Fisca Del Universo

TRABAJO FINAL. Unidad 4

27/11/2012

Alumno:

Física del Universo

Profesor: Zerpa, Santos Orlando

Profesorado del III Ciclo de la EGB y

Educación Polimodal de la Física

IFD N 5 “José Eugenio Tello”

TEMARIO

Las Estrellas:

Agrupaciones Estelares.

Espectros.

Propiedades.

Diagrama de Hertzprung-Russell.

Relación entre masa y luminosidad de las estrellas.

Tiempo de vida de una estrella en la secuencia principal.

Interpretación del diagrama de Hertzprung-Russell.

Ley de Stefan-Boltzman.

Límite de Eddington.

HISTORIA

Desde tiempos antiguos las estrellas estuvieron relacionadas a lo divino, lo mágico, lo sobrenatural. Muchos creían que los Dioses hablaban por medio de las estrellas, y que dejaban mensajes escritos en el cielo, también se creía que en el cielo se encuentra escrito el pasado, el presente y el futuro. Tal es así que aún hoy persiste este concepto y da lugar a la astrología, la cual estudia los emplazamientos planetarios en el momento del nacimiento y el influjo de los astros durante la vida cotidiana de cada individuo. Por otro lado la astronomía estudia los cuerpos celestes del universo desde el punto de vista científico.

En una noche clara se observan las estrellas con nitidez y, debido a nuestra naturaleza psicológica podemos encontrar que forman determinadas figuras, cuando esas figuras son acordadas por todos las llamamos "constelaciones", estas varían de cultura a cultura, y por lo general sirven para localizar más fácilmente la posición de los astros. En total, hay 88 agrupaciones de estrellas que aparecen en la esfera celeste y que toman su nombre de figuras religiosas o mitológicas, animales u objetos. Los dibujos de constelaciones más antiguos que se conocen señalan que las constelaciones ya habían sido establecidas el 4000 a.C. Los sumerios le dieron el nombre a la constelación Acuario, en honor a su dios An, que derrama el agua de la inmortalidad sobre la Tierra. Los babilonios ya habían dividido el zodíaco en 12 signos iguales hacia el 450 a.C.

Las actuales constelaciones del hemisferio norte se diferencian poco de las que conocían los caldeos y los antiguos egipcios. Homero y Hesíodo mencionaron las constelaciones y el poeta griego Arato de Soli, dio una descripción en verso de 44 constelaciones en su Phaenomena. Tolomeo, astrónomo y matemático griego, en el Almagesto, describió 48 constelaciones, de las cuales, 47 se siguen conociendo por el mismo nombre. Muchas otras culturas agruparon las estrellas en constelaciones, aunque no siempre se corresponden con las de Occidente. Sin embargo, algunas constelaciones chinas se parecen a las occidentales, lo que induce a pensar en la posibilidad de un origen común.

A finales del siglo XVI, los primeros exploradores europeos de los mares del Sur trazaron mapas del hemisferio austral. El navegante holandés Pieter Dirckz Keyser, que participó en la exploración de las Indias orientales en 1595 añadió nuevas constelaciones. Más tarde fueron añadidas otras constelaciones del hemisferio sur por el astrónomo alemán Johann Bayer, que publicó el primer atlas celeste extenso. Muchos otros propusieron nuevas constelaciones, pero los astrónomos acordaron finalmente una lista de 88. No obstante, los límites de las constelaciones siguieron siendo tema de discusión hasta 1930, cuando la Unión Astronómica Internacional fijó dichos límites.

Para designar las aproximadamente 1.300 estrellas brillantes, se utiliza el genitivo del nombre de las constelaciones, precedido por una letra griega; este sistema fue introducido por Johann Bayer. Por ejemplo, a la famosa estrella Algol, en la constelación Perseo, se le llama Beta Persei. Entre las constelaciones más conocidas se hallan las que se encuentran en el plano de la órbita de la Tierra sobre el fondo de las estrellas fijas: Las constelaciones del Zodíaco. Además de estas, algunas muy conocidas son la Cruz del Sur, visible desde el hemisferio Sur, y la Osa Mayor, visible desde el hemisferio Norte. Estas y otras constelaciones permiten ubicar la posición de importantes puntos de referencia como, por ejemplo, los polos celestes. La mayor constelación de la esfera celeste es la de Hydra, que contiene 68 estrellas visibles a simple vista. La Cruz del Sur, por su parte, es la constelación más pequeña.

DEFINICION DE ESTRELLA

Una estrella es un gran cuerpo celeste compuesto de gases calientes que emiten radiación electromagnética, en especial luz, como resultado de las reacciones nucleares que tienen lugar en su interior. Se trata de una esfera de plasma que mantiene su forma gracias a un equilibrio de fuerzas denominado equilibrio hidrostático. El equilibrio se produce esencialmente entre la fuerza de gravedad, que empuja la materia hacia el centro de la estrella, y la presión que ejerce el plasma hacia fuera, que, tal como sucede en un gas, tiende a expandirlo. La presión hacia fuera depende de la temperatura, que en un caso típico como el del Sol se mantiene con la energía producida en el interior de la estrella. Este equilibrio seguirá esencialmente igual en la medida de que la estrella mantenga el mismo ritmo de producción energética. Sin embargo, este ritmo cambia a lo largo del tiempo, generando variaciones en las propiedades físicas globales del astro que constituyen la evolución de la estrella

El número de estrellas visibles a simple vista desde la Tierra se ha calculado en un total de 8.000, de las cuales 4.000 están en el hemisferio norte del cielo y 4.000 en el hemisferio sur. En cualquier momento durante la noche, en ambos hemisferios sólo son visibles unas 2.000 estrellas. A las demás las ocultan la neblina atmosférica, sobre todo cerca del horizonte, y la pálida luz del cielo. Los astrónomos han calculado que el número de estrellas de la Vía Láctea, la galaxia la que pertenece el Sol, asciende a cientos de miles de millones. A su vez, la Vía Láctea sólo es una de los varios cientos de millones de galaxias visibles mediante los potentes telescopios modernos. Las estrellas individuales visibles en el cielo son las que están más cerca del sistema solar en la Vía Láctea.

La estrella más cercana a nuestro sistema solar es Próxima Centauri, uno de los componentes de la estrella triple Alpha Centauri, que está a unos 40 billones de kilómetro de la Tierra. En términos de velocidad de la luz, patrón utilizado por los astrónomos para expresar la distancia, este sistema de estrella triple está a unos 4,29 años luz; la luz, que viaja a unos 300.000 km/s, tarda más de cuatro años y tres meses en llegar desde esta estrella hasta la Tierra.

PROPIEDADES DE LAS ESTRELLAS

Las estrellas del cielo nocturno varían mucho en brillo y color. Como el color de cualquier objeto radiante depende de su temperatura, esa sola información nos permite calcular lo caliente que es la estrella. Igual que una bola de metal calentada en un horno se pone roja primero, amarilla luego y blanca más tarde y, por fin, azul, las estrellas azules resultan ser más calientes que las rojas.

El brillo es una característica más compleja, pues no sólo depende de la energía intrínseca de la estrella (lo que suele denominarse su «luminosidad»), sino también de la distancia a la que está de la Tierra, puesto que la estrella irradia una cantidad limitada de energía, que se esparce a una región más y más grande de espacio conforme aumenta la distancia. Las estrellas están demasiado lejos para utilizar los sistemas convencionales de medición de las distancias, por lo que los astrónomos emplean diversos métodos, según su lejanía. El primero de ellos, útil para las estrellas cercanas, sobre todo, es el llamado «paralaje estelar». El paralaje es la ilusión de que un objeto se ha movido; se crea cuando se observa un objeto desde dos puntos distintos contra un fondo más lejano. Cuanto mayor es la distancia entre los dos puntos de observación, mayor es el movimiento aparente del objeto y más fácil resulta medir la distancia. Por fortuna, para medir el efecto no necesitamos cambiar de ubicación nuestro observatorio, puesto que la órbita anual de la Tierra en torno al Sol nos lleva al otro extremo de un círculo de 300 millones de kilómetros de diámetro cada seis meses.

Armados con la información del paralaje, es relativamente sencillo determinar la luminosidad de una estrella por su «magnitud aparente» en los cielos terrestres. Esto empieza a revelar patrones que, hoy, permiten a los astrónomos calcular el brillo de una estrella sólo por las cualidades de su luz mediante la espectroscopia.

Más difícil resulta la medición directa de la masa de una estrella, pero las órbitas de las estrellas dobles y múltiples permiten determinar sus masas relativas. Con esta información, se puede observar como las diferencias de masa han afectado a la evolución de diversas estrellas que se han formado al mismo tiempo, a partir del mismo material. La masa que adquiere una estrella resulta un factor decisivo que determina como desarrollará su vida y como morirá.

Además las estrellas son objetos de masas enormes comprendidas entre 0,08 y 120-200 masas solares (Msol). Los objetos de masa inferior se llaman enanas marrones mientras que las estrellas de masa superior parecen no existir debido al límite de Eddington. Su luminosidad también tiene un rango muy amplio que abarca entre una diezmilésima parte y tres millones de veces la luminosidad del Sol. El radio, la temperatura y la luminosidad de una estrella se pueden relacionar mediante su aproximación

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