Fuera del sistema solar

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1 Fuera del sistema solar Un libro de la Serie Ciencias de la Tierra de Science A-Z Número de palabras: 1,854 Fuera del sistema solar Escrito por Patricia Walsh y Ron Fridell Visita

2 Fuera del sistema solar ELEMENTOS CLAVE USADOS EN ESTE LIBRO La idea importante: Desde que existe la humanidad, hemos mirado el cielo nocturno con curiosidad y asombro. En este momento de la historia, somos afortunados de beneficiarnos de tecnología que nos permite ver y estudiar partes del universo que culturas anteriores nunca podrían haber conocido. Sin embargo, también estamos limitados por nuestros conocimientos y tecnologías actuales. Con el paso del tiempo, la humanidad continuará buscando entender el universo y la gran cantidad de características asombrosas que posee. Algún día, incluso tal vez durante la vida de los estudiantes, podamos obtener las respuestas de algunas preguntas clave, incluso cómo comenzó el universo y si hay vida en algún otro lugar además de la Tierra. Palabras clave: agujero negro, año luz, astrónomo, ciclo de vida, constelación, cosmólogo, cúmulo, enanas, espacio, espacio exterior, estrella, exoplaneta, galaxia, galaxia elíptica, galaxia espiral, galaxia irregular, galaxia Vía Láctea, gas, gravedad, luminosidad, Luna, masa, materia, nave espacial, nebulosa, orbitar, planeta, sistema solar, Sol, supergigante, supernova, telescopio, teoría del big bang, Tierra, universo Destreza de comprensión clave: Clasificar información Otras destrezas de comprensión adecuadas: Causa y efecto; comparar y contrastar; idea principal y detalles; identificar hechos; elementos de un género; interpretar gráficos, cuadros y diagramas. Estrategia de lectura clave: Formular y responder preguntas Otras estrategias de lectura adecuadas: Relacionar con conocimientos previos; resumir; visualizar; uso de una lista de contenidos y encabezados; uso de un glosario y términos en negrita Créditos fotográficos: Portada: ESO/IDA/Danish 1.5 m/r.gendler y A. Hornstrup; contraportada: NASA, Andrew Fruchter y el equipo ERO [Sylvia Baggett (STScI), Richard Hook (ST-ECF), Zoltan Levay (STScI)]; página de título, página 14: NASA E/ PO/Sonoma State University/Aurore Simonnet; página 3: istockphoto.com/ Stephan Hoerold; página 4: Eckhard Slawik/Photo Researchers, Inc.; páginas 5 (arriba), 11 (abajo): Jupiterimages Corporation; página 5 (abajo izquierda): istockphoto.com/jonathan Larsen; página 5 (abajo derecha): istockphoto.com/james Benet; página 6 (arriba izquierda): NASA; página 6 (centro izquierda): istockphoto.com/christian Miller; página 6 (centro derecha): NASA/JSC; página 6 (abajo derecha): istockphoto.com/yenwen Lu; página 7 (izquierda): istockphoto.com/magalib; página 7 (derecha): istockphoto.com/jan Rysavy; página 8: Alan Dyer/Visuals Unlimited, Inc.; página 9: ESA/NASA/SOHO; página 11 (las tres de arriba): ESA y Justyn R. Maund (University of Cambridge); página 12 (abajo): X-ray: NASA/CXC/SAO, Optical: NASA/STScI; página 13 (arriba): NASA/ESA/JPL/Arizona State University; página 13 (abajo): NASA/JPL-Caltech/O. Krause (Steward Observatory); páginas 15, 19 (insertada abajo): NASA/JPL-Caltech; página 16 (arriba): ESO; página 16 (abajo): istockphoto.com/tpuerzer; página 17: NASA/CXC/M.Weiss; página 18 (arriba): NASA, ESA, y el Hubble Heritage (STScI/ AURA)-ESA/Agradecimiento Hubble Collaboration: R. Chandar (Univ. Toledo) y J. Miller (Univ. Michigan); página 18 (abajo izquierda): NASA, ESA y el Hubble Heritage (STScI/AURA)-ESA/Agradecimiento Hubble Collaboration: M. West (ESO, Chile); página 18 (abajo derecha): NASA/STScI; página 19 (arriba): istockphoto.com/paul LeFevre; página 19 (abajo principal): NASA/JPL-Caltech/GSFC/SDSS; página 20: Andrew Doran/123RF; página 21: NASA y el equipo del Hubble Heritage (STScI/AURA) Créditos de las ilustraciones: Páginas 10, 12 (arriba): Cende Hill/ Learning A-Z Escrito por Patricia Walsh y Ron Fridell Fuera del sistema solar (Outside the Solar System) Learning A-Z Escrito por Patricia Walsh y Ron Fridell Traducido por Lorena F. Di Bello Todos los derechos reservados.

3 La Vía Láctea, nuestra galaxia, se ve como una franja brillante de estrellas que atraviesa el cielo. Contenidos Presentación del espacio exterior... 4 Exploración del espacio... 5 Fuera de este mundo... 7 Entre las estrellas... 8 Los ciclos de vida de las estrellas Cuidado con los agujeros negros...14 La búsqueda de planetas Arremolinados con las galaxias Un universo en expansión Las noches de invierno suelen develar los cielos más despejados. Presentación del espacio exterior Levanta la vista en una noche oscura y despejada, lejos de las luces de la ciudad. Ves los puntos de luz por encima de ti? La mayoría de los puntos de luz que ves son estrellas. Algunos puntos de luz son en realidad estrellas dobles que orbitan, o dan vueltas, entre sí. Algunos puntos de luz son conjuntos de estrellas llamados galaxias. Todo lo que ves y lo que no puedes ver forma parte del espacio exterior. Conclusión Glosario Índice El espacio exterior es todo lo que está más allá de nuestro sistema solar. Es el espacio que está más allá de nuestra estrella el Sol y los planetas, los asteroides y los cometas que orbitan alrededor del Sol.

4 Exploración del espacio Durante miles de años, las personas usaron las estrellas para encontrar su camino a través de las tierras y los mares de la Tierra. Hace unos 500 años, las personas desarrollaron los primeros telescopios. Los telescopios les permitían obtener una imagen más cercana de los objetos que veían en el cielo nocturno. el telescopio de Galileo Los seres humanos hemos llegado al espacio. Hasta hemos pisado la Luna. Pero todavía nadie de la Tierra ha viajado más allá de nuestra Luna. Nadie ha viajado fuera de nuestro sistema solar por el espacio exterior. Empaca tu imaginación. Estás por viajar entre los muchos miles de millones de estrellas, planetas y galaxias del universo. Con el tiempo, los telescopios han sido mejorados de muchas maneras. En la actualidad, existen telescopios enormes ubicados en las cimas de montañas. Los telescopios espaciales orbitan alrededor de la Tierra. Los científicos también usan otra clase de telescopio. El radiotelescopio detecta ondas de radio emitidas por objetos del espacio, lo que nos permite detectar cosas que no se pueden ver con telescopios ópticos. El Very Large Array (VLA) de New Mexico tiene veintisiete radiotelescopios que trabajan al mismo tiempo. El telescopio espacial Hubble fue lanzado y puesto en órbita alrededor de la Tierra en Tiene el tamaño aproximado de un autobús escolar. La palabra telescopio viene de la palabra griega teleskopos. La parte de la palabra tele significa lejos y skopos significa ver. Los telescopios de hoy en día nos permiten ver muy lejos en el espacio. 5 6

5 Fuera de este mundo Ya conoces a tus vecinos del espacio: la Luna, los otros planetas y nuestro Sol. Todos están en nuestro sistema solar. Pero es solo una parte diminuta de un universo gigante. Fuera del sistema solar hay un espacio vasto y muchos miles de millones de otros objetos. Es tiempo de dejar la Tierra y dirigirnos hacia el espacio exterior. Tómate un momento para mirar por encima de tu hombro mientras pasamos volando por los planetas más lejanos, Urano y Neptuno. Durante un tiempo, la Tierra se veía como un punto azul, pero ahora ha desaparecido. Estas saliendo de nuestro sistema solar. Sentiste una sacudida? Se da por el viento solar que existe donde termina nuestro sistema solar y comienza el espacio exterior. La sacudida no debería haberte sorprendido. El Voyager 2, una nave espacial sin tripulación lanzada en 1977, les informó a los científicos sobre los vientos solares y sus sacudidas. Estás viajando mucho más rápido que el Voyager 2, por lo que lo estarías sobrepasando al cruzar al espacio interestelar. Entre las estrellas Ya has viajado una distancia muy larga. Has llegado a 4.2 años luz de la Tierra. Estas llegando a la estrella vecina más cercana de la Tierra. Es la tenue y fría Próxima Centauri. Luego, verás a Alfa Centauri. Es mucho más brillante que la tenue Próxima. De cerca, ves que Alfa Centauri tiene dos estrellas que son muy parecidas a nuestro Sol. Desde la Tierra, viste constelaciones hechas con estrellas ordenadas de formas interesantes, con forma de león y de centauro. Pero ahora notarás que estas constelaciones no son Beta Centauri grupos de puntos sobre una superficie plana. Alfa Centauri En realidad, son estrellas que están muy alejadas unas de otras. Alfa y Beta Centauri son parte de la constelación del Centauro. Sol Marte Mercurio Júpiter Tierra Venus Urano Saturno Neptuno La distancia entre las estrellas es muy amplia. Los científicos usan una medida llamada año luz para medirla. Un año luz es la distancia que recorre la luz en un año. Un año luz es alrededor de 9.5 billones de kilómetros (5.9 billones de millas). Aproximadamente a cuántos kilómetros (o millas) de la Tierra está nuestra estrella vecina más cercana? 7 8

6 El Sol está a solo ocho minutos luz de distancia de la Tierra. Esto significa que si pudieras viajar muy rápido a la misma velocidad que viaja la luz el viaje de la Tierra al Sol tardaría solo ocho minutos. La luz solar que ves ahora salió del Sol hace ocho minutos! Desde la Tierra, la mayoría de las estrellas nos parecen blancas porque están muy lejos. Pero a medida que te acerques, verás que las estrellas tienen diferentes colores. Algunas estrellas son calientes y azules y otras son frías y rojas. El color de una estrella depende de la temperatura de su superficie. (Piensa en el fuego: las llamas más calientes son azules, mientras que las llamas más frías son rojas). Tipos de estrellas Aquí afuera en el espacio, también ves que no todas las estrellas se parecen. Las estrellas se diferencian unas de otras por su: estrellas brillantes supergigante roja supergigante azul tamaño luminosidad (brillo) temperatura color gigante roja gigante azul Sirio Sol (enana amarilla) duración Nuestro Sol es una estrella. Nos parece muy grande y brillante desde la Tierra. Eso sucede porque es la estrella más cercana a la Tierra. Pero otras estrellas son mucho más grandes y brillantes. A medida que vueles por el espacio exterior, verás que las estrellas tienen diferentes tamaños. Los tamaños varían de pequeñas estrellas enanas a enormes estrellas supergigantes varias veces más grandes que nuestro Sol estrellas tenues estrellas frías enana roja Alfa Centauri A enana blanca estrellas calientes

7 Notaste que las estrellas están en cúmulos? Un grupo podría ser solo dos o tres estrellas juntas. Pero algunos grupos tienen muchísimas estrellas agrupadas. Un cúmulo de estrellas te puede llegar a parecer una gran estrella borrosa si estás lejos. Pero a medida que te acerques volando, verás que el grupo está formado por miles y miles de estrellas. No tienes tiempo para detenerte y contarlas. Todavía tienes un largo camino por viajar. Si miras detenidamente una galaxia distante se ve una nube borrosa. Si miras más de cerca verás que la nube está compuesta por muchas estrellas. Desde la Tierra, las estrellas parecen titilar. Pero las estrellas en realidad tienen una luz constante. Los movimientos del aire en la atmósfera de la Tierra causan el titileo. El aire en movimiento cambia la trayectoria de la luz de la estrella. Estrellita, dónde estás?, quiero verte titilar Los ciclos de vida de las estrellas Las estrellas no son criaturas vivientes. Pero igual decimos que tienen ciclos de vida. Esto es porque las estrellas se forman, existen por un largo tiempo y, luego, mueren. El ciclo de vida de una estrella puede durar miles de millones de años. A medida que una estrella atraviesa su ciclo de vida, cambia. A veces, puede lucir hermosa y única. Todas las estrellas, incluso nuestro Sol, son bolas de gas caliente. Tienen capas de gases, con un núcleo denso y capas externas más livianas. Cuanto más gas tiene una estrella, más grande es. Las estrellas más grandes también tienen más masa. La masa es la cantidad de material, o materia, que tiene un objeto. Generalmente, cuanto más grande es una estrella, más brillo tiene. Y cuanto más brilla una estrella, más corto es su ciclo de vida. Dentro de una estrella corona y cromosfera la nebulosa Ojo de gato fotosfera zona de convección zona de radiación núcleo

8 Mira a esta nebulosa en expansión. Si piensas que parece una nube borrosa de gases y polvo, estás en lo cierto. La nebulosa se forma cuando las capas externas de una estrella salen volando la nebulosa del Cangrejo hacia afuera. Las nebulosas se encuentran donde han explotado estrellas viejas y gigantes. En las nebulosas nacen nuevas estrellas. Ahora, acelera hasta una supernova (abajo). No te acerques mucho. Te has encontrado con la celebración de fuegos artificiales más grande que alguna vez hayas visto. Cuando una estrella vieja explota, su núcleo se aplasta. El aplastamiento es como si apretaras una bola de caucho cada vez con más fuerza. Cuando sueltas una bola de caucho, la bola vuelve a su forma de golpe. Pero en una supernova, cuando la estrella aplastada recupera su tamaño, continúa expandiéndose. Arroja materia al espacio con una explosión enorme. Así es como se forma una supernova. Algún día, la gravedad puede llegar a volver a juntar la nube de gas y polvo de la supernova. La nube se calentará a medida que gire cada vez más rápido. La fusión nuclear encenderá el núcleo que se encuentra en el centro. La nube de gas brillará. Así, el universo tendrá otra estrella que brillará durante millones o miles de millones de años. supernova Cuidado con los agujeros negros Te estás acercando demasiado a un agujero negro? Aléjate rápido o te podría succionar y no regresarías jamás. Los agujeros negros hacen que viajar al espacio exterior sea peligroso porque son misteriosos. Ne se los puede ver y no sabemos mucho sobre ellos. Un agujero negro es el núcleo de una estrella enorme que ha explotado. Después de la explosión, la estrella se ha vuelto a desmoronar sobre sí misma. El núcleo desmoronado de la estrella tiene una gravedad muy fuerte. Jala hacia adentro toda la materia y la energía que lo rodea. Se los llama agujeros negros porque ni siquiera la luz puede escapar de allí. Representación artística de un agujero negro succionando gas 13 14

9 Representación artística de un planeta orbitando alrededor de dos estrellas La búsqueda de planetas Viste algún planeta orbitando alrededor de las estrellas? Todas las estrellas, lo puedas ver o no, pueden tener planetas orbitando a su alrededor. Los astrónomos usan herramientas terrestres y espaciales para encontrar planetas lejanos. Buscan un tambaleo en el movimiento de una estrella. Buscan un cambio en el brillo de la estrella. El tambaleo o la luz más débil pueden ser evidencia de que un planeta está dando vueltas alrededor de una estrella. Vuela más cerca de la estrella llamada Upsilon Andromedae. Los científicos piensan que esta estrella puede tener tres planetas gigantes girando a su alrededor. Los científicos han encontrado más de 300 exoplanetas en el espacio exterior. Un exoplaneta es un planeta que orbita alrededor de cualquier estrella que no sea nuestro Sol. La mayoría de los exoplanetas que se han encontrado hasta ahora son planetas gigantes de gases. Son igual de grandes o más grandes que Saturno y Júpiter. Pero los astrónomos En este observatorio de Chile, los astrónomos esperan descubrir nuevos planetas. Observan cómo las estrellas tambalean al ser jaladas por la gravedad de los planetas que orbitan a su alrededor. también han encontrado exoplanetas más pequeños que son casi del mismo tamaño que la Tierra. No aterrices en un exoplaneta. Ninguno de los exoplanetas que conocemos es apto para la vida humana. Todos orbitan muy cerca de su estrella. Esto hace que sean mucho más calientes y que los seres humanos no podamos visitarlos. Un sistema planetario tiene una estrella y los planetas, las lunas, los asteroides, los cometas y el polvo que orbitan alrededor de la estrella

10 Arremolinados con las galaxias Podrías pasar mucho tiempo mirando las estrellas del espacio exterior. Pero detente. Echa un vistazo a donde has estado. Estuviste mirando las estrellas de la galaxia Vía Láctea. Una galaxia es un gran sistema de estrellas. Entre las estrellas hay gases interestelares y polvo. Todo se mantiene unido por la gravedad. La galaxia Vía Láctea es solo una de las más de 125 mil millones de galaxias que hay en el universo. Algunas de esas galaxias tienen unos cuantos millones de estrellas. Otras tienen miles de millones o hasta billones de estrellas. La Vía Láctea tiene más de 100 mil millones de estrellas. Acelera tus motores. Vas a cruzar la galaxia Vía Láctea. Tienes un largo camino por recorrer. Aun viajando a la velocidad de la luz, tardarías 100,000 años en cruzar la Vía Láctea de lado a lado. Ves que la galaxia Vía Láctea tiene forma de disco? Ves la protuberancia en el medio? Mira los brazos de las estrellas que salen en forma de espiral desde la protuberancia. La Vía Láctea es una galaxia espiral. Las galaxias pueden tener tres formas: espirales, elípticas e irregulares. Las galaxias elípticas parecen círculos achatados. Las galaxias irregulares tienen estrellas desparramadas a su alrededor. Ahora, detén la vista en otra galaxia espiral, Andrómeda. Es la galaxia más cercana a la Vía Láctea, pero todavía está muy lejos. Está a dos millones de años luz de tu hogar en la Tierra. La galaxia Andrómeda tiene un tamaño de más del doble de la Vía Láctea. galaxia espiral Sol Representación artística de la galaxia Vía Láctea galaxia elíptica galaxia irregular

11 Un universo en expansión Los científicos que estudian el origen, o los comienzos, del universo se llaman cosmólogos. Estudian el espacio exterior para recopilar información científica. Usan la información para desarrollar teorías, o grandes ideas. La teoría principal sobre el origen del universo se llama la teoría del big bang (o la gran explosión). la galaxia Andrómeda Después de visitar la galaxia Andrómeda, continúa avanzando. Pasarás por miles de millones de otras galaxias. Al igual que viste cúmulos de estrellas, también verás cúmulos de galaxias. Esta teoría afirma que todo el universo comenzó en un solo instante hace 14 o 15 mil millones de años. Comenzó con una explosión muy poderosa. La explosión creó todo el tiempo y el espacio. Creó toda la materia y la energía. La teoría del big bang también afirma que el universo continúa expandiéndose. galaxia espiral barrada Un cúmulo de galaxias tiene cientos o hasta miles de galaxias Representación artística del big bang

12 Glosario Imagen con efecto arcoíris de la nebulosa del Huevo Conclusión agujero negro años luz astrónomos cosmólogos región del espacio con un campo gravitacional tan intenso que nada se puede escapar de él (pág. 14) unidades de distancia en astronomía iguales a la distancia que recorre la luz en un año (pág. 8) científicos que estudian planetas, estrellas, galaxias y otros objetos del espacio (pág. 15) científicos que estudian el origen y la estructura del universo (pág. 20) Es hora de regresar a tu hogar en la Tierra. En tu viaje imaginario, saliste de nuestro sistema solar. Visitaste estrellas. Cruzaste volando a toda velocidad la galaxia Vía Láctea. Seguiste hasta la siguiente galaxia. Hasta detuviste la mirada más lejos hacia el exterior, observando miles de millones de galaxias. Hasta intentaste entender nuestro universo. Puedes regresar al universo cada noche. Solo mira hacia arriba al estrellado cielo nocturno. La luz de las estrellas distantes te guiará. Tu imaginación te llevará hacia el gran espacio exterior cúmulos espacio exterior estrellas grupos de objetos similares y cercanos (pág. 11) áreas abiertas entre los cuerpos sólidos del universo más allá de nuestro sistema solar (pág. 4) cuerpos del espacio exterior, compuestos de gases calientes, que brillan en el cielo nocturno (pág. 4)

13 exoplanetas galaxias luminosidad todos los planetas que existen fuera de nuestro sistema solar (pág. 16) grandes conjuntos de planetas, gas, polvo y millones o miles de millones de estrellas, unidos entre sí por la gravedad (pág. 4) medida de la cantidad de radiación o luz reflejada que despide una estrella u otro objeto celestial; brillo (pág. 9) telescopios teoría del big bang constelaciones, 8 instrumentos que se usan para hacer que objetos distantes parezcan más cercanos (pág. 5) teoría que sugiere que el universo comenzó con una sola explosión enorme y continúa expandiéndose (pág. 20) Índice nebulosa orbitar sistema solar supernova región o nube de polvo y gas interestelares que se ve como un área brillante u oscura (pág. 12) girar alrededor de otro objeto (pág. 4) una estrella y los cuerpos celestiales que giran a su alrededor; un sistema planetario (pág. 4) explosión mortal de una estrella enorme, que da como resultado un aumento intenso del brillo, seguido por un desvanecimiento gradual (pág. 13) estrella (ciclos de vida), 12, 13 estrellas (tipos), 9, 10 exploración espacial (historia), 5, 6 galaxias (tipos), 18 gravedad, 13, 14, 16, 17 titilar, 11 universo, 6, 7, 13, 17, 20, 21 Vía Láctea (galaxia), 3, 17, 18, 21 viento solar, 7 Voyager,

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