Imperio del Cielo lle­ vaba varias décadas regido de acuerdo con un calenda­ rio falso. Naturalmente, se indignaron los mandarines como guardianes de la tradición contra el hecho de que los sacerdotes extranjeros se atrevieran a censurar sus cál­ culos; pero bien pronto el cielo mismo vino a dar la ra­ zón a los jesuitas.

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E L S I STEMA SOLA R , N U ESTRO BA R R I O

En China se ten ían los ecl ipses como acontecimien­ tos m uy importantes y el emperador debía ser informa­ do de el los un mes antes y todos los altos mandarines debían reunirse con él en el patio del Tri bunal Matemáti­ co. Aunq ue el calendario oficial nada decía, los jesuitas habían pronosticado para un día determ i nado un ecl i p­ se solar e indicado hasta la hora exacta del fenómeno. Cuando a la hora pronosticada el disco del Sol comenzó a oscurecerse, cuando todos los presentes reunidos res­ pondiendo al rito tradicional se echaron al suelo, cuan­ do sonó por toda la ci udad el ruido de tam bores y tim­ bales, los jesuitas habían ganado la partida. El emperador ordenó en seguida que en adelante el Tri bunal Matemá­ tico trabajara con arreglo a los métodos europeos, y este suceso fue esencial para ampl iar la infl uencia de occidente en el m ismo corazón del imperio. Los grandes astrónomos, filósofos y escritores de Gre­ cia fueron, por supuesto, notables observadores del fenó­ meno, por lo cual son numerosos los registros históricos relativos a los eclipses. Inclusive hay una referencia en el clásico de Homero, La Odisea, a un eclipse posiblemente observado en el año 1 1 78 a.c. en ltaca: "...y el Sol ha muer­ to en el cielo y una maligna n iebla todo lo cubre". En el denomi nado Eclipse de Arquíloco, este poeta griego que vivió en el siglo VI a.c. cuenta que "... nada es imposi ble ni increíble después que Zeus cambia en no­ che el mediodía al tiempo que un gran espanto embarga a los hom bres". Años después, y según el h istoriador griego Hero­ doto, el 28 de mayo del año 585 a.c., un súbito oscurecí-

145

, LA C I E N C I A E X P L I C A DA ASTRONOMÍA

miento del Sol, pronosticado por Tales de Mileto, el Ecl ip­ se de Tales, detuvo una recia batalla entre los medos y los lidios. La impresión que causó entre los pueblos com­ batientes se tradujo en una i nmediata paz. Un ecl ipse de Sol desató, según se cuenta, una re­ vuelta en la armada de Jerjes, mientras Alejandro Mag­ no, la víspera de la batal la de Arbela, gracias a su firme poder, logro cal mar a sus tropas espantadas por un eclip­ se de Luna. En el Ecli pse de Píndaro, el poeta descri be uno de Sol en Tebas, probablemente en el año 462 a.C.; y en el Ecli pse de Tucídides, el gran h istoriador afi rma que: "... el Sol se adelgazó en forma de l ún ula, y luego se volvió circular". El ecl i pse de Luna del 27 de agosto del 4 1 3 a.C. tuvo un decisiva infl uencia en la guerra del Peloponeso; los aten i enses estaban l i stos a mover su ejército so bre Siracusa cuando súb itamente se observó un ecli pse de Luna. Los marinos y soldados se aterraron con el fenó­ meno y se negaron a marchar. Su comandante, N i ceas pospuso el movi miento 27 días, tiempo suficiente para que los espartanos tomaran ven taja y acabaran total­ mente con el ejército y la flota de Atenas. N iceas m u­ rió en el com bate. Finalmente, Pl utarco, el célebre escritor griego, en su dialogo Defacie in Orbe Lunae hace alusión a "... un re­ ciente encuentro de la Luna con el Sol, las estrel las se mos­ traron en todo el cielo y la temperatura bajó como en el crepúsculo". Sin duda se refiere al eclipse total de Sol visi­ ble en Delfos el 20 de marzo del año 7 1 d.C. a las 1 1 : 0 0 de la mañana.

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[L SISTEMA SOLAR, NU ESTRO BARRIO

Los mitos y leyendas en la América precolom bina relativos al cosmos, y por supuesto a los ecl i pses, son abundantes. En el México antiguo, los mayas (200-800 d.C). y los aztecas ( 1 000-1 500 d.C.) ten ían sobre los eclip­ ses narraciones de combates celestes entre dioses por obtener los mejores sitios en el cosmos. Este tipo de le­ yendas también se encuentra entre los toltecas, q uienes afirmaban que Chicovaneg, un joven héroe, enseño a los h umanos a sacrificarlo todo para restaurar el poder del Sol. Durante un eclipse total de Sol, Chicovaneg, en al ian­ za con la Serpiente Empl umada, ascendió a los cielos para capturar luz de cada estrella y hacer un nuevo Sol.

Así ima9inaba un 9rabador del s. X VJJI las imá9enes de h isteria que suponía sucedían en el PertÍ precolombino.

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LA C I E N C I A E X P L I C A D A AST R O N O M ÍA

En el Libro VII del Código florentino, de Bernardino de Sahagún, en Historia general de las cosas de Nueva Es­ paña, se describe el espanto q ue producían los ecl ipses entre los aztecas: Cuando el Sol comenzaba a desaparecer los débi­ les y los cautivos eran sacrificados para ofrecer su sangre, y en todos los tem plos había cantos y gri­ tos de guerra. Se temía q ue el Sol m uriera y el m un­ do q uedara en tinieblas para siem pre. Los demo­ n ios de la oscuridad vendrían y se comerían a los hom bres. Cuando la Luna era eclipsada con su cara oscura y cen icien ta, la m ujeres tem ían que sus hi­ jos por nacer se convirtieran en ratones.

Entre los cakch iq ueles de las montañas de Guatemala todavía se cree en el pel igro de los ecl i pses, y el solar se considera más maléfico que el l unar, porque en el prime­ ro espíritus de toda clase salen de la profundidad de la tierra para atrapar a la gente. La primera obl igación es dirigirse a las puntas de los cerros con todo tipo de arte­ factos capaces de producir ruido, desde tam bores hasta cacharros q ue golpean con palos. I ncl uso las cam panas de las iglesias tañen para ayudar al Sol o a la Luna a eva­ dir el peligro que les amenaza. Los i ncas también pretendieron intimidar a las cria­ turas q ue se comían al Sol, y aún en algunos l ugares de América del Sur se piensa q ue los eclipses son causantes de enfermedades como la viruela. En el m ito de los i ndí­ genas eubeos del Amazonas, el eclipse se produce cuan­ do el Sol esconde su cuerpo en la maloca, la casa com u­ n i taria de m uchos p ue b los ameri n d i os q ue es, en peq ueño, una representación del cosmos. Los ecli pses

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EL SISTEMA SOLA R , NUESTRO BARRIO

tomaban a los i ndígenas por sorpresa porq ue los sacer­ dotes o chamanes no ten ían forma de predecirlos, n i exis­ tía memoria escrita, pues las culturas sudamericanas no conocieron la escritura. No ocurrió lo mismo en Meso­ américa, donde casi todas las civi lizaciones desarrol la­ ron complejos sistemas de escritura y matemática, y la elaboración de calendarios y predicción de eventos ce­ lestes fue m uy precisa. Como se observa, los ecl ipses en realidad han sido protagonistas de la h istoria. l brah i m, el hijo del gran pro­ feta del Islam, Mahoma, murió el 22 de enero del año 632 d.C., coi ncidiendo con un ecl ipse de Sol, lo cual fue tomado por sus seguidores como una señal de Dios. En el año 1 504 Cristóbal Colón sufrió varios meses de abandono por parte de su tripulación en las costas de Jamaica, m ientras que los nativos rechazaban sumin is­ trarle las provisiones q ue le eran indispensables. La le­ yenda dice q ue Colón arregló un encuentro con los indí­ genas en una noche precisa, el 29 de febrero, cuando un eclipse total de Luna tendría l ugar. Se piensa q ue basó su predicción en el conocim iento de las tablas de navega­ ción del astrónomo Johann Müller, mejor conocido por su nom bre en latín, Regiomontan us. Colón amenazó a los indígenas con hacer desaparecer la Luna si no le ayu­ daban, y como el ecli pse ocurrió en el tiempo previsto, la i mpresión que causó ayudó a la supervivencia del teme­ rario navegante. También hay diversas referencias de eclipses que fue­ ron de provecho para individuos q ue tenían conocimien­ tos de astronom ía. Se afirma q ue San Patricio se benefi-

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LA C I E N C I A EXPLICADA ASTR O N O M ÍA

ció de un gran oscureci miento para convertir a los paga­ nos irlandeses del siglo V. Tam bién se refiere que el Mahdi utilizó un ecl ipse solar en el año 1 884 para desmoralizar a los defensores de Khartoum en Sudán. Y en Norte­ américa, Tecumseh, el líder de los guerreros de la tri bu Shawnee, aprovechó una conversación con un erudito blanco para pronosticar el ecl ipse total de Sol del 1 6 de junio de 1 806, que le perm itió ganar influencia entre su pueblo para crear una confederación india. Con n uestra técn ica actual podemos calcular el momento y el lugar exacto de los ecl i pses de Sol o de Luna que tuvieron lugar en el pasado. Es así como pode­ mos precisar eventos históricos relacionados con el fe­ nómeno, considerando que en los últi mos 3000 años se han producido alrededor de 5000 ecli pses de Sol y 8000 ecl ipses de Luna de todo ti po. Y también pronosticar los ecli pses de los próxi mos 2000 años, uno de los cuales tal vez sea el ecl i pse total de Sol profetizado por cristianos y musulmanes como el comienzo del día del J uicio Final.

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CL ESPACIO PROFUNDO

LAS DISTANCIAS EN EL UNIVERSO

•

na de las preguntas q ue a lo largo de la h isto­ ria se han hecho los observadores del cielo es: ¿a q ué distancia se encuentran los cuer­ pos celestes? Al parecer, los pri meros que trataron de resolver este asunto de las grandes distancias fueron los griegos, con la famosa medida que hizo Eratóstenes (276- 1 94 a.C.) de la circunferencia de la Tierra. En su época, la mayor un idad de medida de longitud era el estadio, que equivalía a 1 57,5 m . actuales. Eratóstenes sabía que Siena (actual Assuan) y Alejandría se encon­ traban en el m ismo meridiano, separadas entre sí por unos 5000 estadios; supuso q ue los rayos solares caían paralelos, así q ue m idió la longitud que proyectaba la som bra de una estaca a la m isma hora en los dos luga­ res y dedujo q ue la circunferencia terrestre medía 250 000 estadios, es deci r, 39 375 km., algo menor a los 40 000 km. que en real idad tiene. Posidonio ( 1 33 - 49 a.C.), por su parte, evaluó la circunferencia terrestre en 37 8 1 0 k m . m e d i a n te l a m e d i c i ó n d e l paso d e l a estre l l a

LA C I E N C I A E X P L I CADA AST R O N OMÍA

Canopus en dos l ugares diferentes, Alejandría y l a isla de Rodas. Por supuesto Eratóstenes y Posidon io sabían q ue la Tierra era redonda. ¿Y la Luna? El primero que trató de medir la distan­ cia Tierra-Luna fue H iparco ( 1 95- 1 5 a.C.). Si observamos un objeto distante desde dos lugares muy apartados, se podrá medir mediante la trigonometría la distancia al objeto observado aunq ue sea imposi ble llegar a él. Esto se conoce como el método del paralaje y es precisamente lo que H iparco uti l izó para medir la distancia. Mirando la Luna desde posiciones separadas por dos observado­ res diferentes, su posición cambiará ligeramente compa­ rándola con las estrellas del fondo. Conociendo el diá­ metro terrestre, H iparco dedujo que la Luna estaba a 30 diámetros terrestres, unos 383 000 km., algo menor que los 384 000 km. conocidos hoy. Tam bién los griegos se preocuparon por medir la distancia que nos separa del Sol, honor que le correspon­ dió a Aristarco (hacia 265 a.C.). Sin em bargo, su método, aunque m uy ingen ioso, era de difícil apl icación. En el momento en que la Luna se encuentra en la fase de cuar­ to creciente (o cuarto menguante), forma con la Tierra y el Sol un triángulo rectángulo; conociendo los grados de cada ángulo se puede recurrir a la trigonometría para calcular las distancias. Aristarco encontró que con vérti­ ce en la Tierra, el ángulo correspondiente era de 87 gra­ dos, por lo que la distancia al Sol debía ser 20 veces la que nos separa de la Luna, cuando en realidad es 400 ve­ ces mayor. La falta de precisión se debía sin duda a la i mposibil idad de apreciar correctamente en su época el momento exacto de las diversas fases l unares.

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EL ESPA C I O PROFU N DO

¿Y las estrellas? ¿A que distancia están las estrel las y las galaxias? Puesto q ue los antiguos observadores creían que las estrel las estaban fijas en la bóveda celeste, co­ rrespondió a la astronomía moderna responder este in­ terrogante, aunque en principio uti l izando el antiguo método del paralaje. Al observar una estrella con seis meses de diferencia, se determina su posición respecto a las estrel las del fondo con una variación determinada por la posición de la Tierra en dos l ugares diferentes con el Sol en el centro. Este procedimiento es bastante exacto para calcular la distancia que nos separa de los planetas y de las estrel las cercanas.

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LA C I E N C I A EXPLI CADA ASTRO N O M ÍA

Para esti mar la distancia de cuerpos m uy lejanos, i ncluidas las galaxias, se tienen sistemas de medición más o menos complejos q ue consideran de alguna ma­ nera las magn i tudes de su bri l lo. Y con las galaxias más lejanas se emplean métodos de examen del espectro de su l uz para calcular la velocidad de su desplaza­ m iento, y por lo tan to, su distancia en el espacio y en el tiem po. Ahora, en la moderna Era del Espacio, las distancias en el sistema solar son conocidas con gran exactitud. La distancia media al Sol es de 1 49' 597 870 km. Aq uí nues­ tros fam i l iares kilómetros comienzan a ser de engorroso manejo, así que desde hace años se asim i la esta media a la denominada Un idad Astronómica ( UA). La Tierra está a 1 UA del Sol; J úpiter se encuentra a 5,2 UA y Pl utón a 39,5 UA en promedio. La estrel las más cercanas, el siste­ ma de Alfa Centauri, estarían a 250 000 UA o 37" 000 000 '000 000 km. En este caso se emplea como unidad de dis­ tancia el año-luz (al), o sea la distancia que recorre la luz de un astro en un año a la velocidad de la luz de 299' 792 458 km. por segundo. Alfa Centauri está a 4,3 al de distancia; el diámetro de la Vía Láctea sería de 1 00 000 al; y la galaxia de Andrómeda estaría a 2'500 000 al. Comparados con las grandes escalas del universo, los años luz parecen tam­ bién una pequeña un idad de medida, por lo que los astrónomos usan el parsec, equivalente a una distancia de 3,26 al; el kiloparsec, igual a mil parsecs; o el me­ gaparsec, igual a un m i l lón de parsecs. Así, las galaxias más distantes con oc i das se encuentran a más de 3 megaparsecs.

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EL ESPAC IO PROFUNDO

lAs

ESTRELLAS

A simple vista podemos observar varios m iles de estre­ llas, pero estas son apenas una pequeña fracción de las que componen nuestra galaxia, la Vía Láctea, q ue se esti­ ma contiene alrededor de 250 000 millones de estrel las, siendo nuestro propio Sol apenas una más, con la Tierra y los demás planetas girando a su alrededor. Desde tiempos remotos los observadores, al notar que las estrellas ten ían diferente bri llo y color, se interro­ garon: ¿qué son las estrellas? Y apenas pudieron pensar en el hábitat de los dioses, en la morada del espíritu de los muertos, o sencil lamente que las estrellas eran luces colgando del firmamento por algún motivo inexplicable. Para algunas culturas eran d i m i ­ n utas abert uras por las que se de­ j a ba entrever el fuego celeste; o i n terpretaciones como las de los aztecas sosten ían que todas las co­ sas de la tierra no eran sino i magen de las del c i e l o, luego las estrel las existían para ser­ Las estrellas doble Alfa Centauri A y vir de alimento al A laf Centauri B. Sol.

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LA C I E N C I A E X P L I C A D A ASTRO N O M ÍA

Ahora sabemos que su naturaleza es algo diferente pero no menos extraordinaria. Las estrellas nacen por la condensación de nubes de gases y polvo en el espacio hasta convertirse en enormes esferas, compuestas prin­ cipalmente de hidrógeno y helio, en cuyo interior se pro­ ducen gigantescas reacciones termonucleares que duran­ te millones de años li beran en el espacio energía y luz. Las estrellas son bien diferentes la una de la otra, por su masa, su lumi nosidad y su com posición. A princi pios del siglo XX dos astrónomos intenta­ ron explicar la enorme variedad de las estrel las, el danés Ejnar Hertzprung y el estadoun idense Henry Norris Rissell. Descubrieron que cuando las estrellas se clasificaban de acuerdo a su color y a su temperatura, seguían un pa­ trón defi nido; en vez de dispersarse a lo largo y ancho de una tabla, la mayoría de las estrel las -incluyendo a nues­ tro propio Sol- caían en una línea diagonal desde las es­ trellas más cal ientes, bril lantes y de colores azul o blanco en el extremo superior izquierdo, hasta las más peque­ ñas, frías y de color rojo en el extremo inferior derecho. Esta línea diagonal, en donde las estrellas transcurren la mayor parte de su vida, se conoce ahora con la secuen­ cia principal. Pero no todas las estrel las están en la secuencia prin­ cipal. Algunas estrel las rojas son extremadamente bri llan­ tes, lo cual sugería que deben ser m uy grandes. Estas es­ trel las ahora conocidas como gigantes y supergigantes pueblan la porción derecha del diagrama H R. A su vez, otras estrel las blancas muy calientes apenas bri llan en potentes telescopios, así que deben ser muy peq ueñas; conocidas como enanas blancas, se encuentran a la iz-

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EL ESPACI O PROFUNDO

quierda del diagrama H R. Un resumen del censo estelar indicaría que el 90% de las estrellas de nuestra galaxia son más pequeñas y menos radiantes que el Sol; un 5% adicional es un conjunto bastante heterogéneo, incluyen­ do estrellas blancas, grandes, jóvenes, m uy calientes y bril lantes; estrellas azules, con temperaturas superficia­ les de más de 1 5 000 °C; gigantes rojas, ancianas q ue casi han acabado con toda su energía; supergigantes, con diámetros tan grandes que si se colocaran en lugar del Sol, hasta la órbita de J úpiter giraría en su interior; masi­ vas y dimin utas estrellas de neutrones resultado de las explosiones de las estrellas supernovas que a veces tam­ bién pueden transformarse en estrellas pulsares, curio­ sidades galácticas que giran varias veces en un segundo; y las estrellas variables cuya radiación no es constante, pues a veces triplican su emisión de energía, repentina­ mente y en cuestión de min utos. Toda esta información estelar está conten ida en el espectro de luz de cada estrel la, lo que se conoce como clasificación espectral. Durante años los astrónomos han desarrollado un sistema de clasificación de estrel las de acuerdo con las líneas del espectro de su l uz, que dis­ tingue a supergigantes de gigantes, estrellas en la secuen­ cia principal de enanas blancas, etc. En orden de la tem­ peratura decreciente, las letras asignadas a las pri ncipales categorías de estrel las son O, B, A, F, G, K, M lo que se conoce como clase espectral. El diagrama HR y la clase espectral indica q ue las es­ trellas nacen enormes y calientes, y a lo largo de su vida se enfrían m ientras gastan su combusti ble n uclear, desli­ zándose a lo largo de la secuencia principal, para termi-

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LA C I E N C I A EXPLI CADA ASTR O N O M ÍA

nar viejas, frías y opacas en el otro extremo del diagra­ ma. Esto no siempre es así, pues algunas estrel las al fi­ nal de su vida pueden ex­ pandir su tamaño, contraer­ se, pulsar, o explotar. Ahora se sabe que el destino de una estrella está determina­ do por la cantidad de masa upernova . que adq uiere en su naci­ miento. La mayoría de las estrellas tipo O y B tienen alre­ dedor de 1 0 a 20 veces la masa de n uestro Sol. Las más frías, tipo K y M, entre 0, 1 y 0,3 masas solares. Junto con otras propiedades de la estrellas, se puede asegurar que

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2.5

EL ESPACIO PRO FU N DO

la masa de una estrella en el momento de su formación determ ina tanto su local ización en la secuencia principal como su destino como gigante roja, enana blanca o es­ trella en explosión. Los NOMe,RES DE LAS E5TRE1LA5

Desde la antigüedad las estrellas más bri l lantes t uv i e ro n s u s pro p i os nombres según las diver­ sas culturas, y m uchos de el los sobreviven, es­ pecial mente árabes. El pri mer catál ogo com­ pleto de estrel las se le atri buye al astrónomo griego H iparco, copiado luego por el astrónomo y matemáti co Claudia Ptolomeo en el siglo 1 1, y traducido al árabe 700 años después luego del colapso de la civi lización greco-romana. En el año 1 420 el cé­ lebre astrónomo mongol Ulugh Beg -nieto de Ta­ merlán-, catalogó 1 01 8 estrel las, y son tam bién famosas las cartas de Al

La ast ronomía árabefuefundamental para el Jesarrollo Je la astronomía occiJcncal. Instrumentos como el astrolabio )' el cuadrante -usados hasta el siglo XIX fueron inventados por el los, y sus observaciones y cálculos sirvieron de base a los modelos que cri ticaron el sistema geocéntrico.

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LA C I E N C I A E X P L I C A D A ASTR O N O M ÍA

Sufi que recogen el conocimiento estelar de su época. Así que en el siglo XVI, en plenor Renacimiento, los europeos no contaban con un fiel catálogo de estrellas que resolvie­ ra la confusión de nombres griegos, árabes y babilónicos. En el año 1 603 el abogado y astrónomo bávaro Johann Bayer publicó su Uranometría, un atlas del cielo con un novedoso sistema de clasificación. Respetando los nom­ bres que la tradición daba a las estrellas más brillantes, Bayer asignó una letra griega a cada una de acuerdo con su bri­ llo. Así, la estrella más brillante de cada constelación se denominó Alfa (a), la segunda en bri llo, Beta (� ), etc., jun­ to con el nombre de la constelación a la que pertenecía en latín. Alfa Centauri es la estrella más brillante de la conste­ lación del Centauro, y Beta Orionis, mejor conocida por su nombre árabe, Rigel, es la segunda en brillo en la constela­ ción de Orión. El sistema de Bayer es el que usamos actualmente para las estrel las de mayores magn itudes; pero sólo hay 24 letras griegas y centenares de estrellas por nominar en cada constelación. Así, en 1 7 1 2 John Flamsted, nom­ brado por el rey Carlos 11 de Inglaterra como primer as­ trónomo real, clasificó 2682 estrellas introduciendo la nu­ meración como 80 Virginis en la constelación Virgo, o 1 7 Tauri e n Taurus. La i nvención del telescopio perm itió trabajos ver­ daderamente notables, como el catálogo de 47 000 es­ trellas del astrónomo francés Joseph Jerome Le Francais de Lalande, una de las cuales denom inó como La/ande 2 1 185, una estrella m uy cercana a n uestro sistema solar. Claro está que con mejores telescopios aumentó el n ú­ mero objetos celestes a codificar, como se advierte en el

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E L ESPA C I O PROFUNDO

catálogo de Friederich Argelander del Observatorio de Bonn, último atlas desarrollado visualmente, antes de la invención de la fotografía. Publ icado en el año 1 859 con­ tiene 324 1 93 estrellas. La fotografía apl icada a la astronomía m ultipl icó el número de estrel las en los mapas y atlas del cielo hasta llegar el último y más grande l istado de estrel las, el Catá­ logo Estelar del Telescopio Espacial Hubble, con 2 1 ' 708 71 2 objetos, de los cuales 1 6' 71 5 1 60 son estrel las, m uchas de ellas nunca vistas por el ojo h umano, y apenas regis­ tradas en las placas fotográficas, como la diminuta GSC 12340 1 132 en Taurus. lAs

MAGNITUDES Y COLORES DE LAS ESTRELLAS

En astronomía, la palabra magnitud usualmente se re­ fiere al brillo aparente de los objetos del cielo. La h istoria de la clasificación de las estrel las por su brillo tam bién comienza con H iparco, quien empleó un método muy senci llo. A las 20 más bril lantes las l lamó "de pri mera magn itud': a las segundas en bri llo las clasificó como "de segunda magn itud", hasta llegar a las estrellas apenas percepti bles por el ojo humano, las "de sexta magn itud". Este sistema se empleó durante 1 400 años hasta la in­ vención del telescopio. Galileo fue el primero en observar estrellas que nun­ ca habían sido vistas por el hombre y lógicamente las cla­ sificó como áe séptima magnitud; y en la medida que los telescopios se hicieron mayores y mejores, los astrónomos aumentaron magnitudes en la base de la escala. Hoy, con unos modestos binoculares se pueden captar estrellas has-

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LA C I E N C I A EX P L I CADA ASTR O N O M ÍA

ta de magnitud 9, un te­ lescopio de aficionado encontrará estrel las de magnitud 1 2, y el telesco­ pio espacial H ubble, has­ ta 30. Actualmente, la mag­ nitud del bri llo de las es­ trellas se determ ina con métodos m uy precisos mediante fotómetros, pero conservando el sis­ tema inventado por el as­ trónomo inglés Norman Pogson en 1 856. Pogson determinó que una estre­ lla de primera magnitud es 1 00 veces más brillante proJuciJo� por lo atmó�/era . que una estrella de sexta magnitud, y que consecuentemente, cada magnitud es 2,51 veces más brillante que la precedente. Así, la clasificación moderna del brillo de los objetos del cielo aplica este sis­ tema, comenzando por el más luminoso de todos, el Sol, con una magnitud aparente de -26,72, y la estrella más bri­ llante, Sirius con -1 ,46. Aunq ue parece que la multitud de estrel las bril lara en colores blancos o grises, en realidad m uchas de el las -al igual q ue los planetas- lo hacen en una variada gama de colores. Los binoculares nos revelan mejor este colo­ rido, q ue además se registra fácilmente en fotografías del cielo nocturno.

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EL ESPACIO PROFUNDO

No fue sino hasta el desarrollo de la espectrografía (análisis del espectro de la luz de los astros) a comienzos del siglo XIX, cuando se estableció que las estrellas pre­ sentan composiciones químicas y temperaturas diversas que inciden en su color. Las más calientes son las azules, luego las blancas, amari llas y naranjas, hasta las más frías, de color rojo. En color naranja se destacan Betelgeuse, Antares y Aldebarán. (apella y Alfa Centauri son definitivamente amari llas, mientras que a Arcturus y Pol l ux se les agrega un tono naranja. El azul puede observarse en Spica y Agena así como en Regulus y Vega, mientras que dos blan­ cas típicas son Deneb y Procyon.

N rbu lnsas q c u m u l as d f f<-1t rel l d s Charles Messier na­ c i ó en Badonv i l le, Francia, en 1 730 y fue célebre como un tenaz observador del cielo e infatiga­ ble buscador de co­ metas, a tal punto que le l l amaban el "Zorro de los Come­ tas". En 1 758 creyó haber descubi erto Nebu losa Cabeza de caballo.

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LA C I E N C I A EXPLI CADA ASTRO N O M ÍA

un n uevo cometa en la constelación Taurus; al notar que l uego de varios días el objeto no se movía, y dada su apa­ riencia gaseosa, lo denom inó "nebulosa': conocida des­ pués como la Nebulosa del Cangrejo. Para no confundir nuevamente los cometas con las nebulosas, decidió catalogarlas asignándole a cada una un código, así: a la primera, la Nebulosa del Cangrejo, la denom inó M 1; M 1 3 para el Cúmulo de Hércules; M 31 fue el número para la Galaxia de Andrómeda; M 42 para La Gran Nebulosa de Orión; M 45 correspondió a las Pleiades y M 57 para la Nebulosa del Anillo en la conste­ lación Lyra. En 1 771 la Academia de Ciencias publicó su Catálogo de Nebulosas y Grupos de Estrellas, mejor cono­ cido como el Catálogo Messier que incl uía la clasificación de 1 03 objetos que hoy día aún conservan esta denomi­ nación. Aunq ue el Catálogo General de John Herschel, publi­ cado 80 años después, elevó el número de nebulosas y cúmulos de estrellas a más de 5000, correspondió a Messier demostrar que el firmamento estaba l leno de estos o bj etos q ue l uego serían s e ñ a l ados p o r l os astrofísicos modernos como las cunas de las estrel las. Efectivamente, las nebulosas son nubes de gases y polvo cósm ico, restos de materia pri m itiva de la forma­ ción de nuestra galaxia o materiales esparcidos por la ex­ plosión de estrel las novas y supernovas. Tam bién las hay com puestas de energía y materia expulsada por una es­ trella, llamadas nebulosas planetarias, que nada tienen que ver con los planetas excepto que en un telescopio parecen tener la forma de un planeta. O las nebulosas

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tl ESPACI O PROFU NDO

de emisión, así conocidas por la enorme energía que des­ prenden las jóvenes estrellas de su interior. Y las nebulo­ sas oscuras, tan densas que nos ocultan la l uz de las es­ trel las lejanas.

En el corazón de las nebulosas, las estrellas nacen en grupos denom inados cúmulos, enormes racimos de jó­ venes astros que se pueden distinguir fáci lmente en el cielo, muchos de el los a simple vista. Los más notorios son los llamados cúmulos abiertos y su represen tante más famoso son las Pleiades en la constelación Taurus. Tam bién existen los denomi nados cúmulos globu­ lares, llamados así por semejar grupos esferoidales que en realidad contienen m i l lones de viejas estrellas forma­ das en el com ienzo de la evolución de n uestra galaxia. Mientras que los cúmulos abiertos son fáciles de obser­ var por su relativa proxim idad, los cúm ulos globulares se encuentran en la periferia de la galaxia y son menos visi­ bles. El Cúm ulo de Hércules en la constelación Hércules y Omega Centauri en la constelación del Centauro, son raros ejemplos que se pueden detectar a simple vista.

CL UN IVERSO A G RAN ESCALA

H asta principios del siglo XX los astrónomos creyeron que la galaxia donde habitamos, la Vía Láctea, era todo el universo. Ahora sabemos que es sólo una de al menos 1 50 m i l m i l lones de galaxias, comenzando por varias galaxias satélites a la nuestra, más peq ueñas. Dos de el las, la G ran N ube de Magal lanes y la Peq ueña N ube de 165

LA C I ENCIA EXPLI CADA ASTR O N O MÍA

Magal lanes, son galaxias irregulares observables desde la Tierra a simple vista. Las galaxias se extienden en todas direcciones más a l lá de la Vía Láctea, pero la gravedad mantiene unida, sin m ucha cohesión, una fam i l ia de unas SO galaxias, incluida la nuestra. Este se llama el Grupo Local y se extiende unos cuatro m i l lones de años luz. J unto con la Vía Láctea, hay otras dos galaxias brillantes, la galaxia de An­ dróm eda y la ga laxia del Triángulo,

conj unto de Las Pleiades no es resultado de la perspecti va sin o q u e e n realidad conforman u n a verdadera a9rupaciÓn de estrella atadas 9ravi tacionalmente.

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CL ESPACIO PROFUNDO

Mi les

J

vüta ·

por e l t elescopio c. pací a / l fohblc .

galu x i as en u n pcq ueñí. i m o espac i o del ci elo

conocidas como M31 y M33. L a mayoría d e las galaxias del Grupo Local son peq ueñas, pero las dos más gran­ des, la Vía Láctea y Andrómeda son del tipo espiral gi­ gantes. Aunq ue se encuentra a unos 2'500 000 al de dis­ tancia, la galaxia de Andrómeda se distingue a si mple vista. En el Grupo Local se encuentran los tres tipos prin­ ci pales de galaxias: espirales, el ípticas e irregulares. Los cálculos señalan que la Vía Láctea y Andrómeda se acer­ can y tal vez se encuentren dentro de m i les de m i l l ones de años. Sin em bargo, el Grupo Local forma parte de un enorme conj unto de más grupos de galaxias un idos por la fuerza de gravedad y conocido como el Supercúmu­ lo Galáctico de Virgo, puesto q ue es en dirección de esta constelación que se observan innumerables galaxias

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LA C I E N C I A E X P L I CADA AST R O N O M ÍA

y grupos de galaxias. El cúmulo galác­ tico de Vi rgo, el cúm ulo de la Osa Mayor y otros más flotan en un es­ pacio q ue tiene unos 1 50 m i llones de años l uz de tamaño y q ue pue­ de contener una masa eq uivalente a la del m i l b i l lones de soles, ade­ más de la denomi nada materia oscura, un m isterioso elemento q ue en teoría mantiene un idas las galaxias y los cúmulos.

Galaxias e pirales.

Galaxi as irreaulares.

l

Las observaciones recien­ tes revelan que en los inicios de la historia del universo, las galaxias chocaban y se fusionaban entre sí con mayor frecuen­ cia que ahora, lo cual indica q ue fueron más numerosas en el pasado y que muchas han crecido a lo largo de m iles de m i l lones de años. A pesar que desde nuestra posi­ ción sólo es observable el 1% del uni­ verso, en cualquier dirección que mi­ remos podemos detectar galaxias y supercúmulos de galaxias, la mayoría alejándose de nosotros a enormes ve­ locidades. En los lím ites del un iverso observable se localizan los quasars, ob­ jetos de una altísima energía q ue se en­ cuentran a distancias de más de ocho m i l m i llones de años luz. Su l uz viaja durante ese

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[L ESPACIO PROFUNDO

Estrellas gigantes azules en el centro de la Vía Láctea, jotogrefiadas desde la L u n a . La luz más brillante es júpiter.

tiempo hasta l legar a n uestros instrumentos y durante ese tiempo seguramente han evolucionado, así q ue no sabemos como l ucen actualmente. O bservar estos obje­ tos distantes es mirar en el pasado, tal vez como era el un iverso hace millones de años.

Quasars A comienzos de los años sesenta se descubrieron unos lejanos y enigmáticos objetos que l ucían como peque­ ñas estrel las azules pero que emitían poderosísimas on­ das de radio. Esta combi nación de apariencia estelar con

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LA C I E N C I A E X P L I CADA ASTRON O M ÍA

Galaxia Je 11 ndrómcJa .

ráfagas de ondas de radio ocasionó que se les l lamaran "fuentes de radio quasi-estelares" mejor conocidos por su sigla en inglés quasars (quasi-stellar radio sources). Las primeras explica­ c i o n e s d e c í a n q u e l os q u asars e ra n e s t re l l a s densas co m p uestas de exóticos elementos pesa­ dos, o cuerpos radiantes de recientes explosiones de estrel las; o tal vez no eran estrel las sino gala­ x i as m uy d i s t a n t e s . El m isterio comenzó a re­ solverse cuando el astró­ nomo holandés Maarten Sch m idt, utilizando el te-

· 170

CL ES PAC I O PROFUNDO

lescopio mas grande del mundo en su épo­ ca, el Telescopio Hale de M o n te P a l o m a r, registró el 27 de di­ c i e m bre de 1 962 el espectro de uno de estos objetos, 3C 273 e n V i rgo . La l í n eas estándar de emisión del objeto indicaban Qya ars . la presencia de hidró­ geno, pero no en la posición usual. En vez de ello, esta­ ban desplazadas completamente hacia el extremo rojo del espectro, lo cual i ndicaba la evidente conclusión: entre mayor desplazamiento al rojo, más velozmente la fuente de energía se aleja de nosotros, y por lo tanto, más lejos se encuentra. El desplazam iento al rojo de 3C 273 arrojó una cifra i mpresionante, pues implicaba una velocidad de escape de 1 6% de la velocidad de la luz, lo que a su vez mostraba un objeto increíblemente lejano, dos m i l m i l lones de al de distancia. Y además, aunque aparecía poco bri llante, dada su distancia sign ificaba que 3C 273 era extraordi­ nariamente l uminoso, 1 00 veces más energético que una galaxia entera. Cuando se examinaron otros objetos si­ m ilares se encontraron cifras aún mayores, escapes al 40% de la velocidad de la luz, y distancias tan grandes como cinco mil mil lones de al. Los quasars son los más bri llantes y distantes obje­ tos en el cosmos. Y como todo lo que se observa en el

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LA C I E N C I A E X P L I CADA ASTR O N O M ÍA

universo implica registrar el pasado, los quasars son los objetos más antiguos, igual que observar cómo era el uni­ verso hace m iles de m i l lones de años. Ahora se sabe que los q uasars son el n úcleo visible de galaxias jóvenes con masa hasta de 1 00 m i l lones de soles, y que albergan en su centro agujeros negros que arrojan gases, polvo y es­ trel las a su alrededor. Además tienen temperaturas de cientos de m i l lones de grados li berando flujos de energía que incluye luz, rayos x, radiación ultravioleta e infrarroja, rayos gamma y ondas de radio. Desde los años sesenta, varios m iles de quasars se han detectado, algunos a distancias tan grandes, tan cerca del Big Bang, que virtualmente están al fi lo del tiempo.

Aq ujeros neq ros Luego de los postulados de Newton sobre la fuerza de gravedad, quedó establecido que la masa, la cantidad de materia conten ida en un objeto, ejerce un campo de fuer­ za gravitacional sobre los objetos que lo rodean. A ma­ yor masa, mayor atracción gravitacional, aunque su fuerza decrece con la distancia. Pero, ¿Que sucedería si un ob­ jeto tuviera una masa tan grande que nada pudiera esca­ par de su "abrazo" gravitacional? La idea se agita desde el siglo XVI I I, cuando el astró­ nomo francés Pierre Si mon Laplace reflexionaba sobre la "velocidad de escape", la velocidad necesaria para que un objeto· de menor masa pudiera escapar de la atrac­ ción gravitacional de uno mayor. A mayor masa se re­ quiere mayor velocidad de escape. Para que un cohete parta de la Tierra hacia el espacio necesita alcanzar una

172

EL ESPAC I O PROFUNDO

velocidad mayor a 1 1 km/s; para escapar del gigantesco J úpiter necesitaría velocidades de 60 km/s. En 1 798, Laplace pensó que si un objeto fuera lo suficientemente masivo y denso, la velocidad de escape necesaria podría ser mayor de 300 000 km/s, o sea superior a la propia velocidad de la luz. Este concepto teórico se desarrolló en el siglo XX apli­ cado a cierto tipo de estrel las, conocidas como estrellas de neutrones, n úcleos extremadamente masivos, rema­ nentes de las violentas explosiones de estrellas novas y supernovas, que tienen un diámetro de apenas unas de­ cenas de kilómetros. ¡Una cucharadita de materia de una estrella de neutrones pesaría 1 00 m i l lones de toneladas! Pero, ¿es posi ble comprim i r la materia aún más? ¿Podría la masa de un estrel la de neutrones caber en un objeto del tamaño de una pelota de ten is o de una cabeza de alfi ler? La respuesta es afirmativa. En cierto tipo de estrellas supernovas es posible que el n úcleo remanente tenga tanta masa y tanta fuerza gravitacional que incl usive colapse en sí m ismo y ni si.: quiera la luz pueda escapar de su atracción. En 1 969 el físico John A. Wheeler, de la U niversidad de Princeton, para referirse a este evento usaba repetidamente la frase "objeto completamente colapsado gravitacionalmente" y decidió buscar un mejor nombre, más práctico. Adop­ tó el término "agujero negro" que se popularizó rápida­ mente, haciendo de estos objetos una de las celebrida­ des de n uestros tiempos. Por supuesto, los agujeros negros no se pueden ver, pero se asegura que existen en el centro de las ,galaxias,

173

LA C I E N C I A E X P L I CADA ASTRO N O M ÍA

donde la densidad de la materia es enorme. También se han detectado algunas estrellas que orbitan alrededor de misteriosos objetos invisibles, posibles agujeros negros. El mejor candidato parece ser la estrella H DE 226868 en la constelación del Cisne, donde se ha detectado una poderosa em isión de rayos x de un área muy pequeña e invisi ble alrededor de la cual orbita la estrella. Este mis­ terioso objeto se conoce como Cygn us X- 1, y se calcula su masa 10 veces mayor que la del Sol. En total ya se sos­ pecha de unos diez objetos en el espacio que podrían ser agujeros negros. ¿Qué sucede si nos pudiéramos acercar a un agujero negro? La respuesta es simple: no se sabe. En realidad, un punto en el cual la densidad y la fuerza de gravedad se vuelven infi nitas se conoce como singularidad, lugares en donde las actuales leyes de la física son inadecuadas para expl icar sus fenómenos. Por fortuna, la imagi nación es más versátil que la física. Toda estrel la en colapso o agujero negro es rodeado por un área esférica conocida como horizonte de eventos dentro del cual su atracción es inevitable. Si un astronauta cruza el horizonte de even­ tos rumbo a un agujero negro, la atracción gravitacional lo atraparía irremediablemente, tal vez sería deformado como un larguísimo spaghetti y fi nalmente destruido. Sin em bargo existe otra opción más feliz. Utilizan­ do la Teoría de la Relatividad se ha demostrado que el tiempo transcurre más lentamente en vecindades de un agujero negro. En nuestro m undo real el tiempo transcu­ rre en una sola dirección, del pasado hacia el futuro. Pero en la medida que nos acercamos al centro de un agujero negro, el tiem po para el h ipotético astronauta se va de-

174

E L ES PAC I O PROFUNDO

teniendo hasta que en su centro la flecha del tiempo apunta a cualquier dirección. Así que -al menos teórica­ mente- al entrar a un agujero negro podríamos deslizar­ nos a través de la singularidad hacia delante o hacia atrás en el tiempo, al pasado o al futuro, o a otro un iverso. Aunq ue estas ideas han despertado mucho entusias­ mo y bastante especulaci ón, el astrofís ico Stephen Hawking, una de las mayores autoridades en esta mate­ ria, asegura que simplemente "si usted salta en un aguje­ ro negro, sería aplastado". Así que para los futuros turis­ tas galácticos, si se acercan a Cygn us X- 1 , háganlo con mucho cuidado.

175

l.As CONSTELACIONES

11

esde tiempos remotos la contemplación del cielo y sus fenómenos llevó rápidamente a las más antiguas culturas a descubrir la precisión de los más evidentes ciclos naturales de la bó­ veda celeste: día y noche, fases de la Luna, eq uinoccios y solsticios, estaciones del año. Tam bién los mitos de la bóveda celeste se han tej ido muy seguramente desde el instante en que el hom bre empezó a pensar. De allí que la cosmogonía o mitología de la creación, estructura y destino del universo, sea usualmente la creencia más im­ portante de toda cultura, generalmente como la narra­ ción de la acción de una o varias deidades que inspiran el m undo conocido y que concl uye con la creación de la condición humana. En estas primeras sol uciones a la ex­ traordinaria magn ificencia del m undo, fueron esenciales las observaciones de los fenómenos celestes. Entre todos los mitos de los cuerpos celestes, sin duda los más notables se refieren a las constelaciones. Para distinguir las estrel las en las diversas épocas del año, todas las culturas acostum braban agrupar las más bri­ llantes en conj untos geométricos más o menos grandes

LA C I E N C I A E X P L I CADA AST R O N O M ÍA

En las c u e vas de L as a u x

(I

000 a . C.

aprox . ) se encue n t ra la i m agen de este t oro y sobre su lomo una s u ces i ó n Je p u n t os m uy semej a n t e al c tÍ m u lo Je las

q ue primero se util iza­ ron como referencias y luego fueron figurados y dramatizados con toda clase de h istorias y le­ yendas. En la astronomía moderna, el termino cons­ telación -del latín com, reunión, y stellar, bril lar­ se refiere a una región del cielo en particular; toda la bóveda celeste está dividida en conste­ laciones, y hasta su más aislada estrella forma ac­ tualmente parte de una de el las.

Las civilizaciones an­ d e Ta u rus, t a l y c o m o s e oncibe h oy en tiguas de Europa y Asia Jía , presen t a u n conj u n t o s i m i la r, p u e. nominaron las constela­ el cúm u lo se consi dera parte de e lla . Los c i o n es del h em i sferio ast róno mos o n idera n ést a como la más norte celeste y parte del a n t igua representación de una constelahemisferio sur, dada su i Ó n con o c i da . localización en el globo terráqueo. En el siglo 1 1 el astrónomo Claudia Ptolomeo, recogiendo los conoci­ mientos de culturas como la sumeria y la griega, catalo­ gó las estrel las del cielo configurándolas en 48 constela­ ciones en su l i bro Almagesto, la mayoría de las cuales sobreviven en las clasificaciones actuales y se co nacen como Constelaciones Clásicas. Ple i aJes.

· u r i osamen t e, la constela c i ó n

178

LAS C O N ST E LA C I O N E S

Durante la Edad Me­ dia, fue notable el desarro­ llo de la astronomía entre los árabes, con mapas ce­ lestes m uy completos, co­ mo el de Al Sufi en su obra Uranografia. Por ello, la ma­ yoría de las estrel las más bri l lantes tienen nom bre árabe, aunque las conste­ laciones conservaron sus nombres clásicos. El rena­ cim iento europeo adoptó los conocimientos astronó­ micos árabes, pero cuando los exploradores europeos comenzaron la navegación al sur de la línea ecuatorial en el siglo XVI, el hem is­ ferio sur celeste comenzó tam b i é n a defi n i rse en constelaciones. En el siglo XVI I Johann Bayer nominó 12 constelaciones del he­ m isferio sur, Jakob Bartsch otras tres y Johannes He­ velius siete más. En el año 1 750 N icolás Louis de La­ cai l le, luego de un viaje al África del Sur, configuró 1 4 constelaciones adicionales.

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MONOCEROS

De arriba abaj o las constelaci o n es Cruz ele] Sur, Centa uro, Can Mayor y Orión, todas del hem iiferi o sur.

179

LA C I E N C I A EXP LICADA AST R O N O M ÍA

Todas el las pueden consi­ derarse como "modernas" y m uchas tienen nombres de animales, invenciones e instrumentos que dejan en­ trever menos imaginación que sus colegas de la anti­ güedad.

De arriba abaj o las constelaciones Sa9i tario, Escorpión, Acuario y La Ballena, todas del hem iiferio sur.

En realidad, antes del año 1 930 casi cualquier per­ sona podía denomi nar las constelaciones como le pa­ reciera, creándose una gran confusión tanto en sus nom­ bres como en sus límites. En este año la Un ión Astronó­ mica I nternacional resolvió el asunto reconociendo 88 constelaciones que cubren toda la bóveda celeste y es­ pecifican do sus nom bres en latín. Estas son las cons­ telaciones universalmente reconocidas. Así, tenemos nombres de la astronom ía clásica, especialmente en el h e m i sfe r i o n orte, como Ursa Major (la Osa Mayor); modernos como M icros­ copium (el Microscopio), en honor a este invento, o

180

LAS C O N ST E LAC I O N E S

Antlia (la Bomba de Aire); an imales como Pavo y Tucana, y figuras geométricas como Triangul um Australe.

El concepto de constelación es esencial en l a obser­ vación del cielo a simple vista o con instrumento y todo objeto celeste, aun en lo más lejano o profundo del espa­ cio, está clasificado en referencia a la constelación a la que pertenece.

EL ZODIACO

E n el conjunto de las constelaciones hay un grupo que

se conoce como constelaciones zodiacales, Aquari us, Pisces, Aries, Taurus, Gemini, Cancer, Leo, Virgo, Li bra, Scorpi us, Sagittari us y Capricorn us. Estas 1 2 constelacio­ nes son atravesadas por la eclíptica, la via so/is o la tra­ yectoria del Sol, y entre sus estrel las se m ueven a lo largo del año la Luna y los planetas. Al parecer, el Zodiaco es m uy antiguo: fue desarro­ llado por los sumerios, pasó a los babilonios y de allí a Grecia. Se basa en la necesidad de los antiguos obser­ vadores de fijar ciertas áreas del cielo como referencias, según se deduce de la construcción de la constelación Pisces, que no contiene n inguna estrella superior a la magn itud 4, o Aq uari us que no supera la magn itud 3. El Zodiaco, del griego zodiacis, círculo de animales, se basa en la división de la banda solar en 12 partes, relacio­ nada con la ocurrencia anual de 1 2 sucesivas lunas llenas a lo largo del año. En Babi lon ia se aceptaban 1 1 signos o

181

LA C I E N C I A E X P L I C A D A ASTRON O M ÍA

Aries

Tauro

Géminis

,áncer

Leo

Vir90

Acuario

Piscis

Libra

Capricornio

182

LAS C ON STELA C I O N ES

constelaciones, combinando Scorpi us y Libra en una sola. El Zodiaco greco-romano adoptó en un pri ncipio los 1 1 signos, todos representando a seres vivientes, y l ue­ go, bajo la infl uencia de H iparco, se le dio al Zodiaco su base astronóm ica de las 1 2 constelaciones aún vigen­ tes. U lti mamente se ha agregado una treceava conste­ lación, Ophi uch us, tam bién cruzada en su trayectoria por el Sol. En la astronomía moderna el Zodiaco se considera como una banda imaginaria de la esfera celeste extendi­ da 8 º a cada lado de la ecl íptica en la cual transitan el Sol, la Luna y todos los planetas. La banda zodiacal también se divide en 1 2 partes iguales de 30 º , cada una denomi­ nada con un nombre de las 12 constelaciones.

Lc1s 8 8 Co nstelac1 o ncs N OMBRE ASTRONÓM ICO

GEN ITIVO

Andromeda

A ndromedae

Antlia

A ntliae

La bomba de aire

N OMBRE COMÚN La dama encadenada

A pus

Apodis

Ave del paraíso

Aquarius

Aquarii

El aguador

Aquila

A quila

Agui la

Ara

A ra e

El altar

Aries

Arietis

El carnero

Auriga

A uriga

Cochero

Bootes

Booti

E l pastor

Caelum

Caeli

El cincel

183

LA C I E N C I A EXPLICADA AST R O N O M ÍA

Camelopardalis

Carne/opa rdalis

La jirafa

Cancer

Can en"

Cangrejo

Canes Venatici

Canum Venaticorum

Los perros de caza

Canis M ajor

Canis Majoris

Can mayor

Canis M inor

Canis Minori

Can menor

Capricornus

Capricorn

El pez cabra

Carina

Carinae

La quilla

Cassiopeia

Cassíopeiae

Casiopeia

Centaurus

Centaurí

Centauro

Cepheus

Cephei

Cefeo

Ce tus

Ceti

La bal lena

Chamaeleon

Chamaeleonis

El camaleón

Circinus

Circíní

E l compás

Columba

Columba

La paloma

Coma Berenices

Coma Bereníci

Corona Austral is Coronae A ustro/is

La cabel lera de Berenice Corona austral

Corona Boreal i s

Coronae Borealis

Corona boreal

Corvus

Corvi

El cuervo

Crater

Crateris

La taza

Cruz

Cruci

La cruz del sur

Cygnus

Cygni

El ci sne

Delphinus

Delphin

E l delfin

Dorado

Doradus

Pez dorado

Draco

Draconis

Dragón

E q uuleus

Equulei

E l caballo menor

E ridanus

Eridani

E l rio E rídano

Fornax

Fomacis

El horno

184

LAS C O N S T E LA C I O N E S

Gemini

Geminorum

Los gemelos

Grus

Gruis

La gru l l a Hércules

Hercules

Herculis

H orologium

Horologii

E l reloj

Hydra

Hydrae

E l monstruo marino

Hydrus

Hydri

La serpiente de mar

l ndus

lnd

E l indio

Lacerta

Lacera te

El lagarto

Leo

Leonis

E l león

Leo Minor

Leonis Minoris

E l león menor

Le pus

Leporis

La liebre

Libra

Librae

La balanza

Lupus

Lupu

El lobo

Lynx

Lyncis

E l lince

Lyra

Lyrae

La lira

Mensa

Mensae

La mesa

M icroscopium

Microscopii

E l microscopio

Monoceros

Monocerotis

El unicornio

Musca

Muscae

La mosca

N orma

Norma

La escuadra

Octans

Octantis

El octante

Ophiuchu s

Ophiuchi

El serpentario

Orion

Orionis

E l cazador

Pavo

Pavan

E l pavo real

Pegasus

Pegasi

Pegaso

Perseus

Persei

Perseo

Phoenix

Phoenicis

El Ave Fénix

Pictor

Pictoris

E l pintor

Pises

Piscium

Pez

185

LA C I E N C I A E X P L I C A D A A ST R O N O M ÍA

Piscis A ustrini

El pez austral

Puppis

Puppis

La popa

Pyxi s

Pyxidis

La brújula

Reticulum

Reticul

La red

Sagitta

Sagitta

La flecha

Sagittarius

Sagittarii

E l arquero

Scorpius

Scorpii

E scorpión

Sculptor

Sculptoris

El escultor

Piscis Austrinus

Scutum

Scut

El escudo

Serpens

Serpenti

La serpiente

Sextans

Sextantis

El sextante

Tau rus

Tauri

El toro

Telescopium

Telescopii

E l telescopio

Triangul um

Trianguli

Triángulo

Trianguli Australis

Triángulo austral

Triangulum Austral e Tuca na

Tucanae

El tucán

U rsa Majar

Ursae Majoris

Osa mayor

U rsa M inar

Ursae Minoris

Osa menor

Vela

Velorum

La vela

Virgo

Virginis

La doncel la

Volans

Volantis

El pez volador

Vul pecula

Vulpeculae

La zorra

186

lAs COORDENADAS CELESTES

11

esde hace muchos siglos se pensaba q ue los objetos de la bóveda celeste estaban asidos a ella como lám paras colgando del cielo, y que esta esfera rotaba a nuestro alrededor completamente en un lapso de 24 horas. Ahora, claro está, sabemos que no hay tales adornos, que las estrellas están a diferentes distancias, y q ue es la rotación de la Tierra sobre sí mis­ ma de occidente a oriente la que ofrece esa ilusión de los astros girando de oriente a occidente. Las estrel las, al igual que el Sol y la Luna, salen lentamente por el horizonte al oriente y se ocultan en el horizonte de occidente. Pero el firmamento está repleto de estrel las, pues a sim ple vista en una noche despejada y sin Luna, se pue­ den observar alrededor de 3000, un aparente caótico ta­ piz de puntitos luminosos que se observan por doq uier. Para ordenar el firmamento, los astrónomos diseñaron métodos de orientación en el cielo que actualmente se util izan esencialmente bajo dos s istemas: el sistema altazimutal y el sistema de coordenadas ecuatoriales. Entender estos sistemas es básico para todo explorador del cielo.

LA C I E N C IA E X P L I CADA AST R O N O M ÍA

CL SISTEMA ALTAZIMUTAL

E ste sistema permite especificar la posición de un cuer­

po o un evento celeste con respecto al horizonte en un momento dado del tiempo y en un lugar específico de observación. Util iza dos coordenadas conocidas como alCen i t titud y azimut. La altitud es el Altitud ángulo del objeto sobre el hori­ zonte del observador. El punto directamente sobre su cabeza, a 90º, se l lama cenit. 1

,

I

s

I

H orizonte

1 1 1

1

E

Aci mut

A ltitud y acimut, 'arriba. Meridiano y tránsi to, abajo.

Meridiano

1

I

I

I

Horizonte

El azim ut es el ángulo me­ dido a lo largo del horizonte en el sentido de las agujas del reloj desde el punto cardinal Norte hasta el punto en el horizonte que está bajo el objeto celeste. Así, un objeto con Oº de altitud y Oº de azimut coincide en el ho· rizonte con el punto cardinal Norte. Un objeto con 45º de al­ titud y 270º de azi m ut se en­ cuentra hacia el punto cardi nal Oeste justo en el medio entre el horizonte y el cenit. Complementa este sistema el concepto de meridiano, un gran c írcu l o i m aginario q ue atraviesa el firmamento de polo

188

LAS C O O R D EN A DAS CE: L E S T E S

a polo pasando por e l cen it. Esta línea divide la bóveda celeste en dos parte iguales. Su importancia radica en que cuando un objeto celeste cruza el meridiano, significa que está en su punto más alto, la llamada culminación. El Sol, por ejemplo, transita al este del meridiano (a.m.) hasta el mediodía cuando lo cruza, para continuar su transito al oeste (p.m.) del meridiano.

CL SISTEMA DE COORDENADAS ECUATORIAL[S

E n este sistema, el concepto de una bóveda celeste ima­

ginaria que nos rodea es importante, pues establece una correspondencia entre las coordenadas geográficas de la esfera terrestre proyectadas en la esfera celeste. El ecua­ dor celeste divide la esfera celeste en dos partes iguales, hem isferio norte y hemisferio sur. La esfera gira sobre un eje entre el polo norte celeste y el polo sur celeste. La longitud del ecuador terrestre se proyecta en el ecua­ dor celeste y se conoce como ascensión recta; y la lati­ tud terrestre proyectada en la esfera celeste se conoce como declinación. El sistema de medida de la ascensión recta (AR) no está basado en grados como en el ecuador terrestre, sino en unidades de tiempo: horas, m i nutos y segundos, en donde 360º equivaldrían a 24 horas, y 1 5º a 1 hora. Es una vieja relación con el movim iento completo de la esfera celeste en 24 horas y en donde el punto O horas está loca­ lizado en el ecuador celeste en la constelación de Pisces.

189

LA C I E N C I A EX P L I CADA ASTRO N O M ÍA

La decl inación (DEC) se m ide en grados positivos o negativos si el objeto celeste se encuentra respectivamen· te al norte o al sur del ecuador celeste. Por ejemplo, el cúmulo de las Pleiades en la constelación Tauro tiene como coordenadas celestes AR 3 h 49 min 1 5 seg - DEC + 24, 07º lo cual nos indica su ubicación en el hemisferio norte. La estrella Antares en la constelación Escorpión tiene las coordenadas AR 16 h 29 min 1 5 seg, DEC 26 26f en el hemisferio sur celeste. -

190

,

LíNEA DE TIEMPO DE LA ASTRONOMÍA

2283 a.C. Observadores en la ci udad de Ur, en Mesopotamia, registran un ecl ipse de Luna. 21 36 a.C., octubre 22. Los astróno­ mos chinos Hsi y Ho son ejecutados al fallar la predicción de un eclipse de Sol. 1 300 a.c. Astrónomos chinos regis­ tran una estrel la nueva en la cons­ telación de Escorpión. 585 a.C., mayo 28. Observación del ecl ipse de Sol pronosticado por Ta­ les de Mileto. 450 a.C. Anaxágoras asegura que la Luna y el Sol son más grandes q ue el Peloponeso. 440 a.C. Demócrito afirma que la materia está compuesta de min ús-

babi tónica.

LA C I E N C I A E X P L I C A D A ASTRO N O M ÍA

culas partículas indivisibles a las que llamó átomos. 280 a.c. Aristarco de Samas calcula el diámetro de la Luna eq uivalente a un tercio del diámetro terrestre. 270 a.c. Aratus de Soli escribe el poema Phaenomena descri biendo cuarenta y cinco constelaciones. 260 a.c. Aristarco afirma que la Tie­ rra revoluciona alrededor del Sol. 240 a.C. Eratóstenes afirma que la Tierra es redonda e idea un método para medir su circunferencia. 1 34 a.C. H iparco de N icea calcula la distancia a la Luna equivalente a 30 diámetros terrestres. 1 30 a.c. H iparco desarrolla su mé­ todo de clasificación de estrellas por magn itudes. 1 00 d.C. El astrónomo alejandrino Claudia Ptolomeo describe el mo­ delo geocéntrico del universo. 1 50. Lucian de Samosata escri be el /caro Mennipus, obra fantasiosa so­ bre un viaje a la Luna. 497. El astrónomo h i ndú Aryab­ hata afi rma q ue la tierra gira so­ bre si m isma.

192

líNEA D E T I E M P O D E L A ASTRON O M ÍA

1 006, mayo 1 . Observadores en Eu­ ropa, China y Egipto registran la apa­ rición de la estrel la supernova más luminosa de la historia. 1 054, julio 4. Observadores en Ch i­ na, Japón y Norteamérica registran una estrella supernova en Tauro, co­ nocida luego como la nebulosa del Cangrejo. 1 252. El rey Alfonso X, el Sabio, pu­ blica las Tablas Alfonsinas, compen­ dio astronóm ico de la época. 1 433. El astrónomo tártaro U l ugh Beg publica un mapa de estrel las y funda un observatorio en Samar­ kanda.

Plan iiferio copernicano.

1 472. El astrónomo alemán Johann Muller, llamado Regiomontano, tra­ za la trayectoria de un cometa en la bóveda celeste. 1 538. Girolamo Fracastoro asegura que las colas de los cometas siem­ pre apuntan en dirección contraria al Sol. 1 507. N icolás Copérnico afirma que la Tierra y los demás planetas giran alrededor del Sol. 1 543. Nicolás Copérn ico publica su o b ra De Revolutionibus Orbium

193

Nicolás Copérnico

( l ...J 73 - 1 543).

LA C I E N C I A EXPLI CADA ASTR O N O M ÍA

Ce/estium probando que la Tierra y los planetas giran alrededor del Sol. 1 572. El astrónomo Tycho Brahe re­ gistra una estrella supernova en la constelación Cassiopeia. 1 596. Johan nes Kepler se declara partidario del sistema copernicano. Agosto 1 3. David Fabricius des­ cubre una estre l l a variable en la constelación Cetus. 1 600, febrero 1 7. Giordano Bruno afir­ ma que existen más soles con plane­ tas que pueden estar habitados. 1 608. Un ayudante de un óptico holandés accidentalmente descubre el telescopio. 1 609, marzo 1 0. Gali leo Gal ilei cons­ truye su primer telescopio y lo apun­ ta hacia el cielo, descubriendo crá­ teres en la Luna y m iles de estrel las nuevas entre las conocidas. Kepler pub l ica su obra Astro­ nomía Nova asegurando que las ór­ bitas de los planetas son el ípticas. 1 61 0, enero 7. Gali leo descubre a lo, Europa y Calisto, lunas de J úpiter. En ero 1 3. G a l i leo desc u b re a Ganimedes, luna de J úpiter.

194

L í N EA D E T I EM PO D E LA ASTR O N O M ÍA

1 650. G iam battista Ricciol i descu­ bre en la estrella Mizar de la Osa Mayor, la pri mera estrella doble te­ lescópica. 1 65 1 . Riccio l i publ i ca su obra Al­ magestum Novum asignando nom­ bres a varios cráteres en la Luna. 1 655, marzo 25. Christian H uygens descubre Titán, luna de Saturno. 1 656. Christian H uygens explica el an i l lo de Saturno. 1 659. H uygens descubre una man­ cha en Marte a la que llamó Syrtis Major. 1 664. Robert Hooke descubre la Gran Mancha Roja en J úpiter. 1 665. Giovan n i Domenico Cass i n i calcula l a rotación de Marte y Júpiter. 1 666. Isaac N ewton esboza su idea de la fuerza de gravedad. 1 67 1 , octubre 25. Cassini descubre a lapetus, l una de Saturno. 1 672. Cassini establece la distancia entre la Tierra y Marte. Cassini descubre a Rhea, l una de Saturno.

195

(1 564 - 1 642)

LA C I E N C I A EXPLICADA ASTR O N O M ÍA

Christian Huygens descubre los casquetes polares de Marte. Newton construye el primer te­ lescopio reflector. 1 675, jun io 22. Fundación del Ob­ servatorio Real de Greenwich. Cassini descubre una línea oscu­ ra en los ani l los de Saturno, la hoy l lamada División de Cassini. 1 678. Edmond Halley publica un ca­ tálogo de 341 estrellas australes.

Isaac Newton

(1 643 - 1 72 7)

S O P II I II I I N A T U R A LI S i

1 682, noviembre 22. Halley observa el cometa que más tarde llevaría su nom bre. ·

1 687. Newton publica su obra Princi­ pia Mathematica, el li bro científico más importante hasta ese momento.

C I P I A

M A T H E M A T I C A. A V C T O R E

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0 EQ. AuRATO.

1 7 1 8. Hal ley descubre que las estre­ l las Siri us, Aldebarán y Arcturus no están en las posiciones descritas en la antigüedad, probando q ue el las se m ueven.

Ptrpttuis
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Portada del libro Philosophiae Naturalis Principia Mathematica de Newton (1 687)

1 755. Emmanuel Kant sugiere que el universo está repleto de "universos islas" sim ilares a la Vía Láctea. 1 758, septiembre 1 2. Charles Messier observa la N ebulosa del Cangrejo en Taurus, M 1 en su catálogo.

196

l í N EA D E T I E M PO D E LA AST R O N O M ÍA

1 76 1 . Observando un tránsito de Ven us sobre el Sol, Mikhai l Lomo­ nosov descubre que Ven us tiene at­ mósfera. 1 78 1 , marzo 1 3. W i l l iam H erschel descubre el planeta Urano. 1 783, noviembre 21. Pilatre de Rozier efectúa el primer vuelo libre en globo. 1 787, enero 1 1 . W i l l iam H erschel descubre a Titania y Oberón, l unas de Urano. 1 789 Agosto 28. William Herschel descubre a Enceladus, luna de Sa­ turno. 1 801 Enero 1 . G iuseppe Piazzi des­ cubre a (eres, el primer asteroide co­ nocido. 1 8 38. Apl i ca n do el s i ste m a del paralaje, Friederich Wil helm Bessel calcula la distancia a la estrella 61 Cygni. 1 839, enero 8. Thomas Henderson calcula la distancia a Alfa Centauri, el sistema de estrel las más cercano. 1 840, marzo 23. Primera fotografía de la Luna. 1 845, abri l 1. Primera fotografía del Sol.

197

Sir William Herschel (1 738 - 1 822)

LA C I E N C I A EXP L I CADA AST R O N O M ÍA

John Adams y Urban Leverrier cal­ culan la posición de un planeta aún no descubierto más allá de Urano. 1 846, septiembre 23. Johann Galle descubre el planeta Neptuno en el lugar predicho por Adams y Leverrier. Octubre 1 0. Will iam Lassel l des­ cubre Tritón, luna de Neptuno. 1 850, julio 1 7. Primera fotografía de una estrella, Vega. 1 85 1 , jul io 28. Pri mera Fotografía de un ecli pse total de Sol. Octubre 24. Will iam Lassell des­ cubre a Um briel y Ariel, lunas de Urano. 1 862. Alvan Graham Clark descubre a Sirius B, la estrella enana compa­ ñera de Siri us. 1 877. Asaph Hal l descubre a Fobos y Dei mos, la lunas de Marte. Giovann i Sch iaparel l i descubre canali en la superficie de Marte.

L os h ermanos Orville y Willbur Wri9ht ensayando uno de sus modelos.

1 892, septiem bre 9. Edward Emer­ son Barnard descubre a Amalthea, la quinta Luna de J úpiter. 1 903, diciem bre 1 7. Pri mer vuelo motorizado de los hermanos Wright.

198

líNEA D E TIEMPO D E L A ASTR O N O M ÍA

1 905. Al bert Einstein presenta su Teoría Especial de la Relatividad. 1 908, junio 30. Un objeto provenien­ te del espacio exterior explota en Tunguska, Siberia, y arrasa con 2000 km2 de bosques. 1 9 1 2. Henrietta Leavitt descu b re un método para calcular las distancias más allá de la Vía Láctea, observan­ do los cambios de magnitud de la estrellas variables cefeidas. 1 91 4. Albert Einstein publica su Teo­ ría General de la Relatividad. 1 91 6. Barnard descubre la estrella más veloz en el cielo, la "Flecha de Barnard': 1 9 1 7. Willem de Sitter asegura que según con la teoría general de la rela­ tividad, el universo esta en expansión. 1 9 1 8. Harlow Shapley estima el ta­ maño de la Vía Láctea y asegura que no esta en el centro del universo. 1 9 1 9, marzo 29. La observación de estrellas durante un eclipse total de Sol prueba que la teoría de Einstein sobre la luz y la gravedad es correcta. 1 920. Albert Michelson determina por vez primera el diámetro de una estrella, Betelgeuse.

199

Edición ingle a de la Teoria Especial y General de la Relatividad.

LA C I E N C I A E X P L I C A D A ASTRO N O M ÍA

1 923. Edwin Hubble establece que M 3 1 , la nebulosa de Andrómeda, es otra galaxia enteramente fuera de la Vía Láctea. 1 926, marzo 1 6. Robert Goddard lanza el primer cohete con com bus­ tible l íquido. 1 927. Georges Lemaitre teoriza que el universo tuvo alguna vez un esta­ do de alta concentración de mate­ ria y energía, luego explotó y ahora está en expansión. Robert H. Goddard (1 882 - 1 945) junto a uno de sus prototipo

1 929. Edwin H ubble afirma que en­ tre más distantes las galaxias, más rápidamente se alejan de nosotros. 1 930. Clyde Tom baugh descubre el planeta Plutón. 1 932. Karl Jansky descubre las ondas de radio que emana la Vía Láctea en la constelación Sagittari us. 1 939. Grote Reber construye el pri­ mer radiotelescopio. 1 946, enero 1 O. Primer contacto de radar con la Luna. 1 947, j un io 24. Kenneth Arnold, pi­ loto privado, describe unos extraños objetos avistados con el término "plati llos voladores".

200

líN EA DE TI E M PO D E LA ASTR O N O M ÍA

1 948, febrero 1 5. Gerard Kuiper des­

cubre a Miranda, l una de Urano. 1 949, mayo 1 . Gerard Kuiper descu­ bre a Nereida, l una de Neptuno.

Fred Hoyle se i nventa el término Big Bang para referirse a la idea del origen del un iverso. 1 950, Jan Hendrick Oort teoriza so­ bre la nube esférica de cometas que se supone está en la periferia al sis­ tema solar. 1 952. Stanley Mil ler y Harold Urey demuestran en el laboratorio la for­ mación de moléculas orgán icas en un medio sim ilar al de la atmósfera primitiva de la Tierra. 1 957, octubre 4. La U nión Soviética lanza el Sputni k 1, primer satél ite ar­ tificial.

Noviembre 3. La Unión Soviéti­ ca lanza al espacio al primer ser vivo, la perrita Laika. 1 9 5 8,

j u l io

29.

F u n daci ó n de l a

NASA enero 2. La sonda Lun i k 1, pri­ mera nave en abandonar la gravedad terrestre. 1 959,

20I

Yuri Ga9arin (1 934 - 1 9Ú)

1

LA C I ENCIA EXPLICADA ASTRONOMÍA

Agosto 7. El satél ite Explorer 6 envía la primera imagen de la Tierra vista desde el espacio. Septiem bre 1 3. La sonda Lun i k 2, primera nave en impactar la Luna. Octubre 7. La sonda Lun i k 3 en­ vía las pri meras i mágenes de la cara oculta de la Luna. 1 96 1 , abri l 1 2. La Un ión Soviética lanza al espacio al primer ser huma­ no, Yuri Gagarin. 1 962, Allan Sandage registra el espec­ tro del objeto 3( 48 en la constela­ ción Triángulo, el primer quasar co­ nocido. Diciembre 1 4. La nave Mariner 2, primera en cruzar la órbita de Venus.

Caminata espacial.

Un disco de gases y polvo es des­ cubierto alrededor de la estrella Beta Pictoris. 1 963, j unio 1 6. La Un ión Soviética lanza al espacio a la primera mujer, Valentina Tereshkova. 1 964. Maarten Sch m idt establece que los quasars son los objetos más distantes en el universo. 1 965, marzo 1 8. Alex Leonov efectúa la primera caminata espacial.

202

LíN EA D E T I E M PO D E LA AST R O N O MÍA

J ul io 1 4. La nave Mariner 4 envía las primeras imágenes cercanas de Marte. Arno Penzias y Robert Wi lson descubren la . radiación cósmica de fondo. 1 966, febrero 3. La sonda Lun i k 9 efectúa el primer alunizaje contro­ lado sobre la Luna. Marzo 1. La sonda Venera 3, pri­ mera nave en i mpactar otro plane­ ta, Venus. Abri l 3. La sonda Lun i k 3, prime­ ra nave en orbitar la Luna. 1 967. Jocelyn Bel l descubre las estre­ llas pulsares. 1 969, j ul io 20. Neil Armstrong, i nte­ grante de la misión Apolo 1 1 , primer hombre en la Luna. 1 970, diciem bre 1 5. La sonda Vene­ ra 7 efectúa el primer aterrizaje con­ trolado en Ven us. 1 97 1 , j ulio 3 1 . El Lunar Rover, primer vehículo manejado en la Luna. N oviembre 1 4. La nave Mariner 9 se convierte en la primera nave es­ pacial en orbitar otro planeta.

203

LA C I E N C I A E X P L I C A D A ASTRO N O M ÍA

Noviem bre 27. La nave Mars 2, pri m era en i m pactar el p lan eta Marte. 1 973, diciem bre 3. La nave Pioneer 1 O envía las primeras imágenes cer­ canas de J úpiter. onda Pionner 1 O en vecindades Je jápiter.

1 974, febrero 5. La nave Mariner 1 0 envía las pri meras i mágenes cerca­ nas de Ven us. Marzo 29. La nave Mariner 1 O envía las pri meras i mágenes cerca­ nas de Mercurio. 1 975, mayo 30. Fundaci ón de la Agencia Espacial Europea. Octubre 22. La sonda Venera 9 envía las primeras imágenes de la su­ perficie de Venus. 1 976, julio 20. La nave Viking 1 ate­ rriza en Marte. Septiem bre 3. La nave Viking 2 aterriza en Marte. 1 978, junio 22. James W. Christy des­ cubre a Caronte, la luna de Pl utón.

Entre 1974 y 1975 la sonda Mariner 1O visitó varias veces el planeta Mercurio.

1 979, marzo 4. La nave Voyager 1 descubre los anillos de J úpiter. Septiembre 1 . La nave Pioneer 1 1 envía las primeras imágenes cerca­ nas de Saturno.

204

LíNEA DE T I EMPO D E L A AST R O N O M ÍA

1 983, j unio 1 3. La nave Pioneer 1 0 cruza la órbita d e Pl utón. 1 984, febrero 7. Bruce Me Candless efectúa la primera cami nata espacial sin cable. 1 986, febrero1 9. Lanzamiento de la estación espacial M I R. 1 989, agosto 24. La nave Voyager 2 envía las primeras i mágenes cerca­ nas de Neptuno. 1 990, abri l 24. Puesta en órbita del Telescopio Espacial Hubble.

espacial sin cable.

1 992, sep t i e m b re 1 6. La U n i ó n Astronómica Internacional anuncia el descubrim iento de un objeto de 200 km. de diámetro más allá de Pl utón. 1 994, julio 1 6. El cometa Shoemaker­ Levy 9 se estrella contra J úpiter. 1 995, diciem bre 7. La nave Gali leo entra en la atmósfera de J úpiter. 1 998, noviem bre 20. Puesta en órbi­ ta del primer módulo de la Estación Espacial Internacional. 2 00 1 , fe brero 1 2 . La n ave N ear­ Shoemaker, primera en posarse so­ bre un asteroide, Eros.

205

··

Puesta en orbita del telescopio espacial Hubble.

LA CIENCIA EXPLICADA AsrnoN O MíA

Marzo 23. Cae l a Estación Espa­ cial MI R. Abril 28. Dennis de Tito, primer turista en el espacio, a bordo de la Estación Espacial Internacional.

Proyección artistica de la E tación E pacial Internacional 1 (por sus sigla en inglés).

2003, Agosto 26. Oposición de Marte, cumpliéndose la menor dis­ tancia desde hace 57 000 años en­ tre el planeta y la Tierra.

206

TABLAS Las 21 estrellas más brillantes NOMBRE

CONSTELACIÓN

El Sol

MAGNITUD

COLOR APARENTE

-26, 7

amarilla

Siri us

Canis M ajor

-1,4

azul-blanca

Canopus

Carina

-0, 7

blanca

Rigil Kentaurus

Centaurus

0, 0

amarilla

Arcturus

Bootes

0, 0

naranja

Vega

Lyra

0, 0

azul-blanca

Capella

Auriga

0, 1

amarilla

Rige]

Orion

0, 1

azul

Procyon

Canis M inor

0, 4

amarilla

A chernar

Eridanus

0, 5

azul

Betelgeuse

Orion

0, 6

roja

Agena

Centaurus

0, 6

azul-blanca

Alta ir

Aquila

0, 8

blanca

A ldebarán

Taurus

0, 9

naranja

Acrux

Cruz

0, 9

azul-blanca

Anta res

Scorpius

1,0

roja

LA C I E N C I A EXPLICADA AST I W N O M ÍA

Spica

Virgo

1,0

azul

Pollux

Gemini

1, 1

naranja

Fomalhaut

Piscis Austrinus

1,2

roja-blanca

Deneb

Cygnus

1,3

blanca

Mimosa

Cruz

1,3

azul

Pa res de estrellas CON T LACIÓN

M AG N I T U D ES

Gem i ni

1 . 9 - 2. 9

U rsa Major

2 . 3 - 4. 0

Cygnu ·

3. 1 - 5 . 1

Lyra

4. 7 - 5 . o - 5 . 1 - 5 . 2

(frapezium)

Orion

5 . 1 - 6 . 7- 6 . 7 - 7. 9

() Ta uri

Taurus

3 . 4 - 3. 8

Sagittarius

3 . 8 - 4. 5

µ Scorpii '

Scorpius

3.0 - 4.0

Scorpii

Scorpius

4. 1 - 4. 6

Capricornus

3 . 6 - 4. 2

Del.phinus

4. 5 - 5 . 5

NOMBRE

Geminorum

a

( a tor)

( Ur ae Majori (Mizar, Al

r)

f3 Cygni (Albir o) S

Lyrae

(la dobl -dobl )

() Orionis

{3 Sa9ittarii (Arkab)

(J) a

Capricorni (Algiedi)

y Delphini y Velorum a

Crucis (Acrux)

�Vel a

Cruz

208

1 . 9 - 4. 2 0. 9 - 1 . 4 - 1 . 9 - 4. 9

LAS 2 1 ESTrHL LAS M Á S l! rel="nofollow"> R I L L A N T E S

Estrel las varia bles NOMBRE

C ONSTELAC I Ó N

D I FE R EN C I A EN MAGNITU DES

PER IO D O EN DÍAS

y Cassiopeiae

Cassiopeia

1 . 6 - 3. 3

irre9ular

f3 Persei (A lgo l) /3 Lyrae

Perseus

2. 2 - 3 . 4

2. 9

Lyra

3. 3 - 4. 3

13

8 Cephei

Cepheus

3. 3 - 4. 4

5.4

Ceti (Mira)

Ce tus

3. 5 - 9. 3

332

17 Aquilae

A quil a

3 . 5 - 4. 4

7. 2

P Scuti

Scutum

4.4 - 8. 2

1 40

L2 Puppis

Puppis

2. 6 - 6 . 2

1 40

17 Carinae

Car in a

-0. 8 - 7. 9

irre9ular

Q Sa9ittarii

Sagittarius

4. 3 - 5 . 1

7. 6

O

Cúmu los de estrellas N O M BR E

T I PO

NGC 86 9 Persei

Perseus

4. 3

abierto

NGC 8 84 Persei

Pcrseus

4.4

abierto

M 45 ( Pleiades)

Tau rus

1 .2

abierto

Las H iadas

Taurus

1 .0

abierto

M 35

Gem ini

5. 1

abierto

Hercules

5. 9

9lobular

Cygnus

4.6

abierto

4. 8

abierto

4. 6

abierto

M 13

l

CON STELAC IÓN M AG N IT U D

(Racimo d H ' rcules)

M 39

NGC 2244 Monocerotis Mono ceros NGC 1 98 1 Orionis

Orion

209

LA C I ENCIA EXPLI CADA A s r n o N O M íA

�

Puppis

4.4

abierto

5 1 Puppis

Puppis

2. 8

abierto

M44 (La Colmena)

Cancer

3. 1

abierto

Melotte 1 1 1

Coma Bcr nciccs

4.0

abierto

NGC 6530 Sagittarii

agittar ius

4. 6

abierto

M 22

agittar ius

5. 1

globular

M 23

agittariu

5. 5

abierto

M 25

agi ttarius

4. 6

abierto

NGC 6633 Ophi uchi

phi uchus

4. 6

abierto

O phi u chus

4. 2

abierto

utum

5. 7

abierto

M 41

anis Major

4. 5

abierto

NGC 2362 Canis Majoris

anís Major

4. 1

abierto

47

NGC IC 4665 Ophiuchi M 11 ( E l Pato al vaj

NGC 2 5 1 6 Carinae

Carina

3. 8

abierto

NGC 3 1 1 4 Carinae

Carina

4. 2

abierto

NGC 3532 Carinae

Car in a

3.0

abierto

NGC IC 2602 Carinae

Carina

1. 9

abierto

O mega Centauri

Centaurus

3.6

globular

NGC IC 23 9 1 Velorum

Vel a

2. 5

abierto

C r uz

4. 2

abierto

NGC 6397 A rae

Ara

5. 6

globular

N GC 623 1 Scorpii _ M4

Scorpius

2. 6

abierto

rpius

5. 9

globular

NGC 4755 Crucis (El Joyero)

s

210

LAS 2 1 ESTRE LLAS MÁS BRILLANTES

Scorpius

4. 2

abierto

M7

Scorpius

3.3

abierto

NGC 1 04 Tucanae

Tucana

4.0

globular

MAGNITUD

T I PO

3, 5

galaxia

(Racimo Mariposa)

N ebu losas y ga laxias NOMBRE

CONSTELACIÓN

M 31 Gran Andrómeda Galaxia de A ndrómeda M 33 Galaxia del Trián9uld

Triangul u m

5, 7

galaxia

M 81

Ursa M aj or

6, 9

galaxia

NGC 7000 Nebulosa de Norteamérica

Cygnus

6, 0

nebulosa

M 42 Gran Nebulosa de Orión

Orion

5, 0

nebulosa

NGC 2070 Nebulosa Tarántula

Dorado

5, 0

nebulosa

Gran ube de Ma9allanes

Dorado

0, 1

galaxia

Pequeña Nube d e Ma9allanes

Tucana

2.3

9alaxia

N GC 3372 El Ojo de la Cerradura

Carina

6, 0

nebulosa

El Saco de Carbón

Cruz

M 8 Nebulosa de La Laguna

Sagi ttarius

21 1

5,0

LA C I E N C I A EXPLICADA A S T l:W N O M Í A

Las estrellas más cercanas D I STANCIA

NOMBRE

CONSTELAC I Ó N

T I PO

DESC R I PCIÓN

1 . Proxima Centa uro

Centaurus

M

Enana roja

2. Alfa Centauro A

Centa urus

G

Amarilla

4, 34

3 . Alfa Centauro B

Centaurus

K

Naranja

4, 34

4. Estrella de Barnard

Oph iuch us

M

Enana roja

5, 97

. Wo!f 35 9

Leo

M

Enana roja

7, 75

6. La/ande 2 1 1 85

Ursa Majar

M

Enana roja

8, 23

7. L uyten 726 - 8 A

Cetus

M

Enana roja

8,48

8. Luyten 726-8 B

Ce tus

M

Enana roja

8,48

9. Sirio A

Canis Majar

A

Blanca azulosd

8, 60

1 0. Sirio B

Canis Majar

DA

Enana blanca

8, 60

1 1 . Ross 1 54

Sagittari us

M

Enana roja

9, 49

1 2 . Ross 248

Andromeda

M

Enana Roja

1 0, 36

1 3 . Epsilon Eridani

Eridanus

K

Naranja

1 0, 7 1

1 4. Ross 1 28

Virgo

M

Enana roja

1 0, 8 9

212

LAS 21 EST I H L LAS MÁS B R I LLANTES

Constantes físicas y astronómicas 2 99 ' 792 45 8 km ls G = 6 . 6 7 x 1 0- I1 Nm 2kg -2 me = 9. J 094 X z o-3! kg

Velocidad de la luz

1

e =

Constante gravitacional

l

Masa del electrón Masa del protón

mp

Masa del átomo de hidrógeno

mh

t

U;i dad Astronómica

UA

Año luz Parsec

= = =

1 . 6 7262 1 . 6 7352

x

' 213

1 0-24 gr.

1 4 9 ' 5 9 7 8 70 km.

al = 9. 460536 �--�--

J o- 2 7kg

X

x

1 01 5m

pe = 3 . 26 1 63 1 al

G LOSARIO

Acreción: crecimiento de un cuerpo por adición de ma­ teria procedente del exterior. Afelio: punto de la órbita de un cuerpo celeste orbitando alrededor del Sol en donde su distancia es má­ xima. Agujero negro: región del espacio donde la fuerza de gravedad es tal que ni la l uz puede escapar. Posi ­ b l e final d e u n a estrella m uy masiva. Altitud: distancia angular entre el horizonte y un astro. Año luz: distancia que recorre la luz en un año: aproxi­ madamente 9,46 bil lones de ki lómetros. Apogeo: punto de la órbita de un cuerpo celeste orbitan­ do alrededor de la Tierra en donde su distancia es máxima. Arqueoastronomía: estudio de la actividad astronómica de las civi lizaciones antiguas.

LA C I EN CIA EXPLICADA AST R O N O M ÍA

Asterismo: figura reconocible formada por un grupo de estrellas. Asteroides: trozos de roca y metales que orbitan alrede­ dor del Sol. Tam bién se conocen como planetas menores, planetoides o planetesimales. Asteroides Amor: un asteroide cuya órbita cruza por las vecindades de la órbita de Marte. Asteroides Apolo: un asteroide cuya órbita cruza por las vecindades de la órbita de la Tierra. Asteroides Troyanos: uno de los dos grupos de aste­ roides que orbitan a la misma distancia del Sol que J úpiter, 60 º adelante y atrás del planeta. Astrofísica: ciencia que estudia los principios de la física aplicados a los objetos celestes. Astronomía: ciencia que estudia los movimientos, es­ tructura y evolución de las estrellas, los planetas y demás cuerpos celestes. La ciencia que estudia el universo. Atmósfera: envoltura gaseosa que rodea la Tierra o un cuerpo celeste. Átomo: base de la materia, está formado por protones y neutrones en el n úcleo y rodeado de electrones. Aurora boreal: fenómeno observable a simple vista en las capas altas de la atmósfera, causado por par­ tículas atómicas emitidas por el Sol y capturadas por los polos magnéticos de la Tierra.

216

G LOSARI O

Azimut: distancia angular de la proyección de un astro sobre el horizonte desde el polo norte celeste. Big Bang: evento q ue los cosmologístas consideran co­ mo el com ienzo del universo, en el cual la mate­ ria y la energía estaba contenida en un punto i n icial. Big Crunch: teoría que considera el fi n del universo como su colapso total l uego del freno de su ex­ pansión. Bioastronomía: ciencia que estudia la posibilidad de exis­ tencia de la vida en el un iverso. Campo gravitacional: área de influencia gravitacional creada por cualquier objeto con masa, extendién­ dose en todas direcciones. La fuerza del campo gravitacional decrece con la distancia. Capa de ozono: capa de la atmósfera terrestre, entre 20 y 50 km. de altitud, donde la radiación solar ultravioleta es absorbida por el oxígeno, el ozo­ no y el nitrógeno. Cenit: punto de la bóveda celeste situado exactamente en la vertical del observador. Centro de masa: la posición media en el espacio de un grupo de cuerpos ponderada por sus masas. Cero absol uto: temperatura a la cual una sustancia no contiene n inguna energía calorífica.

217

LA C I EN CIA EXPLICADA ASTRON O M ÍA

Ciclo de Saros: ciclo durante el cual los eclipses de Sol o de Luna ocurren con un patrón reconoc i ble, aproximadamente 1 8,03 años. Cinturón de asteroides: región del sistema solar, entre las órbitas de Marte y J úpiter, en donde se en­ cuentran la mayoría de asteroides. Cinturón de Kuiper: región en el sistema solar más allá de la órbita de Neptuno, donde se estima tienen origen los cometas de ciclo corto. Coma: delgado halo gaseoso que rodea el n úcleo de un cometa. Sinón i mo de cabellera. Cometa: un cuerpo compuesto principalmente de h ielo y polvo. Cuando pasa cerca del Sol, parte del ma­ terial se vaporiza en gas, el cual es repel ido por el viento solar, formando una larga cola que se ex­ tiende en dirección opuesta al Sol. Conjunción inferior: posición de un planeta cuando pasa frente al Sol. Conjunción superior: posición de un planeta cuando pasa detrás del Sol. Constelación: grupo de estrellas aparentemente vecinas que parecen formar una figura convencional. Cosmogonía: estudio de la formación de los cuerpos ce­ lestes. Cosmología: estudio del origen, evolución y estructura del universo.

218

G LO SA R I O

Cuadratura: posición de un planeta cuando su elonga­ ción es de 90º. Culm inación: posición más alta de un astro sobre el horizonte. Cúmulo de estrellas: grupo de estrellas situadas j untas en el espacio. Se cree que se han formado de un m ismo cúmulo de gas y algunas veces se mantie­ nen juntas por gravedad. Decl inación: la distancia angular norte o sur entre el ecuador celeste y un objeto del cielo. Es eq uiva­ lente a la latitud terrestre. Densidad: la cantidad de cualquier magn itud por uni­ dad de volumen. Desplazamiento al azul: el cam bio en la longitud de onda producido cuando un objeto lum i noso se aproxima hacia el observador. Desplazamiento al rojo: el cam bio en la longitud de onda producido cuando un objeto lum i noso se aleja del observador. Dilatación del tiempo: una predicción de la teoría de la relatividad: para un observador externo, un reloj colocado en un fuerte campo gravitacional pa­ rece moverse más lento. Disco de acreción: un disco de gas o materia orbitando alrededor de una estrella central o un agujero negro.

219

LA C I E N C IA EXP LICADA ASTRO NOMÍA

Eclipse: ocultación pasajera de un cuerpo celeste por otro. Eclíptica: círculo que marca la aparente trayectoria an ual del Sol sobre la bóveda celeste. Ecuador celeste: la proyección del ecuador terrestre en la esfera celeste. Efecto Doppler: cualquier cam bio inducido en la fre­ cuencia observada de una onda. Efemérides: tablas que contienen la posición diaria o an ual de los astros sobre la bóveda celeste. Elongación: distancia angular entre un planeta o la Luna, y el Sol. Equinoccio: cualquiera de las dos ocasiones al año en las que el Sol cruza el ecuador celeste. Espectro electromagnético: el rango completo de las longitudes de onda, desde las ondas más largas a las más cortas, en su orden las ondas de radio, las m icroondas, radiación infrarroja, luz visi ble, ra­ diación ultravioleta, rayos X y rayos gam ma. Estrella: una bri llante bola de gas sostenida por su pro­ pia fuerza de gravedad y activada por la fusión atómica en su n úcleo. Estrella de neutrones: estrella pequeña y densa forma­ da casi enteramente por neutrones, restos de la explosión de una supernova. Estrella doble: dos estrellas que aparentan estar extre­ madamente vecinas en el cielo.

220

G LO SAR I O

Estrella enana: cualq uier estrella con un diámetro me­ nor al del Sol. Estrella enana blanca: estrella densa y pequeña, en las úl­ timas fases de su vida como estrella ordinaria. Estrella enana café: objeto de gas y polvo sin masa sufi­ ciente para encender su núcleo y producir la fu­ sión n uclear que lo convertiría en estrel la. Estrella enana negra: el fin de la evolución de una estre­ lla enana blanca de poca masa. Estrella fugaz: i ncandescencia producida por la fricción de una partícula proven iente del espacio exte­ rior contra la atmósfera terrestre. Estrella gigante: estrella con un diámetro entre 1 0 y 1 00 veces superior al del Sol. Estrella gigante roja: tipo de estrella grande, fría y lumi­ nosa en las últimas fases de su evolución. Estrella nova: estrella que repenti namente aumenta su bri llo en m i les de veces. Estrella supergigante: estrella con un diámetro 1 00 ve­ ces superior al del Sol. Estrella supernova: estrella en explosión que incrementa su luminosidad en m i l lones de veces, uno de los mayores eventos energéticos del universo. Estrella variable: estrella de l um inosidad variable con el tiempo.

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LA C I EN CIA EXPLICADA AST R O N O M ÍA

Estrella variable cefeida: estrella amarilla y supergigante y cuyo bri llo varía con un rápido i ncremento se­ guido por una más lenta decl inación. Estrellas binarias: dos estrellas orbitando alrededor de un centro común de sus masas, sostenidas por su mutua atracción gravitacional. Estrellas binarias eclipsadas: pareja de estrel las alinea­ das en forma tal respecto a la Tierra, que una de el las regularmente se mueve frontalmente eclip­ sando a la otra. Estrellas binarias visuales: un sistema de estrellas bina­ rias en el cual ambos m iembros son separables desde la Tierra. Exobilología: sinónimo de bioastronomía. Fotón: partícula asociada a una onda de luz. Galaxia: conjunto de millones o billones de estrellas que permanecen agrupadas por la fuerza de grave­ dad. Geocentrismo: sistema astronómico según el cual se con­ sideraba a la Tierra como el centro del universo. Gravedad: la fuerza de atracción que cualquier objeto masivo tiene sobre otro. A mayor masa, mayor la fuerza de gravedad. Grupo Local: conjunto de galaxias que incluye entre otras a la Vía Láctea, las N ubes de Magallanes y la ga­ laxia de Andrómeda.

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G LOSARI O

Heliocentrismo: sistema astronómico según el cual se consideraba al Sol como el centro del un iverso. Hemisferio celeste: cada una de las dos mitades de la es­ fera celeste delimitadas por el ecuador celeste. Horizonte: círculo máximo imaginario donde la bóveda celeste parece juntarse con la superficie terrestre. Ley de Hubble: ley que relaciona la velocidad de escape de una galaxia con su distancia a n osotros. A mayor distancia de una galaxia, mayor será su velocidad de escape. Luna: un cuerpo menor en órbita alrededor de un planeta. Lunación: período de tiempo, 29,53 días en promedio, medido entre dos sucesivas lunas nuevas. Luz visible: pequ�ño rango del espectro electromagné­ tico que el ojo humano percibe como luz. Magnitud aparente: una medida del brillo aparente de una estrella visto desde la Tierra. Magnitud absoluta: el aparente brillo de una estrella dis­ tante imaginariamente a 1 0 parsec de la Tierra. Masa: la cantidad total de materia en un objeto. Materia oscura: termino usado para describir una masa desconocida en las galaxias pero cuya existencia se infiere. Meteorito: cuerpo proven iente del espacio exterior que alcanza la superficie terrestre.

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LA C I E N CIA EX P L I CADA ASTRO N O M ÍA

Meteoroi'de: objeto sól i do pequeño que se m ueve en el espacio. Meridiano celeste: círculo máximo que pasa por los dos polos celestes y el cen it. Movimiento aparente: desplazamiento de un cuerpo ce­ leste visto desde la Tierra. Movimiento retrógrado: movim iento aparente de un pla­ neta hacia el este en relación con las estrellas fijas. Nadir: Punto vertical a nuestros pies, opuesto al cenit. Nebulosa: nube de gas y polvo en el espacio, formada en su mayor parte de h idrógeno y hel io. Nubes de Magallanes: Gran N ube de Magal lanes y Pe­ queña N ube de Magallanes, dos pequeñas ga­ laxias irregulares vecinas de la Vía Láctea, visi bles en el hemisferio sur. Nube de Oort: n ube esférica de cometas q ue se piensa rodea al sistema solar. Ocultación: oscurecim iento temporal de la l uz de un cuerpo celeste por otro. Oposición: momento en el cual un cuerpo celeste está opuesto a otro en el cielo. Órbita: la trayectoria de un cuerpo celeste alrededor de otro. Parsec: unidad de distancia igual a 3,26 años l uz o eq ui­ valente a 206 000 UAs.

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G LOSA R I O

Perigeo: punto de la órbita de u n cuerpo celeste or­ bitando alrededor de la Tierra en donde su dis­ tancia es m ín ima. Peri helio: punto de la órbita de un cuerpo celeste orbitando alrededor del Sol en donde su distan­ cia es mín ima. Período: tiempo necesario que toma un cuerpo para com­ pletar una revolución alrededor de otro cuerpo. Planeta: cuerpo celeste sin bri llo propio y de gran tama­ ño que gira alrededor de las estrellas. Planetesimal: pequeño cuerpo sól ido producido por la condensación de materia. Planetoide: planeta en formación por el proceso de acreción de objetos sól idos o planetesimales. Precesión: lento cam bio en la dirección del eje de rota­ ción de un objeto. El movimiento de precesión de la Tierra completa un giro completo en aproxi­ madamente 26 000 años. Polos celestes: puntos imaginarios en el cielo en donde el eje de rotación de la Tierra proyectado al infi­ nito tocaría la esfera celeste. Protoestrella: masa de polvo y gas en proceso de con­ vertirse en estrel la. Protoplaneta: aglomeración de material previo a la for­ mación de los planetas.

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LA CIENCIA EXPLICADA ASTRON O M ÍA

Pulsar: estrella de neutrones rotando velozmente y em i­ tiendo ondas de radio. Quasar: un objeto extremadamente lejano y más l umi­ noso y radiante que toda una galaxia. Posi ble­ mente el n úcleo visible de una galaxia en forma­ ción. Radiación: una forma en la cual la energía es transferida de un l ugar a otro en forma de ondas. La luz es una forma de radiación electromagnética. Radiante: punto en el cielo desde el cual pareciera pro­ ceder una l l uvia de meteoritos. Radioastronomía: ciencia que estudia la radiación elec­ tromagnética em itida por los astros. Satélite: cuerpo en movimiento orbital alrededor de otro objeto. También se conoce como luna. Secuencia principal: banda diagonal en el diagrama de Hertzsprung- Russell en la cual se clasifican la mayoría de las estrellas. Solsticio: momento en el cual el Sol alcanza su máxima declinación norte o sur. Supercúmulo: conj unto de grupos de galaxias. Teoría de la relatividad: teoría de Albert Einstein que relaciona la gravedad con la curvatura del espa­ cio y el paso del tiempo. Nada puede viajar más rápido q ue la l uz, y todo, incluyendo la luz, es afectado por la gravedad.

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G LOSARIO

Teoría de la relatividad especial: teoría de Ei nstein que establece que la velocidad de la l uz es con stante para todos los observadores y q ue la materia y la energía son equivalentes (E=mc2). Tránsito: el pasaje de un cuerpo celeste peq ueño sobre el disco de uno mayor. Unidad astronómica (UA): la distancia media entre la Tierra y el Sol. Precisas mediciones de radar arro­ jan una cifra de 1 49' 603 500 km. Universo: la totalidad del espacio, el tiempo, la materia y la energía. Vía Láctea: n uestra propia galaxia. Tam bién es el plano de la galaxia visi ble en el cielo como una multi­ tud de estrellas no diferenciables. Zodiaco: zona de la esfera celeste limitada por dos círcu­ los paralelos a la eclíptica y en el cual transitan el Sol, la Luna y los planetas.

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Escaneado, procesado y compilado por: +Sir+Math Bogotá, Colombia Agosto de 2014