Qué son las estrellas y las galaxias?

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1 Lección 4 Qué son las estrellas y las galaxias? Explora Las estrellas tienen un comienzo y un fin; a medida que cambian, su forma, su color y su temperatura también lo hacen. Compruébalo! En esta lección EXPERIMENTARÁS Cómo cambian las estrellas. APRENDERÁS Que las estrellas se diferencian por su color, temperatura y tamaño. cinta cartulina Materiales Objetivo papel crepé algodón faroles esféricos de varios tamaños y de color claro y un farol opaco (puedes pintarlo de negro) luces navideñas con bombillos blancos, rojos, amarillos y anaranjados Identificar cómo cambia una estrella desde que nace hasta que muere. Procedimiento 1. Perfora seis huecos en la cartulina e introduce en ellos un bombillo navideño. Debes pegarlos con la cinta. 2. Para demostrar el nacimiento de una estrella como una nebulosa, envuelve el exterior del farol en algodón y colócalo sobre el primer bombillo navideño. 3. Representa una estrella recién nacida, colocando un bombillo de luz naranja dentro de un farol pequeño. 4. Puedes representar una estrella de tamaño mediano, como el Sol, colocando un bombillo amarillo dentro de un farol mediano. 5. Para representar una estrella gigante roja, pon un bombillo rojo dentro del farol de mayor tamaño. 6. Representa una nebulosa planetaria, poniendo un bombillo rojo dentro de un farol de tamaño mediano. Envuelve papel crepé arrugado alrededor del farol. 7. Coloca un bombillo blanco dentro del farol más pequeño y representa una estrella enana blanca. 8. Para representar una estrella enana negra, toma el farol que pintaste de negro y no coloques ninguna luz dentro de éste. Obtén conclusiones Consideras que nuestro Sol, una estrella que evoluciona como todas las estrellas, puede cumplir su ciclo y luego desaparecer? Explica tu respuesta. Habilidades de Investigación Los científicos recrean modelos del espacio y obtienen conclusiones. De acuerdo con tus observaciones del modelo, crees que algún día sucumban todas las estrellas? 42

2 Comprensión de Lectura en Ciencias CONCEPTOS DE CIENCIAS De qué están compuestas las estrellas? Cómo están formadas las galaxias? Qué es una estrella? Cuando observas las estrellas, lo que ves en realidad es una bola de gases que irradia energía. Aunque todas las estrellas se encuentran a miles de kilómetros de la Tierra, el Sol, la mayor fuente de luz y energía de la Tierra, es la estrella más cercana a nuestro planeta. Características de una estrella Las estrellas tienen cinco características importantes: brillo, definido en términos de magnitud y luminosidad; color, temperatura de superficie, tamaño y masa. Una estrella muy cercana a la Tierra tiene una magnitud aparente, es decir, parece ser más brillante de lo que es sólo por encontrarse más Habilidad empleada IDEA PRINCIPAL Y DETALLES Explica cómo se forma una galaxia y los tipos de estrellas que existen. Idea principal Detalle Detalle Detalle cerca. Pero esta estrella posee una magnitud absoluta, que es la cantidad real de energía lumínica que emite. Por ejemplo el Sol, aunque tiene una magnitud absoluta menor que otras estrellas, posee una magnitud aparente grande, sólo por hallarse más cerca de la Tierra. Ahora bien, el color de las estrellas depende de la temperatura de la fotosfera. Así, las estrellas rojas son las más frías y las estrellas azules, las más calientes. También varía su tamaño: las pequeñas se llaman enanas; las grandes, gigantes y las de mayor tamaño, supergigantes. El Sol o enana amarilla es 20 veces más grande que una estrella enana blanca, mientras que las supergigantes son cientos de veces más grandes que el Sol. Supergigante Gigantes Enanas Estrellas: enana, gigante y supergigante IDEA PRINCIPAL Y DETALLES Cómo se clasifican las estrellas? 43

3 El ciclo de una estrella Las Estrellas nacen en las nebulosas. En el espacio hay moléculas de hidrógeno dispersas que van conformando nubes. Cuando se va formando una nube enorme de gas y polvo, por la atracción de núcleos, la nube puede llegar a colapsar por su gran masa y por las fuerzas gravitacionales originando protoestrellas. Estas estrellas jóvenes más adelante colapsan dando origen a una secuencia de estrellas. Una protoestrella es el período desde que la nebulosa colapsa hasta que la estrella empieza a emitir energía en forma de luz. Dependiendo de su masa, el tiempo en que una protoestrella tardará en evolucionar será desde unos años para las protoestrellas de pequeña masa hasta más o menos 10 millones de años para las de masa mayor. La duración de las estrellas también depende de la masa. Una estrella de gran masa provoca las reacciones nucleares más rápido, y por tanto dura menos tiempo que una estrella de menor masa. Una estrella de tamaño intermedio como el Sol durará 10 billones de años, mientras que una estrella enana puede durar muchos billones de años más. Las estrellas se Nebulosa contraen cuando se envejecen. Cuando en una estrella como el Sol se agota el hidrógeno, la estrella empieza a expandirse; además se enfría, y se torna menos brillante convirtiéndose en una gigante roja. Al empezar a morir, esta estrella se convertirá en una nebulosa de gases o nebulosa planetaria. Cuando el núcleo se enfríe demasiado, sólo quedará una estrella enana blanca. En una estrella más grande, como una supergigante roja, el núcleo se destruye cuando la estrella explota en lo que se conoce como una supernova. La formación de la supernova deja fragmentos pequeños llamados estrellas de neutrones. Sin embargo, existe un límite para el tamaño de las estrellas de neutrones, más allá del cual estos cuerpos se ven empujados a contraerse hasta que se convierten en un agujero negro, del que no puede escapar ninguna radiación, ni siquiera la luz, por la gran fuerza gravitacional. Protoestrella Ciclo de vida de una estrella. IDEA PRINCIPAL Y DETALLES Explica el proceso de una estrella, desde que se forma hasta que muere. 44

4 Las galaxias Las estrellas se atraen entre sí por la fuerza de gravedad y forman grupos de billones de estrellas llamados galaxias. Dentro de una galaxia también se encuentran gases, polvo y cuerpos celestes que orbitan alrededor de las estrellas. Algunas galaxias sólo tienen estrellas viejas, mientras otras contienen gases y polvo. Nuestro sistema solar está ubicado en la Vía Láctea, una de las galaxias más grandes del universo. En una noche clara, en Luna nueva, alejado de las luces de la ciudad, podrás ver una estela de luz que se extiende sobre todo el cielo. Ésa es la Vía Láctea. La Vía Láctea mide de años luz de diámetro. Un año luz es la distancia que recorre la luz en un año, o sea 9,5 billones de kilómetros. Esto quiere decir que la Vía Láctea mide unos billones de kilómetros. Tipos de galaxias De acuerdo con su forma, las galaxias se clasifican en tres grupos. Las galaxias espirales, como la Vía Láctea, suelen tener brazos que salen y giran en torno a un 1 centro abultado donde se hallan las estrellas. Las galaxias espirales pueden ser de dos tipos: barradas, caracterizadas por tener dos brazos que se extienden desde una barra de estrellas en el centro. Las espirales lenticulares no tienen brazos. Las galaxias elípticas se llaman así por su forma ovalada y sin brazos. Las estrellas de estas galaxias, en cambio de esparcirse en un disco delgado, como en las espirales, envuelven el corazón de la galaxia en todas las direcciones. La mayoría de las galaxias del universo son de este tipo, y todas las estrellas contenidas en ellas son antiguas. Las galaxias irregulares no tienen forma definida ni núcleo, ni se observa simetría de rotación. Muchas galaxias son de este tipo porque su forma ha cambiado debido a la atracción de la gravedad ejercida por otra galaxia cercana. Al igual que las estrellas, las galaxias se agrupan y forman cúmulos. Un cúmulo galáctico es un conjunto de galaxias agrupadas por la fuerza de gravedad. Las grandes galaxias como la Vía Láctea suelen chocar con otras galaxias vecinas. 3 2 Galaxias. 1. espiral, 2. elíptica, 3. irregular. IDEA PRINCIPAL Y DETALLES Cuáles son los tipos de galaxias? 45

5 Experimenta Las estrellas se atraen unas a otras formando grandes grupos que giran en torno a un núcleo. Compruébalo! Materiales Procedimiento 1. Consulta en Internet o en una enciclopedia cuál es la forma de la Vía Láctea. 2. Sobre la cartulina blanca dibuja un borrador de la galaxia. 3. Dibuja el núcleo grande y los brazos que se desprenden en forma de espiral. papel periódico (no impreso) 4. Aplica colbón sobre la figura que acabas de dibujar. 5. Esparce la arena sobre el colbón. 6. Retira el exceso de arena y colbón con el papel periódico y luego pasa el trapo y limpia con cuidado. pliego de cartulina blanca un trapo blanco, suave, de algodón arena Objetivo colbón Identificar cómo se ubican las estrellas en la Vía Láctea. Obtén conclusiones 1. Según tu modelo, qué crees que representa cada grano de arena? Explica tu respuesta. 2. Dónde crees que se encuentra el Sol en este modelo? Habilidades de Investigación Los científicos desarrollan modelos del espacio para analizar cómo es el comportamiento de los cuerpos celestes. En tu modelo, el colbón mantiene la arena pegada y reunida. En la Vía Láctea, cuál es la fuerza que mantiene cohesionadas las estrellas impidiendo que se separen? 46

6 Repaso - Comprensión de Lectura 1. IDEA PRINCIPAL Y DETALLES Completa el siguiente esquema. Principales características de las galaxias. Formadas por Unidas por Se clasifican según su Muchas galaxias forman 2. RESUME En un párrafo descriptivo, explica brevemente cómo se forman las galaxias. Usa el esquema anterior para realizarlo. 3. OBTÉN CONCLUSIONES Por qué es necesaria e indispensable la fuerza de gravedad en el universo? Explica mediante un ejemplo. 4. UTILIZA EL VOCABULARIO Escribe un acróstico con la palabra universo, incluye los cuerpos celestes que lo componen. 5. PREPÁRATE PARA LA PRUEBA Pensamiento crítico Como vimos en la lección, en el espacio la fuerza de gravedad es esencial. Sin ésta no habría cohesión. Cúal es la importancia de la fuerza de gravedad en la Tierra? Enlaces con Escritura Párrafo comparativo En un párrafo, explícale a un niño de preescolar cuál es la diferencia entre una galaxia y una estrella. Recuerda que el vocabulario aprendido es preciso, pero que con otras palabras puedes explicar lo mismo. Arte Galaxias de reciclaje Con materiales reciclados, elabora un modelo de cada uno de los tipos de galaxias que aprendiste. Historia La Vía Láctea La Vía Láctea ha causado admiración y misterio en muchas culturas antiguas. Los griegos la llamaron así, pues creían que era un chorro de leche regado en el espacio. Investiga qué otras culturas la estudiaron. Información y desafíos adicionales: 47

7 Repaso y Prueba del Capítulo Repaso del vocabulario estación (página 26) traslación (página 26) cráter (página 31) eclipse (página 33) sistema solar (página 37) constelación (página 37) estrella (página 43) galaxia (página 45) cúmulo galáctico (página 45) Encuentra el término correspondiente a cada definición. 1. Un conjunto de galaxias agrupadas por la fuerza de gravedad se llama. 2. Debido a la inclinación del eje de la Tierra, no se presenta la misma en todo el planeta. 3. Un está compuesto por estrellas, planetas y otros cuerpos celestes. 4. Un es una depresión en una superficie formada por el impacto de un objeto espacial. 5. Un patrón de estrellas al cual se le concede un nombre mitológico se llama. 6. En la, la Tierra gira alrededor del Sol durante un año. 7. Un depende de la luz del Sol y de la alineación de los tres astros. 9. Las se clasifican según su tamaño y brillo. 48 Prueba tu comprensión Selecciona la respuesta correcta. 10. IDEA PRINCIPAL Y DETALLES Cuáles detalles explican por qué en todo el planeta no se presenta la misma estación? a. la rotación y el eje del Sol b. la rotación y la inclinación del eje de la Tierra c. la traslación y la inclinación del eje de la Tierra d. la traslación y el eje del Sol 11. El planeta con muchos anillos y satélites, que tiene un viento rápido es a. Venus b. Neptuno c. Saturno d. Júpiter 12. COMPARACIÓN Y CONTRASTE De las siguientes comparaciones entre la Tierra y la Luna, cuál es cierta? a. se parecen en sus componentes y en los cráteres b. tienen atmósfera similar c. ambas presentan agua líquida d. tienen luz propia 13. Las estaciones están determinadas por a. dos posiciones de la Tierra en su órbita b. cuatro posiciones de la Tierra en su órbita c. la rotación y la atmósfera d. tres posiciones de la Tierra en su órbita 14. Los planetas interiores son a. Mercurio, Venus, Júpiter, Plutón b. Mercurio, Venus, Tierra, Marte c. Urano, Mercurio, Neptuno, Marte d. Plutón, Ceres, Haumea, Makemake 15. CAUSA Y EFECTO Un eclipse de Sol ocurre cuando a. la luna se oculta detrás de la Tierra b. la luna atraviesa la sombra de la Tierra c. el Sol llega desde distintas posiciones d. la sombra de la Luna se proyecta sobre la Tierra.

8 Habilidades de investigación 16. A partir de modelos puedes simular eventos naturales; cómo podrías simular un eclipse? Qué materiales necesitarías? 17. Qué herramienta usan los científicos para observar el espacio? 19. Si bien la Luna y la Tierra comparten características que las hacen similares, también difieren en muchas. Explica cuál es la mayor diferencia y sustenta las razones por las cuales no hay vida en la Luna. Pensamiento crítico 18. Explica en qué difieren Saturno y Júpiter de Plutón. 49

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