LOS ASTROS ERRANTES. El camino de los planetas

Transcripción

1 LOS ASTROS ERRANTES El camino de los planetas

2 Esto es que Saturno, para mi gran asombro, he observado que no es una estrella sino 3 unidades, casi tocándose. Galileo Galileo Carta a Juliano de Medici (13/11/1610) Los Astros errantes Mayo de 2012 Imagen de la portada: Marte entre Virgo y Leo. Fotografía tomada el día 22 de Enero de Cámara Canon EOS 110 D focal de 200 mm F/5,6 y 54 s de exposición a ISO 800 2

3 ÍNDICE 1. Introducción. Modelos de Sistema Solar 1.1. Ptolomeo :...: Pág Copérnico :...: Pág Tycho Brahe :...: Pág Kepler :...: Pág 7 2. Objetivos del trabajo :...: Pág 8 3. Marte 3.1. Características orbitales :...: Pág Oposición de 2012 :...: Pág 9 4. Saturno 4.1. Características orbitales :...: Pág Oposición de 2012 :...: Pág 13 3

4 1. INTRODUCCIÓN. MODELOS DEL SISTEMA SOLAR Los planetas siempre han llamado la atención de los hombres desde que empezaron a fijarse en el cielo. Todas las estrellas permanecían fijas mientras que éstos se movían entre ellos describiendo extrañas figuras. Pronto se les asoció a dioses que erraban por el firmamento, entre las estrellas. Más adelante, a partir de la antigua Grecia, cuando se intentó explicar de forma científica los fenómenos naturales, se inició también el estudio del camino de los planetas en el cielo y esto dio origen a distintos modelos de Universo, que se fueron mejorando hasta descubrir el que explicaba perfectamente el camino de estos antiguos dioses errantes PTOLOMEO: Claudio Ptolomeo vivió y trabajo en Egipto. Fue astrólogo y astrónomo, actividades que en esa época estaban íntimamente ligadas. Fue uno de los astrónomos mas importantes a lo largo de 1400 años. Nació en el año 85 d.c en Egipto y murió en el año 168 d.c. Escribió el Almagesto que era el compendio del saber astronómico de la historia. Hizo el primer catálogo de estrellas, con más de 1000 astros registrados. 4

5 Modelo geocéntrico de Ptolomeo: Él pensaba que la tierra era el centro del universo y que los otros planetas giraban alrededor de ella haciendo epiciclos (círculos sobre las órbitas circulares) y el sol y la luna giraban también alrededor de la Tierra, pero esta teoría era falsa 1. Figura 1: Modelo de Ptolomeo 1.2. NICOLÁS COPÉRNICO: Nacido en Torun, Prusia el 19 de febrero de 1473 y murió en Frombork, Prusia, Polonia el 24 de mayo de Fue un astrónomo polaco que enunció la teoría heliocéntrica del sistema solar. Copérnico fue matemático, astrónomo, jurista, físico, clérigo católico... La teoría de Copérnico decía que La Tierra no era el centro del Universo sino que lo era el Sol. Mucha gente le quiso matar por esta teoría y por eso Copérnico decidió escribir un libro en el que lo explicaba todo. Este libro lo publicó justo antes de su muerte. Fue su gran obra y se tituló De Revolutionibus Orbium Coelestium, donde se estableció su teoría heliocéntrica Figura 2: Modelo heliocéntrico de Copérnico 5

6 Modelo heliocéntrico de Copérnico 1 : 1. El Sol está inmóvil en el centro del sistema 2. La Tierra tiene dos movimientos: el de rotación, sobre si misma, y el de traslación, alrededor del Sol 3. La luna gira en torno a la Tierra 4. Los planetas giran en torno al Sol a distintas distancias 5. La esfera de las estrellas es inmóvil y está a mucha distancia 1.3. TYCHO BRAHE Tycho Brahe fue el gran observador del cielo del siglo XVI. Nación en Dinamarca en 1546 y consiguió medir la posición de las estrellas y los planetas con una precisión que nunca se había conseguido antes. Posteriormente Kepler se basaría en sus medidas para establecer sus 3 leyes. Modelo tychónico Figura 3: Modelo del universo de Tycho Brahe Tycho comprobó que el modelo de Copérnico, aunque mejor que el de Ptolomeo, todavía no explicaba correctamente el movimiento de los planetas. Elaboró su propio modelo, con la Tierra en el centro, la Luna, el Sol y las estrellas girando alrededor de la Tierra y los planetas girando alrededor del Sol. No obstante, el mismo era consciente de que su propuesta era incorrecta. 6

7 1.4. KEPLER Nacido en Weil der Sradt, Alemania el 27 de diciembre de 1571 y murió en Ratisbona, Alemania, el 15 de noviembre de Fue una pieza clave en la revolución científica como matemático y astrónomo. Fue colaborador de Tycho Brahe, a quien sustituyo como matemático imperial tras su muerte. Esta colaboración le permitió estudiar las mediciones muy precisas realizadas por Tycho Junto a Galileo Galileo se les considera los creadores de la astronomía moderna, Galileo a nivel experimental y Kepler teórico. En 1609, año en que Galileo creó su primer telescopio, Kepler publicó su libro Astronomia Nova donde enunció sus dos primeras leyes en las que se determinaba exactamente como funcionaban los planetas. Este trabajo lo completó en 1618 con su tercera ley Fundamentalmente, Kepler estudió el movimiento de los planetas en su órbita alrededor del sol. Su trabajo se resume en 3 leyes 1 : 1. Los planetas tienen movimientos elípticos alrededor del Sol, estando éste situado en uno de los 2 focos que contiene la elipse. 2. Las áreas barridas por los radios de los planetas, son proporcionales al tiempo empleado por estos en recorrer el perímetro de dichas áreas. 3. El cuadrado de los períodos de la orbita de los planetas es proporcional al cubo de la distancia promedio al Sol. Figura 4: Esquema de las órbitas de los planetas alrededor de Sol. Según la segunda ley el area que hay entre cada dos líneas consecutivas es igual en todas las partes de la órbita. 7

8 2. OBJETIVOS DEL TRABAJO Este trabajo plantea varios objetivos. El primero es iniciarnos en un conocimiento algo más profundo del Sistema Solar, en los atlas celestes, en el uso de las coordenadas, en los grandes científicos que han hecho posible conocer el Universo como es. Un segundo y no menos importante objetivo es generar un material educativo que se pueda utilizar en el aula para explicar cuestiones de Astronomía que a veces resultan algo difíciles de comprender. Por último, también ha sido la intención de los autores el disfrutar desarrollando este proyecto. 8

9 3. MARTE 2.1. CARACTERÍSTICAS ORBITALES Marte es el cuarto planeta del Sistema Solar y se encuentra entre la Tierra y el cinturón de Asteroides. Su periodo de rotación es de 24 horas 37 minutos y 23 segundos. Su día sideral es ligeramente superior de 24 horas 39 minutos y 35 segundos 2. Como podemos comprobar el día marciano es muy parecido al terrestre, cuyo periodo orbital es de 24 horas. El radio medio de la órbita de Marte es de km, que supone un 50 % más alejado que la Tierra, cuyo radio orbital medio es algo menor de km. La velocidad orbital media de Marte se puede obtener dividiendo el camino que recorre en su órbita, entre el tiempo que tarda en hacerlo, el periodo orbital, 779,96días para obtener un valor medio de 24,07 km/s. Marte, en su órbita ha capturado dos satélites llamados Probos y Deimos, dos pequeños cuerpos de 22,2 y 12,6 km respectivamente. Se trata de dos asteroides capturados por la gravedad del planeta que pasan a una distancia Marte de 9377 y km respectivamente OPOSICIÓN 2012 Aproximadamente cada dos años Marte se encuentra en oposición respecto a la Tierra. La oposición se produce cuando el Sol, la Tierra y Marte se encuentran alineados y es el momento en que la Tierra adelanta a Marte en su movimiento orbital. En la figura 5 se puede observar el camino que recorre el planeta cada mes y como la Tierra adelanta a Marte en el momento de la oposición. 9

10 Figura 5: Posiciones de la Tierra y de Marte antes y después de la oposición. En el momento de la oposición es cuando la Tierra adelanta a Marte El movimiento relativo de los dos planetas es el que provoca el camino aparente de Marte en el cielo. Junto a este documento, se ha realizado un vídeo explicativo donde se puede apreciar la perspectiva del planeta rojo visto desde la Tierra y como la línea de visión parece describir el movimiento retrógrado tan característico de los planetas El resultado en el cielo es el movimiento de retroceso que se observa en el planeta. En la figura 6 podemos apreciar como Marte se desplaza entre las constelaciones de Leo y Virgo. Los datos de la posición de Marte se han obtenido de la aplicación Stellarium 3. El movimiento 10

11 completo tiene una amplitud de algo más de 1 hora (15º) en A.R. y otros 9º en declinación, es decir, un tamaño casi tan grande como la propia constelación de Virgo Figura 6: Camino de Marte en la oposición de 2012 entre Leo y Marte. Las coordenadas que aparecen corresponden a la Ascensión Recta (eje horizontal) y la Declinación (eje vertical) La Figura 7 es una fotografía tomada la noche del día 18 de Febrero de la constelación de Leo en la que puede apreciarse Marte. La imagen se tomó con una cámara Canon EOS 1100 D y un ocular de 18mm de focal a f/ 3,5. Se puede apreciar Marte (el punto más rojizo en la parte inferior izquierda) entre Denébola, Chertan y la ν de Virgo ocupando la posición asignada en el atlas el día de la captura, el 18 de Febrero de

12 Figura 6: Marte (Punto más brillante en la parte inferior izquierda) en la Constelación de Leo. La imagen fue tomada el 18/02/2012 a las 0:31 horas 12

13 4. SATURNO 2.1. CARACTERÍSTICAS ORBITALES Saturno es el sexto planeta del sistema solar, situado entre Júpiter y Urano. Es el segundo planeta en tamaño y masa después de Júpiter. Es el único planeta del Sistema Solar con anillos visibles. Su periodo de rotación es de 10h 13mn y 59s en el ecuador 2. Su radio orbital medio es de km. que equivale a 9,53 U.A. Su periodo orbital es 29 años 167 días y 6,7 horas. Eso quiere decir que en 1 año, Saturno recorre aproximadamente 12º de su órbita que es el camino que la Tierra recorre en 12 días Saturno, además de sus espectaculares anillos cuenta con varios satélites. Los más importantes son Mimas, Encélado, Tetis, Dione, Rea, Titán, Hyperion, Japeto y Febe. Además tiene otros satélites menores aunque el número total es incierto. El más conocido de todos ellos es Titán, el único satélite de Sistema Solar con atmósfera y casi tan grande como la Tierra OPOSICIÓN 2012 La diferencia entre los periodos orbitales de Saturno y la Tierra provoca que la Tierra adelante a Saturno prácticamente cada año, ya que mientras que la Tierra da una vuelta completa al Sol, Saturno apenas avanza 12º, por lo que la Tierra vuelve a adelantarlo un 1 año y doce días (aproximadamente) después de la anterior oposición. Este año la oposición ha sido el día 15 de Abril. El hecho de que Saturno se desplace tan poco mientras que la Tierra lo adelanta, unido a la gran diferencia entre los radios de las órbitas de los dos planetas, provoca que el movimiento aparente de Saturno en el cielo sea mucho menor que el de Marte. (Figura 7) 13

14 Figura 7: La Tierra adelanta a Saturno en su órbita En esta oposición de 2012, Saturno realiza su movimiento retrógrado en la constelación de Virgo, cerca de su estrella principal: α Vir, Spica. Este movimiento tiene la misma explicación que la referida a Marte. Como se ha explicado antes, la trayectoria de Saturno describe un movimiento mucho menor que Marte. En la figura 8 se puede observar el camino que recorre con los datos que se han obtenido del atlas celeste Stellarium. Pese a que la órbita de Saturno es unas 6 veces mayor que la órbita de Marte, la amplitud del movimiento retrógado es de unos 25 minutos en Ascensión Recta (unos 6º) y algo más de 2º en declinación. 14

15 Figura 8: Desplazamiento de Saturno en su oposición de 2012 junto a la constelación de Virgo. Datos obtenidos de la aplicación Stellarium La figura 9 es una fotografía de Saturno en la constelación de Virgo, tomada el día 9 de Abril y se puede apreciar el planeta junto a Spica (los dos puntos más brillantes). Esta imagen se capturó con una cámara Canon EOS 1100D, con una focal de 36 mm a f/4,5, sensibilidad ISO 1600 y una exposición de 25 s. Los últimos retoques se realizaron con Gimp. 15

16 Figura 9: Saturno en la constelación de Virgo. Los dos puntos más brillantes, en la parte inferior izquierda de la imagen son Spica (derecha) y Saturno (junto al borde). Imagen capturada el día Por último, esa misma noche se realizaron más fotografías de Saturno acoplando la cámara de fotos al telescopio del Instituto a foco primario. En primer lugar, en la figura 10, se puede observar a Saturno, saturado, junto a varios de sus satélites. En el detalle aparecen 16

17 indicados algunos de ellos. Por último, en el otro detalle, otra imagen de Saturno a través del telescopio, esta vez con mucha menos exposición para apreciar los anillos con más claridad. Figura 10: Imagen de Saturno a través de un telescopio Newtoniano de 1000 mm de focal. En uno de los detalles aparecen los satélites de Saturno y en el otro es otra toma con menor exposición para apreciar mejor los anillos 17

18 Referencias 1. Balibre S.; Reyes M.; Vilchez J.M.; Alvárez A.; Saez A.; Física y Química de 4º de ESO; (2008) Ed. Anaya ISBN Wikipedia 3. Atlas celeste Stellarium. Softwar libre: 18