Curso TericoPractico de Astronoma y Observacin

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Curso Teórico/Practico de Astronomía y
Observación

• Sesión 1
• Astronomía Básica

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Qué es la Astronomía?

• Etimologicamente, del griego, es la ley de las
  estrellas.
• En la actualidad, la Astronomía o Astrofísica, es
  la ciencia que estudia la estructura, origen y
  evolución de todos los objetos celestes.
• Con excepción de algunos objetos del Sistema
  Solar, la información se obtiene únicamente de la
  radiación electromagnética (desde rayos gama
  hasta ondas de radio) y de los rayos cósmicos
  (partículas relativistas) que recibimos.

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Evolución

• La astronomía ha sido desarrollada por el ser
  humano desde la antigüedad y todas las
  civilizaciones han contribuido a este
  conocimiento. Aristóteles, Ptolomeo, Copérnico,
  Tycho Brahe, Kepler, Galileo, Newton y Einstein
  son algunos de sus personajes más famosos.

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La Ciencia de los Aficionados

• La astronomía es una de las pocas ciencias en la
  que los aficionados aún pueden jugar un papel muy
  activo e importante, especialmente en el
  descubrimiento de supernovas, asteroides y
  cometas, así como en el seguimiento de fenómenos
  como curvas de luz de estrellas variables.

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Astrología vs Astronomía

• No debe confundirse la Astronomía con la
  Astrología.
• Aunque ambos campos comparten un origen común,
  sus objetivos actuales son muy diferentes.
• Los astrónomos estudian las propiedades físicas
  de los objetos que pueblan el Universo, mientras
  que los astrólogos se ocupan de la supuesta
  influencia de los cuerpos del Sistema Solar,
  incluyendo los eclipses y las conjunciones, en la
  vida de los seres humanos.

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Astrología vs Astronomía

• La Astrología es un conjunto de creencias muy
  antiguas que intenta asociar los fenómenos
  celestes con la personalidad de individuos y con
  los eventos que ocurren en la Tierra.
• Se mezclan viejos metodos de adivinación con las
  efemerides de objetos visibles a simple vista,
  pero no toman en cuenta conceptos como la
  precesión del eje polar.
• Para evitar la confusión, muy usual, entre las
  palabras astronomía y astrología quizá es mejor
  usar el término ASTROFISICA.

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Que es el Universo?

• TODO

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Cosmología

• La Cosmología estudia la historia del Universo
  desde su nacimiento.
• La Cosmología Física comprende el estudio del
  origen, la evolución y el destino del Universo
  utilizando las herramientas nos da la Física
  moderna. Se desarrolló desde la primera mitad del
  siglo XX, como consecuencia del descubrimiento
  del corrimiento al rojo de las galaxias y de la
  creación de la Física Relativista y la Mecánica
  Cuántica.

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Cosmología

• El Universo es todo lo que existe, pero el
  Universo Visible es la parte que podemos ver.
• De la transparencia anterior, sólo podemos
  observar las fases posteriores a la número 5, que
  es cuando el Universo se vuelve transparente y se
  genera la famosa radiacion de 3 grados Kelvin.
• Todo lo anterior es imposible de observar
  directamente y sólo se puede inferir con el uso
  de las herramientas que nos da la Fisica moderna
  (Relatividad, Electrodinámica, Cuántica y
  Mecánica Estadistica).

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Hablemos del Universo Visible

• Demos un paseo astronómico de menor a mayor
  tamaño
• Nos moveremos de las estructuras pequeñas, como
  nuestro Sistema Solar, hasta llegar a las
  macroestructuras de cúmulos de galaxias.
• Iniciaremos el viaje desde lo mas cercano, a 1
  segundo luz, hasta los confines del Universo
  visible a 13 000 millones de años luz.

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Formación del Sistema Solar

• El Sistema Solar nació como cualquier otra
  estrella, de una nube interestelar que se contrae
  y forma un disco en rotación.
• De los residuos se formaron los planetas, los
  asteroides y cometas.
• El Sol ha vivido unos 4500 millones de años y
  está a la mitad de su vida.

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Planetas, Lunas, Cometas, Asteroides y Planetoides

• Planetas se dividen en
• Rocosos o Interiores Mercurio, Venus, Tierra y
  Marte
• Gaseosos o Exteriores Júpiter, Saturno, Urano y
  Neptuno
• Planetoides, o planetas enanos, son cuerpos
  redondos más pequeños que los planetas.
• Cometas y asteroides.
• Todos tienen orbitas elípticas alrededor del Sol.

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Tamaños Comparativos
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Que es una estrella ?

• Las estrellas son inmensas bolas de gas
  quemándose muy lejos de nosotros
• Pumba

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Concepto Estrella

• Una esfera de gas (de Hidrogeno y Helio
  principalmente), autogravitante y aislada en el
  espacio, que produce energía en su interior
  mediante la fusión nuclear, la cual es
  transportada a su superficie e irradiada desde
  allí al espacio, en todas direcciones.

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Brillo y Soporte

• Su brillo se debe a las reacciones de Fusión
  Nuclear, que transforman el Hidrogeno en Helio.
• La autogravedad tiende a contraerla pero la
  presión térmica la expande, logrando con ello un
  equilibrio que perdura millones de años, donde la
  estrella quema su combustible a un ritmo definido
  por el equilibrio.
• La gravedad es una fuerza generada por la masa de
  cualquier objeto sea un átomo o una galaxia.

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Transporte de Energía

• La energía producida en el núcleo es transportada
  hacia la superficie por alguno de 3 procesos
• Convectivo
• Conductivo
• Radiativo

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Diagrama H-R

• Las estrellas se catalogan por su luminosidad y
  tamaño.
• La relación donde se acomodan los diferentes
  tipos de estrellas durante el quemado de
  Hidrógeno se le llama secuencia principal.
• Luego evolucionan hasta morir.

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Sistemas Estelares Dobles

• Todas las estrellas nacen en grupos y forman
  cúmulos numerosos.
• Cuando los grupos se disgregan, se forman
  sistemas múltiples con 2 o mas estrellas ligadas
  gravitacionalmente.

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Sistemas Estelares Múltiples

• Los sistemas múltiples son bastante usuales.
• Un ejemplo fácil de ver es la Doble-Doble de la
  constelación de la Lira, donde un sistema doble
  gira en torno a otro idéntico.

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Sistema cuádruple Epsilon Lira

• Este sistema es fácilmente visible con
  telescopios de aficionado de 4.5 pulgadas o
  mayores.

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Cúmulos Estelares

• Los grupos densos de estrellas recién formadas se
  expanden y algunos duran poco tiempo unidos.
• Se catalogan de acuerdo a su numero y duración
  en
• Cúmulos Abiertos
• Cúmulos Globulares

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Cúmulos Abiertos

• Decenas a miles de estrellas
• Diversos tipos estelares, con un buen número de
  estrellas azules (masivas)
• Vida relativamente corta
• Formas irregulares
• Concentrados en los brazos espirales.
• Muchos aun poseen nebulosas asociadas.

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Cúmulos Globulares

• 100 000 a millones de estrellas.
• Muy Compactos.
• Estrellas amarillas
• Muy viejos
• Distribuidos en las zonas externas de la Galaxia,
  formando un halo.

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Nebulosas

• Las nebulosas son nubes gaseosas exitadas por
  estrellas.
• Dependiendo del tipo, muestran la población de
  estrellas recién formadas o las etapas finales de
  una estrella.
• Son un buen indicador de la evolución de las
  galaxias.

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Tipos de Nebulosas

• En general, están conformadas por un promedio de
  1 a 10000 átomos de gas por centímetro cúbico y
  también tienen partículas de polvo. Se ubican en
  el disco de las galaxias y se clasifican
• Nebulosas de emisión
• Nebulosas de reflexión
• A su vez, las de emisión se dividen en
• Regiones HII
• Nebulosas planetarias
• Átomos H, He, C, N, O, Na, Ca, FeMoléculas
  más de 100 son conocidas - H2, CO, CO2, CH, H2O,
  NH3, C2, etc

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Nebulosas de Emisión

• Regiones H II, de Hidrógeno una vez ionizado
• Fotoionizadas por estrellas jóvenes, masivas y
  calientes (mas tempranas que B1, como Orión)
• Muchos iones en emisión (H II, He II, O III, N
  III, etc).
• Con unos 8 000 K.

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Nebulosas de Emisión

• Nebulosas Planetarias
• Fotoionizadas por estrellas viejas, poco masivas
  pero calientes (enanas blancas)
• Gas eyectado por la misma estrella
• Muchos iones en emisión (H II, He III, O IV, N
  IV, etc).
• Con unos 10 000 K.

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Nebulosas de Reflexión

• Excitadas por estrellas jóvenes y brillantes,
  pero sin radiacion ionizante.
• El polvo interestelar simplemente refleja la luz
  de las estrellas.
• La mayor parte de la nube materna ha sido
  dispersada y el grupo estelar jóven es fácilmente
  observable.

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Nubes Oscuras

• Aparecen como manchas oscuras donde aparentemente
  no hay estrellas.
• Lo que ocurre es que el polvo de una nube fría
  bloquea la luz de las estrellas de fondo.
• Son invisibles en el visible, pero emiten en el
  Infrarrojo.

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Galaxias

• Las galaxias son grandes conglomerados de
  estrellas, gas y polvo.
• La distancia entre galaxia y galaxia es
  típicamente de millones de años-luz, salvo en los
  casos en que haya interacción entre 2 o mas
  galaxias.

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Tipos de Galaxias

• Las galaxias se clasifican principalmente por sus
  formas y tamaños.
• La clasificación se basa en la definición
  morfológica hecha por Hubble.
• Galaxias Espirales
• Galaxias Elípticas
• Galaxias Irregulares

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Tipos de Galaxias
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Cúmulos de Galaxias

• Los distintos agregados de galaxias que conforman
  el universo se llaman grupos, cúmulos y
  supercúmulos según su tamaño y número de galaxias
  que contienen. Van desde pequeños grupos con un
  decena de galaxias hasta grandes cúmulos de miles
  de galaxias.
• Los supercúmulos son las estructuras más
  complejas, formadas por centenares o miles de
  cúmulos galácticos, interaccionando
  gravitatoriamente entre sí.

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Supercumulo de Galaxias
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Cuásares

• Un cuásar ó quásar (acrónimo en inglés de
  QUASi-stellAR radio source) es una fuente de
  energía con una apariencia casi estelar pero
  emitiendo fuertemente en radio.
• El consenso actual es que estos objetos están muy
  lejos, son extremadamente luminosos y muy
  compactos.
• Son núcleos de galaxias jóvenes y activas, con un
  agujero negro muy masivo.
• Algunos están a muchos miles de millones de años
  luz de distancia

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Agujeros Negros

• Es una gigantesca concentración de material en un
  espacio muy reducido.
• Su fuerza de gravedad es tan alta que nada escapa
  de sus cercanías, ni siquiera la luz (fotones).
• Sin embargo, atrapa todo lo que está en su
  cercanía, formando un disco donde el material
  gira rápidamente antes de caer al agujero negro y
  lanza chorros (jets) de partículas de altas
  energías por los polos.

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Un paseo visual por algunos objetos interesantes

• Actividad Anota en tu cuaderno que tipo de
  objeto estas viendo en la pantalla, al finalizar,
  formen equipos y comenten sobre los objetos que
  mas interés les despertaron.

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Actividad Grupal

• Formen equipos de 5 a 7 personas y seleccionen un
  tipo de objeto del cual quieran discutir.
• Usando sus manuales, lean sobre el objeto
  seleccionado y anoten preguntas sobre ese tema.
• Al finalizar, los instructores comentarán con
  todo el grupo las soluciones.

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Actividad para Casa

• Realiza tu primera observación astronómica
• Selecciona una área del cielo a observar, puede
  ser al Norte, al Sur, al Este u Oeste.
• En una hoja de cuaderno dibuja las estrellas que
  puedes ver hacia esa dirección.
• Si vez color, forma o brillo, anótalo.
• En la siguiente sesión usando Stellarium
  identificaremos los objetos dibujados.

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• Fin de la primera sesión
• Curso de Capacitación
• Noche de las estrellas 2010
• Diseño y elaboración
• Planetarium Torreón 2009
• Ing. Eduardo Hernández C
• Revisión
• D r. José Franco
• C. Enrique Anzures
• Instituto de Astronomía UNAM

Parque Las Etnias Torreón, Coahuila,
México info_at_planetariumtorreon.com