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Astronomía, que etimologicamente significa "ley de las estrellas" con origen griego: (άστρο + νόμος)pueblos que creían existir un ensinamento venido de las estrellas, es hoy una ciencia que se abre en un abanico de categorías complementarias a los intereses de la física, de la matemática y de la biología. Envuelve diversas observaciones buscando respuestas a los fenómenos físicos que ocurren dentro y fuera de la Tierra así como en su atmósfera y estudia los orígenes, evolución y propiedades físicas y químicas de todos los objetos que pueden ser observados en el cielo (y están además de la Tierra), así como todos los procesos que los envuelven. Observaciones astronômicas no son relevantes sólo para la astronomía, pero también suministran informaciones esenciales para la verificación de teorías fundamentales de la física, tales como la teoría de la relatividade general.
El origen de la astronomía se basa en la antigua (hoy considerada pseudociência) astrologia, practicada desde tiempos remotos. Todos los pueblos desarrollaron, al observar el cielo, uno u otro tipo de calendario , para medir las variaciones del clima en el transcurrir del año. La función primordial de estos calendarios era prever eventos cíclicos de los cuales dependía la supervivencia humana, como la llegada de las lluvias o del frío. Ese conocimiento empírico fue la base de clasificaciones variadas de los cuerpos celestes. Las primeras ideas de constelación surgieron de esa necesidad de acompañar el movimiento de los planetas contra un cuadro de referencia fijo.
La Astronomía es una de las pocas ciencias donde observadores independientes poseen un papel activo, especialmente en el descubrimiento y monitoração de fenómenos temporales. Muy aunque sea su origen, la astronomía no debe ser confundida con Astrologia, el segmento de un estudio teórico que asociaba los fenómenos celestes con las cosas en la tierra (mareas) , pero que se presenta se fallo al generalizar el comportamiento y el destino de la humanidad con las estrellas y planetas . Aunque los dos casos compartan un origen común, sus segmentos hoy son bastante diferentes; la astronomía incorpora el método científico y asocia observaciones científicas extraterrestres para confirmar algunas teorías terrenas (el hélio fue descubierto así), mientras la única base científica de la astrologia fue correlacionar la posición de los principales astros de la abóboda celeste (como el Sol y la Luna ) con algunos fenómenos terrestres, como el movimiento de las mareas, el clima o la alternância de estaciones.
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Historia
Ver artículo principal: En la parte inicial de su historia, la astronomía envolvió solamente la observación y la previsión de los movimientos de los objetos en el cielo que podían ser vistos a ojo desnudo. El Rigveda se refiere a los 27 asterismos o nakshatras asociados a los movimientos del Sol y también a la 12 divisiones zodiacais del cielo. Los antiguos griegos hicieron importantes contribuciones para la astronomía, entre ellas la definición de magnitud aparente. La Bíblia contiene un número de afirmaciones sobre la posición de la Tierra en el universo y sobre la naturaleza de las estrellas y de los planetas, la mayoría de las cuales son poéticas y no deben ser interpretadas literalmente; ver Cosmologia Bíblica. Los años 500, Aryabhata presentó un sistema matemático que consideraba que la Tierra rodaba en torno a su eje y que los planetas se desplazaban en relación al Sol.
El estudio de la astronomía casi paró durante la Edad Media, a la excepción del trabajo de los astrónomos árabes. A finales del siglo IX, el astrónomo árabe al-Farghani (Abu'l-Abbas Ahmad ibn Muhammad ibn Kathir al-Farghani) escribió extensivamente sobre el movimiento de los cuerpos celestes. El siglo XII, sus trabajos fueron traducidos para el latim, y se dice que Dante aprendió astronomía por los libros de al-Farghani.
A finales del Siglo X, un observatorio enorme fue construido cerca de Teherán , Irán, por el astrónomo al-Khujandi, que observó una serie de tráficos meridianos del Sol, que le permitió calcular la obliquidade de la eclíptica, también conocida como la inclinación del eje de la Tierra relativamente al Sol. Como se sabe hoy, la inclinación de la Tierra es de aproximadamente 23°34', y al-Khujandi la midió cómo siendo 23°32'19". Usando esta información, compiló también una lista de las latitudes y de las longitudes de ciudades principales.
Omar Khayyam (Ghiyath al-Din Abu'l-Fath Umar ibn Ibrahim al-Nisaburi al-Khayyami) fue un gran científico, filósofo y poeta persa que vivió de 1048 a 1131 . Compiló muchas tablas astronômicas y ejecutó una reforma del calendario que era más exacto del que el Calendario Juliano y se aproximaba del Calendario Gregoriano. Un hecho sorprendente era su cálculo del año como teniendo 365,24219858156 días, valor ese considerando la exactitud hasta la sexta casa decimal se comparado con los números de hoy, indica que en esos 1000 años puede haber habido algunas alteraciones en la órbita terrestre.
Durante el Renascimento, Copérnico propuso una plantilla heliocêntrico del Sistema Solar. El siglo XIII, el emperador Hulagu, nieto de Gengis Khan y un protector de las ciencias, había concedido al consejero Nasir El Din Tusi autorización para edificar un observatorio considerado sin equivalentes en la época. Entre los trabajos desarrollados en el observatorio de Maragheg y la obra "De Revolutionibus Orbium Caelestium" de Copérnico , hay algunas semejanzas que llevan los historiadores a admitir que este habría tomado conocimiento de los estudios de Tusi, a través de copias de trabajos de este existentes en Vaticano.
La plantilla heliocêntrico del Sistema Solar fue defendido, desarrollado y corregido por Galileu Galilei y Johannes Kepler. Kepler fue el primero a desarrollar un sistema que describiera correctamente los detalles del movimiento de los planetas con el Sol en el centro. Sin embargo, Kepler no comprendió los principios por detrás de las leyes que descubrió. Estos principios fueron descubiertos más tarde por Isaac Newton, que mostró que el movimiento de los planetas se podía explicar por la Ley de la gravitação universal y por las leyes de la dinámica.
Se constató que las estrellas son objetos muy distantes. Con el advento de la Espectroscopia se probó que son similares a nuestro propio Sol, pero con una gran variedad de temperaturas , masas y tamaños. La existencia de nuestra galáxia, la Vía Láctea, como un grupo separado de las estrellas fue probada solamente el siglo XX, así como la existencia de galáxias "externas", e inmediatamente después, la expansión del universo dada la recesión de la mayoría de las galáxias de nodos. La Cosmologia hizo avances enormes durante el siglo XX, con la plantilla del Big Bang fuertemente apoyado por las evidencias suministradas por la Astronomía y por la Física, tales como la radiação cósmica de micro-ondas de fondo, la Ley de Hubble y la abundancia cosmológica de los elementos.
Campos
Por tener un objeto de estudio tan vasto, la astronomía es dividida en muchas áreas. Una distinción principal es entre la astronomía teórica y la observacional . Observadores usan varios medios para obtener datos sobre diversos fenómenos, que son usados por los teóricos para crear y probar teorías y plantillas, para explicar observaciones y para prever nuevos resultados. El observador y el teórico no son necesariamente personas diferentes y, en vez de dos campos perfectamente delimitados, hay un continuo de científicos que ponen mayor o más pequeño ênfase en la observación o en la teoría.
Los campos de estudio pueden también ser categorizados cuánto:
- al asunto: en general en consonancia con la región del espacio (p.ej. Astronomía galáctica) o a los problemas por resolver (tales como formación de las estrellas o cosmologia ).
- a la forma como se obtiene la información (esencialmente, que rango del espectro eletromagnético es usada).
Mientras la primera división se aplica tanto a observadores como también a teóricos, la segunda se aplica a observadores, pues los teóricos intentan usar toda informacióndisponible, en todas las larguras de onda, y observadores frecuentemente observan en más de un rango del espectro.
Astronomía observacional
En la astronomía, la principal forma de obtener información es a través de la detección y análisis de la luz visible u otras regiones de la radiação eletromagnética. Pero la información es adquirida también por rayos cósmicos, neutrinos, y, en el futuro próximo, ondas gravitacionais (vea CONECTO y LISA ).
Una división tradicional de la astronomía es dada por el rango del espectro eletromagnético observado. Algunas partes del espectro pueden ser observadas de la superficie de la Tierra, mientras otras partes sólo son observabais de grandes altitudes o en el espacio.
Radioastronomia
La radioastronomia estudia la radiação con largura de onda mayor que aproximadamente 1 milímetro.[1] La radioastronomia es diferente de la mayoría de las otras formas de astronomía observacional por el hecho de las ondas de radio observabais puedan ser tratadas como ondas en vez de fótons discretos. Con eso, es relativamente más fácil de medir la amplitud y la fase de las ondas de radio.[1]
A pesar de algunas ondas de radio sean producidas por objetos astronômicos en la forma de radiação térmica, la mayor parte de las emisiones de radio que son observadas de la Tierra son vistas en la forma de radiação síncrotron, que es producida cuando electrones u otras partículas eléctricamente cargadas describen una trayectoria curva en un campo magnético.[1] Adicionalmente, diversas líneas espectrais producidas por gas interestelar, principalmente la línea espectral del hidrogênio de 21 cm, son observabais en la largura de onda de radio.[1][2]
Una gran variedad de objetos son observabais en la largura de onda de radio, incluyendo supernovas, gas interestelar, pulses y núcleos de galáxias activas.[1][2]
Astronomía infrarroja
La astronomía infrarroja aleación con la detección y análisis de la radiação infrarroja (larguras de onda mayores que la luz roja). Excepto por larguras de onda más próximas a la luz visible, la radiação infrarroja es en la mayor parte absorbida por la atmósfera, y la atmósfera produce emisión infrarroja en una cantidad significante. Consecuentemente, observatorios de infrarrojo necesitan estar localizados en lugares altos y secos, o en el espacio.
El espectro infrarrojo es útil para estudiar objetos que son muy fríos para emitir luz visible, como los planetas y discos circunstrelares. Larguras de onda infrarroja mayor pueden también penetrar nubes de poeira que bloquean la luz visible, permitiendo la observación de estrellas jóvenes en nubes moleculares y el centro de galáxias.[3] Algunas moléculas radiam fuertemente en el infrarrojo, y eso puede ser usado para estudiar la química en el espacio, así como detectar agua en cometas.[4]
Astronomía óptica
Históricamente, la astronomía óptica (también llamada de astronomía de la luz visible) es la forma más antigua de la astronomía.[5] Imágenes ópticas eran originalmente diseñadas a la mano. A finales del siglo XIX y en la mayor parte del siglo XX las imágenes eran creadas usando equipamientos fotográficos. Imágenes modernas son creadas usando detectores digitales, principalmente detectores usando dispositivos de cargas acoplados (CCDs). A pesar de la luz visible extender de aproximadamente 4000 Å hasta 7000 Å (400 nm hasta 700 nm),[5] el mismo equipamiento usado en esa largura de onda es también usado para observar radição de luz visible prójima la ultravioleta e infrarrojo.
Astronomía ultravioleta
La astronomía ultravioleta es normalmente usada para referirse la observaciones en la largura de onda ultravioleta, aproximadamente entre 100 y 3200 Å (10 y 320 nm).[1] La luz en esa largura de onda es absorbida por la atmósfera de la Tierra, entonces las observaciones deben ser hechas en la atmósfera superior o en el espacio.
La astronomía ultravioleta es más utilizada para el estudio de la radiação térmica y líneas de emisión espectral de estrellas azul caliente (Estrella OB) que son muy brillantes en esa banda de onda. Eso incluye estrellas azules en otras galáxias, que han sido blancos de varias investigaciones en esta área. Otros objetos normalmente observados incluyen a nebulosa planetária, remanescente de supernova, y núcleos de galáxias activas.[1] Sin embargo, la luz ultravioleta es fácilmente absorbida por la poeira interestelar, y las medições de la luz ultravioleta de esos objetos necesitan ser corregidas.[1]
Astronomía de rayos-X
La astronomía de rayo-X es el estudio de objetos astronômicos en la largura de onda de rayo-X. Normalmente los objetos emiten radiação de rayo-X como radiação de síncrotron (producida por la oscilación de electrones en vuelta de campos magnéticos), emisión termal de gases finos (llamada de radiação Bremsstrahlung) mayores que 107 kelvin, y emisión termal de gases gruesos (llamada radiação de cuerpo negro) mayores que 107 kelvin.[1] Como los rayo-X son absorbidos por la atmósfera terrestre todas las observaciones deben ser hechas de globos de gran altitud, cohetes, o naves espaciales.
Fuentes de rayo-X notables incluyen binario de rayo X, pulses, remanescentes de supernovas, galáxias elípticas, aglomerados de galáxias y núcleos galáticos activos.[1]
Astronomía de rayos gamma
La astronomía de rayos gamma es el estudio de objetos astronômicos que usan las más pequeñas larguras de onda del espectro eletromagnético. Los rayos gamma pueden ser observados directamente por satélites como el observatorio de rayos Gamma Compton o por telescopios especializados llamados Cherenkov.[1] Los telescopios Cherenkov no detectan los rayos gamma directamente pero detectan flasses de luz visible producidos cuando los rayos gamma son absorbidos por la atmósfera de la Tierra.[6]
La mayoría de las fuentes emisoras de rayo gamma son en la verdad Erupciones de rayos gamma, objetos que producen radiação gamma sólo por pocos milisegundos a hasta miles de segundos antes de desaparecer. Sólo 10% de las fuentes de rayo gamma son fuentes no-transendentes, incluyendo pulses, estrellas de nêutrons, y candidatos a agujeros negros como núcleos galácticos activos.[1]
Campos no basados en el espectro eletromagnético
Además de la radiação eletromagnética otras cosas pueden ser observadas de la Tierra que se originan de grandes distancias.
En la Astronomía de neutrinos, astrónomos usan laboratorios especiales subterráneos como el SAGE, GALLEX y Kamioka II/III para detectar neutrinos. Esos neutrinos se originan principalmente del Sol, pero también de supernovas .[1]
Rayos cósmicos consistiendo de partículas de energía muy elevada pueden ser observadas chocándose con la atmósfera de la tierra.[carece de fuentes] Además de eso, en el futuro detectores de neutrino podrán ser sensibles a los neutrinos producidos cuando rayos cósmicos alcanzan la atmósfera de la Tierra.[1]
Fueron construidos algunos observatorios de ondas gravitacionais como el Láser Interferometer Gravitational Observatory (CONECTO) pero las ondas gravitacionais son extremadamente difíciles de detectar.[7]
La astronomía planetária ha se beneficiado de la observación directa por los cohetes espaciales y muestras en el retorno de las misiones. Esas misiones incluyen fly-by missions con sensores remotos; vehículos de aterrizaje que pueden realizar experimentos en el material de la superficie; misiones que permiten ver remotamente material enterrado; y misiones de muestra que permiten un examen laboratorial directo.
Astrometria y mecánica celestial
Uno de los campos más antiguos de la astronomía y de todas las ciencias, es la medição de la posición de los objetos celestiais. Históricamente, el conocimiento preciso de la posición del Sol, Luna, planetas y estrellas era esencial para la navegación celestial.
La cuidadosa medição de la posición de los planetas llevó a una sólida comprensión de las perturbações gravitacionais, y la capacidad de determinar las posiciones pasadas y futuras de los planetas con una gran precisión, un campo conocido como mecánica celestial. Más recientemente, el monitoramento de Objetos Próximos de la Tierra va a permitir la predicción de encuentros próximos, y posiblemente colisiones, con la Tierra.[8]
La medição del paralaxe estelar de estrellas próximas provêm una línea# base fundamental para la medição de distancias en la astronomía que es usada para medir la escala del universo. Medições paralaxe de estrellas próximas provêm una línea# base absoluta para las propiedades de estrellas más distantes, porque sus propiedades pueden ser comparadas. La medição de la velocidad radia y el movimiento propio muestra la cinemática de esos sistemas a través de la Vía Láctea. Resultados astronômicos también son usados para medir la distribución de materia oscura en la galáxia.[9]
Durante la década de 1990, las técnicas de astrometria para medir las stellar wobble fueron usados para detectar planetas extrasolares orbitando la estrellas próximas.[10]
Subcampos específicos
Astronomía solar
La una distancia de ocho minutos-luz, la estrella más frecuentemente estudiada es el Sol, una típica estrella enana de la secuencia principal de la clase estrelar G2 V, con edad de aproximadamente 4,6 Gyr. El Sol no es considerado una estrella variable, pero pasa por cambios periódicos en actividades conocidas como ciclo solar. Eso es una fluctuación de 11 años en los números de mancha solares. Manchas solares son regiones de temperatura abajo de la media que están asociadas a una intensa actividad magnética.[11]
El Sol ha aumentado constantemente de luminosidad en su curso de vida, aumentando en 40% desde que se hizo una estrella de la secuencia principal. El Sol también pasa por cambios periódicos de luminosidad que pueden tener un impacto significativo en la Tierra.[12] Por ejemplo, se cree que el mínimo de Maunder haya causado la Pequeña Edad del Hielo.[13]
La superficie externa visible del Sol es llamada fotosfera. Por encima de esa capa hay una fina región conocida como cromosfera. Esa es envuelta por una región de transición de temperaturas cada vez más elevadas, y entonces por la super-caliente corona.
En el centro del Sol está la región del núcleo, un volumen con temperatura y presión suficientes para una fusión nuclear ocurrir. Por encima del núcleo está la zona de radiação, donde el plasma se convierte el flujo de energía a través de la radiação. Las capas externas forman una zona de convecção donde el gáa material transporta la energía a través del desplazamiento físico del gas. Si cree que esa zona de convecção crea la actividad magnética que genera las manchas solares.[11]
Un viento solar de partículas de plasma corre constantemente para fuera del Sol hasta que alcanza la heliosfera . Ese viento solar interage con la magnetosfera de la Tierra para crear los cinturões de Van Allen, así como la aurora donde las líneas de los campos magnéticos de la Tierra descendem hasta la atmósfera de la Tierra.[14]
Ciencia planetária
- Ciencia planetária: Estudia los planetas.
- Planetologia: Estudio de los planetas del Sistema Solar y exoplanetas .
arqueológicos y del conocimiento astronômico de pueblos extintos.
Astronomía estelar
- Astronomía estelar: Estudio de las estrellas, en general.
- Formación de estrellas: Estudio de las condiciones y de los procesos que condujeron a la formación de las estrellas en el interior de nubes del gas, y el propio proceso de la formación.
- Evolución estelar: Estudio de la evolución de las estrellas, de su formación a su fin como un remanescente estelar.
- Formación estelar: Estudio de las condiciones y procesos que llevan a la formación de estrellas en el interior de nubes de gas.
Astronomía galáctica
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- Astronomía galáctica: Estudio de la estructura y componentes de nuestra galáxia, sea a través de datos relativos a objetos de nuestra galáxia, sea a través del estudio de galáxias próximas, que pueden ser observadas en detalle y que pueden ser usadas para comparación con la nuestra.
- Formación y evolución de galáxias: Estudio de la formación de las galáxias y su evolución al estado actual observado.
Astronomía extragaláctica
- Astronomía extragaláctica: Estudio de objetos (principalmente galáxias) fuera de nuestra galáxia.
- Uranografia: Estudios de las constelaciones y asterismos . Nombre actual de Uranometria .
Cosmologia
- Cosmologia: Estudia el origen de los astros.
- Cosmologia Observacional: Estudio del universo como uno todo y su evolución.
Astronomía teórica
Tópicos estudiados por los astrónomos teóricos son: dinámica y evolución estelar; formación y evolución de galáxias; estructura en gran escala de la materia en el Universo; origen de los rayos cósmicos; relatividade general y cosmologia física, incluyendo Cosmologia de las cordas y física de astropartículas.
Campos interdisciplinares
La astronomía y astrofísica desarrollaron links significantes de interdisciplinaridade con otros grandes campos científicos. Arqueoastronomia es el estudio de las antiguas y tradicionales astronomías en sus contextos culturales, utilizando evidencias arqueológicas y antropológicas . Astrobiologia es el estudio del advento y evolución los sistemas biológicos en el universo, con ênfase particular en la posibilidad de vida fuera del planeta Tierra.
El estudio de la química encontrada en el espacio, incluyendo su formación, interacción y destrucción, es llamada de Astroquímica . Esas substancias son normalmente encontradas en nubes moleculares, a pesar de también haber aparecido en estrellas de baja temperatura, enanos marrons, y planetas. Cosmoquímica es el estudio de compuestos químicos encontrados dentro del Sistema Solar, incluyendo el origen de los elementos y las variaciones en la proporción de isótopos. Esos dos campos representan la unión de disciplinas de astronomía y química.
Herramientas astronômicas
- Luneta
- Telescopio
- Ordenador
- Radiotelescópio
- Calculadora
- Observatorio
- Observatorio Espacial
- Microscópio
Día del astrónomo
Recientemente fue instituido, en el Estado del Río de Janeiro, la fecha de 2 de diciembre como el Día del Astrónomo.[15] La fecha coincide con el aniversario del emperador Don Pedro II, que era un conocido incentivador de la Astronomía.
Referencias
- ↑ a b c d y f g h i j k l m n A. N. Cox, editor. Allen's Astrophysical Quantities. New York:
- ↑ a b F. H. Shu. The Physical Universe. Mill Valley, California:
- ↑ Staff. "Why infrared astronomy is a hot topic", ESA, 2003-09-11. Página visitada en 2008-08-11.
- ↑ "Infrared Spectroscopy - An Overview", NASA/IPAC. Página visitada en 2008-08-11.
- ↑ a b P. Moore. Philip's Atlas of the Universe. Great Britain:
- ↑ Penston, Margaret J. (2002-08-14). The electromagnetic spectrum. Particle Physics and Astronomy Research Council. Página visitada en 2006-08-17.
- ↑ G. A. Tammann, F. K. Thielemann, D. Trautmann (2003). Opening new windows in observing the Universe. Europhysics News. Página visitada en 2006-08-22.
- ↑ Calvert, James B. (2003-03-28). Celestial Mechanics. University of Denver. Página visitada en 2006-08-21.
- ↑ Hall of Precision Astrometry. University of Virginia Department of Astronomy. Página visitada en 2006-08-10.
- ↑ Wolszczan, A.; Frail, D. A. (1992). "La planetary system around the millisecond pulse PSR1257+12". Nature 355: 145 – 147. DOI:10.1038/355145a0.
- ↑ a b Johansson, Sverker (2003-07-27). The Solar FAQ. Talk.Origins Archive. Página visitada en 2006-08-11.
- ↑ Lerner, K. Lee; Lerner, Brenda Wilmoth. (2006). Environmental issues : essential primary sources.". Thomson Gale. Página visitada en 2006-09-11.
- ↑ Pogge, Richard W. (1997). The Once & Future Sun (lecture notes). New Vistas inAstronomy . Página visitada en 2010-02-03.
- ↑ Stern, D. P.; Peredo, M. (2004-09-28). The Exploration of the Earth's Magnetosphere. NASA. Página visitada en 2006-08-22.
- ↑ Título aún no informado (favor añadir).Ley Ordinaria del Estado del Río de Janeiro Nº 4.835 de 30 de agosto de 2006
Ver también
Conexiones externas
- Sociedad Astronômica Brasileña (en portugués)
- Sociedad Portuguesa de Astronomía (en portugués)
- Histórico de la Astronomía en el Brasil (en portugués)
- Getting started in astronomy (en inglés)
- y-Astro: Lo y-learning aplicado a la enseñanza de la Astronomía (en portugués)
- Efemérides astronômicas - diciembre de 2009 (en portugués)
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