Astronomía



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Nebulosa M17  : fotografía tomada por el telescopio Hubble .

La Astronomía es la ciencia de la observación de las estrellas , tratando de explicar su origen , su evolución y sus propiedades físicas y químicas .

La etimología del término astronomía proviene del griego ( y ) que significa ley de las estrellas.

Con más de 5.000 años de historia, los orígenes de la astronomía se remontan más allá de la Antigüedad en las prácticas religiosas prehistóricas . La astronomía es una de las pocas ciencias en las que los aficionados todavía juegan un papel activo. Se practica como pasatiempo por una gran audiencia de astrónomos aficionados .

Historia

La astronomía se considera la más antigua de las ciencias. La arqueología revela que algunas civilizaciones de la Edad del Bronce , y quizás el Neolítico, ya tenían conocimientos de astronomía. Habían entendido el carácter periódico de los equinoccios y sin duda su relación con el ciclo de las estaciones , también supieron reconocer ciertas constelaciones . La astronomía moderna debe su desarrollo al de las matemáticas desde la antigua Grecia y a la invención de los instrumentos de observación a finales de la Edad Media . Si la astronomía se practicó durante varios siglos junto con la astrología , la era de la Ilustración y el redescubrimiento del pensamiento griego vieron surgir la distinción entre razón y fe , tanto que los astrónomos ya no practicaban la astrología .

Neolítico

En el Neolítico , todos los grandes círculos megalíticos eran de hecho observatorios astronómicos . Las más conocidas son Nabta Playa , de 6.000 a 6.500 años, y Stonehenge ( Wiltshire , Inglaterra ), 1.000 años después. Flammarion , que lo entendió como uno de los primeros, hablará de los círculos megalíticos de monumentos con vocación astronómica y observatorios de piedra  ;

antigüedad

Los sistemas más conocidos, si no los más desarrollados, son:

Prerrequisitos

Todas las observaciones se realizaron a simple vista ya que los antiguos fueron ayudados en esta tarea por la ausencia de la industria y especialmente ligera contaminación . Es por esta razón que la mayoría de las observaciones antiguas serían imposibles en la actualidad. Los dibujos de la cueva de Lascaux están en estudio, se pensó que los dibujos sirvieron como ubicaciones para las constelaciones.

Estas observaciones, a veces relativamente simples en apariencia (simple dibujo de cuatro o cinco estrellas), ya suponen un gran avance en la civilización, a saber, la existencia de un conjunto que comprende al menos:

Sin estos requisitos previos, no puede haber observación astronómica registrable [ref. necesario] .

Durante milenios , la astronomía se ha asociado comúnmente con la astrología , que a menudo es su primum movens . La separación entre estas dos ciencias solo intervendrá en la Ilustración y continuará hoy.

Gran antigüedad

La invención de la astronomía se remonta a los caldeos . En sus inicios, la astronomía era simplemente la observación y predicción del movimiento de los objetos celestes visibles a simple vista . Estas diferentes civilizaciones legaron muchas contribuciones y descubrimientos .

En Mesopotamia , la astronomía vio aparecer sus primeros fundamentos matemáticos. El seguimiento de las trayectorias de las estrellas errantes se realiza primero en tres pistas paralelas al ecuador . Entonces, después de las primeras observaciones sistemáticas del final de la II ª milenio (-1200), los caminos del Sol y la Luna son más conocidos. Hacia el VIII º  siglo  aC. J. - C. aparece el concepto de eclíptica , luego, más tarde, una primera forma de zodíaco con doce partes iguales comienza a tomar forma en el tiempo pero aún no en el espacio.

Por medio de la I er milenio por lo tanto ve un seguimiento conviven doce signos convenientes para los cálculos de posición estrellas, y el seguimiento de las constelaciones utilizadas para las interpretaciones de la adivinación astral . Solo alrededor de este tiempo se determinan los períodos de los ciclos de los planetas . También está el corte de 360 ° de la eclíptica . La astronomía mesopotámica se diferencia generalmente de la astronomía griega por su carácter aritmético  : es empírica. No buscamos las causas de los movimientos, por lo tanto, no creamos modelos para dar cuenta de ellos, los fenómenos no se perciben como apariencias resultantes de un cosmos geométricamente representable .

Astrónomos mesopotámicos, sin embargo, tienen el gran mérito de haber documentado cuidadosamente muchas observaciones del VIII °  siglo por lo menos. Estas observaciones serán de gran utilidad para los astrónomos griegos.

Antigüedad clásica y tardía

Sócrates considera que la astronomía es inútil, a diferencia de la antigua Atenas  : los antiguos griegos , incluidos Eratóstenes , Eudoxo de Cnido , Apolonio , Hiparco y Ptolomeo , construyen gradualmente una teoría geocéntrica muy elaborada. Aristarco de Samos formula las bases de una teoría heliocéntrica . Con respecto al sistema solar , gracias a la teoría de los epiciclos y la elaboración de tablas basadas en esta teoría, es posible, desde la época alejandrina , para calcular de una manera bastante precisa los movimientos de las estrellas, incluyendo las estrellas. Lunar y eclipses solares. En cuanto a la astronomía estelar, aportan importantes contribuciones, en particular la definición del sistema de magnitud . El Almagesto de Ptolomeo ya contiene una lista de cuarenta y ocho constelaciones y 1022 estrellas.

Edad Media

La astronomía no se puede estudiar sin el aporte de otras ciencias que le son complementarias y necesarias: las matemáticas ( geometría , trigonometría ), así como la filosofía . Se utiliza para calcular el tiempo .

Sobre ciencia y educación en general en la Edad Media:

Alta Edad Media

La astronomía india habría alcanzado su punto máximo en torno al 500, con el Aryabhatiya que presenta un sistema matemático casi copernicano , en el que la Tierra gira sobre su eje. Este modelo considera el movimiento de los planetas en relación con el sol .

Para orientarse en el mar pero también en el desierto , las civilizaciones árabe- persas necesitan datos muy precisos. Derivado de astronomías india y griega , la astronomía culminan islámica a la X ª  siglo.

Boecio es el fundador de la VI º  siglo quadrivium , que incluye la aritmética , la geometría , la música y la astronomía.

Después de las invasiones bárbaras , la astronomía se desarrolló relativamente poco en Occidente .

Es contra floreciente en el mundo musulmán desde el IX °  siglo. El astrónomo persa al-Farghani (805-880) escribe extensamente sobre el movimiento de los cuerpos celestes  ; realiza una serie de observaciones que le permiten calcular la oblicuidad de la eclíptica . Al-Kindi (801-873), filósofo y científico enciclopédico, escribió 16 libros sobre astronomía. Al-Battani (855-923) es astrónomo y matemático. Al-Hasib Al Misri (850-930) es un matemático egipcio. Al-Razi (864-930) es un científico persa. Finalmente, Al-Fârâbî (872-950) es un gran filósofo y científico iraní.

Al final de la X ª  siglo, un gran observatorio fue construido cerca de Teherán por el astrónomo persa Al Khujandi .

La filosofía ( Platón y Aristóteles ) está integrada con todas las demás ciencias ( medicina , geografía , mecánicaetc. ) de este gran movimiento de avivamiento llamado Edad de Oro del Islam .

San Beda , el VIII º  siglo, desarrollado en Occidente 's artes liberales ( trivium y quadrivium ). Establece las reglas de cómputo para el cálculo de fiestas móviles y para el cálculo del tiempo , que requieren elementos de astronomía.

Otros elementos se introducen en Occidente a través de Gerbert d'Aurillac (Silvestre II) un poco antes del año mil , con la filosofía de Aristóteles. Es difícil saber exactamente qué astrónomos musulmanes conocía Gerbert d'Aurillac en ese momento.

Baja Edad Media

La obra de al-Farghani traducido al latín en el XII °  siglo, junto con muchos otros tratados árabes y la filosofía de Aristóteles.

En el mundo musulmán, podemos citar:

Era moderna

Durante el Renacimiento , Copérnico propuso un modelo heliocéntrico del Sistema Solar que tenía muchos puntos en común con la tesis de Nasir ad-Din at-Tusi , con el De revolutionibus publicado en 1543 después de su muerte.

Casi un siglo después, Galileo y Kepler defienden, amplían y corrigen esta idea . Galileo imagina un telescopio astronómico , inspirándose en el trabajo del holandés Hans Lippershey (cuyo telescopio solo magnificó tres veces y distorsionó los objetos), para mejorar sus observaciones. Basándose en observaciones muy precisas de observaciones hechas por el gran astrónomo Tycho Brahe , Kepler es el primero en imaginar un sistema de leyes que gobiernan los detalles del movimiento de los planetas alrededor del Sol, pero no es capaz de formular una teoría que vaya más allá de lo simple. descripción presentada en sus leyes .

Fue Isaac Newton quien, al formular la ley de la atracción de los cuerpos (la ley de la gravitación ) asociada a sus leyes del movimiento, finalmente permitió dar una explicación teórica al movimiento de los planetas. También inventó el telescopio reflector , que mejoró las observaciones.

El cambio del modelo geocéntrico de Ptolomeo al modelo heliocéntrico con Copérnico / Galileo / Newton es descrito por el filósofo de la ciencia Thomas Samuel Kuhn como una revolución científica .

Época contemporánea

Descubrimos que las estrellas son objetos muy distantes: la estrella más cercana del Sistema Solar , Proxima Centauri , está a más de cuatro años luz de distancia .

Con la introducción de la espectroscopia , se demuestra que son similares al Sol , pero en una amplia gama de temperaturas , masas y tamaños. La existencia de nuestra galaxia, la Vía Láctea , como distintas estrellas, está demostrado al principio del XX °  siglo, debido a la existencia de otras galaxias .

Poco después, descubrimos la expansión del Universo , consecuencia de la ley de Hubble que establece una relación entre la velocidad de distancia de otras galaxias en relación al Sistema Solar y su distancia.

La cosmología hizo un gran progreso durante la XX XX  siglo, en particular con la teoría de Big Bang , ampliamente apoyada por la astronomía y la física , tal como la radiación térmica cosmológica (o CMB), y las diversas teorías de la nucleosíntesis que explican la abundancia de elementos químicos y sus isótopos .

En las últimas décadas del XX °  siglo, la llegada de radiotelescopios , la astronomía y medios para el procesamiento de datos permite a los nuevos tipos de experimentos en los cuerpos celestes aquí, el análisis espectroscópico de las líneas de emisión emitidos por los átomos y sus diferentes isótopos durante saltos cuánticos , y transmitido a través del espacio por ondas electromagnéticas .

La UNESCO declara 2009 como el Año Internacional de la Astronomía .

Temas astronómicos

En sus inicios, durante la Antigüedad , la astronomía consistía principalmente en astrometría , es decir la medición de la posición en el cielo de estrellas y planetas .

Posteriormente, del trabajo de Kepler y Newton nació la mecánica celeste que permite la predicción matemática de los movimientos de los cuerpos celestes bajo la acción de la gravitación , en particular los objetos del sistema solar . Gran parte del trabajo en estas dos disciplinas (astrometría y mecánica celeste), que antes se realizaba a mano, ahora está altamente automatizado gracias a computadoras y sensores CCD , hasta el punto de que ahora rara vez se los considera disciplinas separadas. A partir de ahora, el movimiento y la posición de los objetos se pueden conocer rápidamente, tanto que la astronomía moderna se preocupa mucho más por observar y comprender la naturaleza física de los objetos celestes .

Desde el XX °  siglo, la astronomía profesional tiende a separarse en dos disciplinas: la observación astronómica y astrofísica teórica . Aunque la mayoría de los astrónomos utilizan ambos en su investigación, debido a los diferentes talentos requeridos, los astrónomos profesionales tienden a especializarse en una u otra de estas áreas. La astronomía de observación se ocupa principalmente de la adquisición de datos, que incluye la construcción y mantenimiento de instrumentos y el procesamiento de resultados . La astrofísica teórica se interesa por la búsqueda de las implicaciones observacionales de diferentes modelos , es decir, busca comprender y predecir los fenómenos observados.

La Astrofísica es la rama de la astronomía que determina los fenómenos físicos que se deducen al observar las estrellas. Actualmente, todos los astrónomos tienen una amplia formación en astrofísica y sus observaciones casi siempre se estudian en un contexto astrofísico. Por otro lado, hay una serie de investigadores que estudian exclusivamente la astrofísica . El trabajo de los astrofísicos consiste en analizar datos de observaciones astronómicas y deducir fenómenos físicos a partir de ellos .

Los campos de estudio de la astronomía también se clasifican en otras dos categorías:

Temas por tema

Astronomía solar

Una imagen ultravioleta de la fotosfera del Sol tomada por el telescopio TRACE .

La estrella más estudiada es el Sol , una típica estrella pequeña de la secuencia principal de tipo espectral G2V de unos 4.600 millones de años. El Sol no se considera una estrella variable , pero sufre cambios periódicos en su actividad, que se pueden ver a través de las manchas solares . Este ciclo solar de fluctuación en el número de manchas dura 11 años. Las manchas solares son regiones más frías que las normales que están asociadas con una intensa actividad magnética .

La luminosidad del Sol ha aumentado constantemente durante su vida. Hoy en día, es un 40% más brillante que cuando se convirtió en una estrella en la secuencia principal [¿Cuándo] . El Sol también ha sufrido cambios periódicos de brillo que han tenido un impacto significativo en la Tierra . Por ejemplo, se sospecha que el Mínimo de Maunder es la causa de la Pequeña Edad de Hielo que ocurrió durante la Edad Media .

En el centro del Sol está el corazón, un área donde la temperatura y la presión son suficientes para permitir la fusión nuclear . Por encima del núcleo está la zona de radiación , donde el plasma transporta flujos de energía por medio de la radiación . La capa que cubre la zona de radiación forma la zona de convección donde la energía se conduce hacia la fotosfera a través de la convección , es decir, los movimientos físicos del gas. Se cree que esta zona de convección es la fuente de la actividad magnética que genera las manchas.

La superficie exterior del Sol se llama fotosfera . Justo encima de esta capa hay una región delgada llamada cromosfera . Finalmente está la corona solar .

El viento solar , un flujo de plasma formado principalmente por partículas cargadas, constantemente "sopla" desde el Sol hacia la heliopausa . Interactúa con la magnetosfera de la Tierra para crear los cinturones de Van Allen . Las luces polares también son consecuencia de este viento solar.

Planetología

Este campo de la planetología se ocupa de todos los planetas , lunas , planetas enanos , cometas , asteroides y otros cuerpos que orbitan alrededor del sol; así como exoplanetas . El Sistema Solar ha sido relativamente bien estudiado, primero usando telescopios y luego usando sondas . Esto ha proporcionado una buena comprensión general de la formación y evolución de este sistema planetario, aunque aún quedan por hacer un gran número de descubrimientos.

El Sistema Solar se subdivide en cinco partes: el Sol , los planetas interiores , el cinturón de asteroides , los planetas exteriores y la nube de Oort . Los planetas internos son todos telúricos , son Mercurio , Venus , Tierra y Marte . Los planetas exteriores, gigantes gaseosos , son Júpiter , Saturno , Urano y Neptuno . Detrás de Neptuno está el cinturón de Kuiper y, en última instancia, la nube de Oort , que probablemente se extiende por un año luz .

Los planetas estaban formados por un disco protoplanetario que rodeaba al Sol cuando se acababa de formar. A través de un proceso que combina atracción gravitacional, colisión y acreción, el disco formó amalgamaciones de materia que, con el tiempo, se convertirían en protoplanetas . En ese momento, la presión de radiación del viento solar expulsó la mayor parte de la materia que no se había ensamblado, y solo los planetas con masa suficiente podían retener su atmósfera gaseosa. Los planetas continuaron expulsando el material restante durante un período de intenso bombardeo de meteoritos, como lo demuestran los numerosos cráteres encontrados, entre otros, en la Luna. Durante este período, algunos protoplanetas pueden haber chocado y, según la hipótesis principal , así es como se formó la Luna.

Una vez que un planeta alcanza la masa suficiente, los materiales de diferentes densidades comienzan a separarse unos de otros, esto es diferenciación planetaria . Este proceso puede formar un núcleo rocoso o metálico, rodeado por un manto y una corteza. El corazón puede incluir regiones sólidas y líquidas y, en algunos casos, puede generar su propio campo magnético , que protege al planeta y su atmósfera del ataque del viento solar.

Astronomía estelar

La nebulosa planetaria de Ant . Las eyecciones de gas de la estrella central moribunda muestran lóbulos simétricos, a diferencia de las caóticas figuras de las explosiones ordinarias.

El estudio de las estrellas y la evolución estelar es fundamental para nuestra comprensión del universo. La astrofísica de las estrellas se ha determinado mediante la observación y la comprensión teórica, así como mediante simulaciones por ordenador.

Una estrella se forma en regiones densas de polvo y gas, conocidas como nubes moleculares gigantes . Cuando se desestabilizan, los fragmentos pueden colapsar bajo la influencia de la gravedad para formar una protoestrella . Una región suficientemente densa y caliente provocará la fusión nuclear , creando una estrella de secuencia principal .

Casi todos los elementos más pesados que el hidrógeno y el helio se han creado en el núcleo de las estrellas.

Las características de la estrella resultante dependen en primer lugar de su masa inicial. Cuanto más masiva sea la estrella, mayor será su luminosidad y más rápido vaciará la reserva de hidrógeno presente en su núcleo. Con el tiempo, esta reserva se convierte completamente en helio y la estrella comienza a evolucionar . La fusión del helio requiere una mayor temperatura en el núcleo, de esta manera la estrella se hace más grande y su núcleo se densifica al mismo tiempo. Habiéndose convertido en una gigante roja , nuestra estrella consume su helio. Esta fase es relativamente corta. Las estrellas muy masivas también pueden sufrir una serie de fases de contracción, donde la fusión continúa en elementos cada vez más pesados.

El destino final de la estrella depende de su masa: las estrellas que son más de 8 veces más masivas que el sol pueden colapsar en supernovas  ; mientras que las estrellas más claras forman nebulosas planetarias y evolucionan hacia enanas blancas . Lo que queda de una estrella muy grande es una estrella de neutrones o, en algunos casos, un agujero negro . Las estrellas binarias cercanas pueden seguir caminos más complejos en su evolución, como una transferencia de masa por parte de la compañera de una enana blanca que puede causar una supernova. Las etapas finales de la vida de las estrellas, incluidas las nebulosas planetarias y las supernovas, son necesarias para la distribución de metales en el medio interestelar ; sin él, todas las estrellas nuevas (incluidos sus sistemas planetarios) solo se formarían a partir de hidrógeno y helio.

Astronomía galáctica

El Sistema Solar orbita la Vía Láctea , una galaxia espiral barrada que es un miembro importante del Grupo Local . Es una masa giratoria formada por gas, estrellas y otros objetos unidos por atracción gravitacional mutua. Dado que la Tierra está ubicada en un brazo exterior polvoriento, hay gran parte de la Vía Láctea que no se puede ver.

En el centro de la Vía Láctea está el núcleo, un bulbo alargado que muchos astrónomos creen que alberga un agujero negro supermasivo en su centro gravitacional. Está rodeado por cuatro brazos espirales principales que parten del núcleo. Es una región activa de la galaxia que contiene muchas estrellas jóvenes pertenecientes a la población II . El disco está rodeado por un halo esferoidal de estrellas más viejas de la población I , así como por una concentración relativamente densa de cúmulos globulares .

Entre las estrellas se encuentra el medio interestelar , una región de materia dispersa. En las regiones más densas, las nubes moleculares formadas principalmente de hidrógeno molecular contribuyen a la formación de nuevas estrellas . Comienza con nebulosas oscuras que se densifican y luego colapsan (a un volumen determinado por la longitud de Jeans ) para formar protoestrellas compactas.

Cuando aparecen estrellas más masivas, transforman la nube en una región HII de gas y plasma luminiscente. El viento estelar y las explosiones de supernova eventualmente sirven para dispersar la nube, a menudo dejando atrás uno o más cúmulos abiertos . Estos cúmulos se dispersan gradualmente y las estrellas se unen a la población de la Vía Láctea.

Los estudios cinemáticos de la materia en la Vía Láctea han demostrado que hay más masa de la que parece. Un halo de materia oscura parece dominar la masa, aunque la naturaleza de esta materia oscura permanece indeterminada.

Astronomía extragaláctica

Efecto de la lente gravitacional producida por el cúmulo de galaxias (centro de la imagen). El campo gravitacional de este cúmulo desvía la luz emitida por objetos más distantes y aparecen distorsionados (objetos azules).

El estudio de objetos ubicados fuera de nuestra galaxia es una rama de la astronomía que se ocupa de la formación y evolución de las galaxias  ; su morfología y clasificación  ; examinar galaxias activas  ; así como por grupos y cúmulos de galaxias . Estos son importantes para comprender las estructuras a gran escala del Universo .

La mayoría de las galaxias están organizadas en formas distintas, lo que permite establecer un esquema de clasificación. Normalmente se dividen en galaxias espirales , elípticas e irregulares .

Como sugiere el nombre, una galaxia elíptica tiene forma de elipse. Sus estrellas se mueven en una órbita elegida al azar sin una dirección preferida. Estas galaxias contienen poco o ningún gas interestelar , pocas regiones de formación estelar y generalmente estrellas viejas. Las estrellas se encuentran típicamente en los núcleos de los cúmulos galácticos que pueden formarse a partir de la fusión de galaxias más grandes.

Una galaxia espiral está organizada como un disco plano giratorio, típicamente con un bulbo o barra prominente en su centro, así como brazos espirales que se extienden hacia afuera. Estos brazos son regiones polvorientas de formación estelar donde las estrellas jóvenes masivas producen un tinte azul. Las galaxias espirales suelen estar rodeadas por un halo de estrellas más viejas. La Vía Láctea y la galaxia de Andrómeda son galaxias espirales.

Las galaxias irregulares tienen un aspecto caótico y no son ni espirales ni elípticas. Aproximadamente una cuarta parte de las galaxias son irregulares. La forma particular puede ser el resultado de una interacción gravitacional .

Una galaxia activa es una estructura en la que una parte importante de la energía que emite no proviene de sus estrellas, gas o polvo. Este tipo de galaxia está alimentada por una región compacta en su núcleo, generalmente un agujero negro supermasivo , se cree, que emite radiación de los materiales que ingiere.

Una radiogalaxia es una galaxia activa que es muy brillante en el dominio de radio del espectro electromagnético y que produce lóbulos gigantes de gas . Las galaxias activas que emiten radiación de alta energía incluyen las galaxias Seyfert , los quásares y los blazares . Los quásares parecen ser los objetos más brillantes del universo conocido .

Las grandes estructuras del cosmos están representadas por grupos y cúmulos de galaxias . Esta estructura está organizada de manera jerárquica, de las cuales las más grandes conocidas hasta la fecha son los supercúmulos . Todo está dispuesto en filamentos y paredes, dejando inmensas regiones vacías entre ellos.

Cosmología

La cosmología (el griego "mundo, universo" y "palabra, estudio") podría considerarse el estudio del universo como un todo.

Representación del modelo cosmológico actual. El universo observable es una esfera a 46.508 mil millones de años luz de distancia con un 4% de materia visible distribuida en gas, polvo, estrellas y galaxias que se agrupan en estructuras reconocibles.

Las observaciones de la estructura del Universo a gran escala , una rama llamada cosmología física , han proporcionado una comprensión profunda de la formación y evolución del cosmos. La teoría del Big Bang, bien aceptada, es fundamental para la cosmología moderna, que dice que el universo comenzó como un solo punto y luego creció durante 13,7 mil millones de años hasta su estado actual. El concepto del Big Bang se remonta al descubrimiento del fondo cósmico difuso en 1965 .

En este proceso de expansión, el universo ha pasado por varias etapas de evolución. En los primeros días, nuestras teorías actuales muestran una inflación cósmica extremadamente rápida, que homogeneizó las condiciones iniciales. Luego, la nucleosíntesis primordial produjo los componentes básicos del universo recién nacido.

Cuando se formaron los primeros átomos , el espacio se volvió transparente a la radiación, liberando así energía, vista hoy a través del fondo cósmico difuso . La expansión del universo luego experimentó una Edad Oscura debido a la falta de fuentes de energía estelar.

Comenzó a formarse una estructura jerárquica de la materia a partir de pequeñas variaciones en la densidad de la materia. Luego, la materia se acumuló en las regiones más densas, formando nubes de gas interestelar y las primeras estrellas . Estas estrellas masivas desencadenaron el proceso de reionización y parecen estar en el origen de la creación de muchos elementos pesados del joven universo.

La atracción gravitacional agrupó la materia en filamentos, dejando enormes regiones vacías en los espacios. Poco a poco, surgieron organizaciones de gas y polvo para formar las primeras galaxias primitivas. Con el tiempo, estos atrajeron más material y, a menudo, se organizaron en cúmulos de galaxias y luego en supercúmulos .

La existencia de materia oscura y energía oscura es fundamental para la estructura del universo. Ahora se cree que son los componentes dominantes, que forman el 96% de la densidad del universo. Por ello, se pone mucho empeño en descubrir la composición y la física que rigen estos elementos.

Disciplinas por tipo de observación

En astronomía, la información proviene principalmente de la detección y análisis de luz visible u otra onda electromagnética . La astronomía de observación se puede dividir según las regiones observadas del espectro electromagnético . Algunas partes del espectro se pueden observar desde la superficie de la Tierra , mientras que otras solo son observables a grandes altitudes o incluso en el espacio. A continuación se proporciona información específica sobre estas subramas.

Astronomía radial

El RAS estudia la radiación de una longitud de onda superior a un milímetro . La radioastronomía se diferencia de otras formas de observaciones astronómicas en que las ondas de radio se tratan más como ondas que como fotones discretos. Es más fácil medir la amplitud y la fase de las ondas de radio que las de longitudes de onda más cortas.

Aunque algunas ondas de radio son producidas por algunos objetos astronómicos como emisiones térmicas , la mayoría de las emisiones de radio que se observan desde la Tierra se ven como radiación de sincrotrón , que se produce cuando los electrones oscilan alrededor de campos magnéticos . Además, un cierto número de líneas espectrales producidas por gas interestelar , en particular la línea de hidrógeno a 21  cm , son observables en el dominio de radio.

Se puede observar una amplia variedad de objetos en ondas de radio, incluidas supernovas , gas interestelar , púlsares y núcleos galácticos activos .

Astronomía infrarroja

La astronomía infrarroja se ocupa de la detección y el análisis de la radiación infrarroja (longitudes de onda más largas que la de la luz roja ). A excepción de las longitudes de onda cercanas a la luz visible , la radiación infrarroja es fuertemente absorbida por la atmósfera  ; por otro lado, produce importantes emisiones de infrarrojos. Por lo tanto, los observatorios de infrarrojos deben ubicarse en lugares muy altos y secos , o en el espacio.

La astronomía infrarroja es particularmente útil para observar regiones galácticas rodeadas de polvo y para estudios de gases moleculares . Solicitado en el marco de la observación de objetos fríos (menos de unos pocos cientos de Kelvin ), por lo tanto, también es útil para la observación de atmósferas planetarias .

Entre los observatorios infrarrojos, se pueden mencionar los telescopios espaciales Spitzer y Herschel .

Astronomía óptica

Aliviado de las limitaciones atmosféricas, el telescopio espacial Hubble proporcionó imágenes excepcionales, especialmente en luz visible .

Históricamente, la astronomía óptica, también conocida como astronomía de luz visible , es la forma más antigua de astronomía. Originalmente, las imágenes ópticas se dibujaban a mano. Al final del XIX °  siglo y durante gran parte del XX °  siglo, las imágenes fueron hechas usando un equipo fotográfico . Las imágenes modernas se producen mediante detectores digitales, especialmente cámaras CCD . Aunque la luz visible en sí varía de aproximadamente 4000  Å a 7000  Å (400 a 700  nm ), se puede utilizar el mismo equipo para observar tanto en el ultravioleta cercano como en el infrarrojo cercano.

En realidad, la atmósfera no es completamente transparente a la luz visible. De hecho, las imágenes obtenidas en la Tierra en estas longitudes de onda sufren distorsiones debido a la turbulencia atmosférica. Es este fenómeno el responsable del centelleo de las estrellas. Por tanto, el poder de resolución y la magnitud límite teórica de un telescopio terrestre se reducen debido a estas mismas perturbaciones. Por tanto, para remediar este problema, es necesario abandonar la atmósfera terrestre. Otra solución, la óptica adaptativa , también ayuda a reducir la pérdida de calidad de imagen.

Astronomía ultravioleta

La astronomía ultravioleta se refiere a observaciones en longitudes de onda correspondientes al ultravioleta, es decir, entre ~ 100 y 3200  Å (10 a 320  nm ). La luz de estas longitudes es absorbida por la atmósfera de la Tierra, por lo que las observaciones de estas longitudes de onda se realizan desde la atmósfera superior o desde el espacio. La astronomía ultravioleta es la más adecuada para observar la radiación térmica y las líneas espectrales de las estrellas azules calientes ( estrellas OB ) que son muy brillantes en esta área. Esto incluye las estrellas azules de otras galaxias, que han sido objeto de varios estudios sobre el tema. También se observan comúnmente otros objetos en la radiación ultravioleta , como nebulosas planetarias , remanentes de supernovas o núcleos galácticos activos . Sin embargo, la luz ultravioleta es absorbida fácilmente por el polvo interestelar , por lo que las mediciones deben corregirse para su extinción.

Astronomía de rayos x

El telescopio espacial de rayos X Chandra ha transformado nuestro conocimiento del universo.

La astronomía de rayos X es el estudio de objetos astronómicos en longitudes de onda correspondientes a los rayos X , es decir, de aproximadamente 0,1 a 100  Å (0,01 a 10  nm ). Por lo general, los objetos emiten rayos X como emisiones de sincrotrón (producidas por electrones que oscilan alrededor de las líneas de un campo magnético ), emisiones térmicas de gases finos (llamada radiación de frenado continuo ) que está por encima de 10 7  kelvins y emisión térmica de gases espesos (llamados radiación de cuerpo negro ) cuya temperatura es mayor que 10 7  K . Dado que los rayos X son absorbidos por la atmósfera terrestre, todas las observaciones de rayos X deben realizarse mediante globos, cohetes o naves espaciales a gran altitud . Entre las fuentes de rayos X notables, podemos citar las binarias X , los púlsares , la barra de supernova , las galaxias elípticas o activas y los cúmulos de galaxias .

Astronomía de rayos gamma

Los rayos gamma de la astronomía Para longitudes más pequeñas del espectro electromagnético de ondas . Los rayos gamma pueden ser observados directamente por satélites como el Observatorio Compton de Rayos Gamma .

Los remanentes de supernovas , los púlsares y el Centro Galáctico son ejemplos de fuentes de radiación gamma en la Vía Láctea, mientras que los blazares (una subcategoría de galaxias activas ) son la principal clase de fuentes de radiación extragalácticas. Finalmente, los estallidos de rayos gamma también forman una gran población de fuentes transitorias que se pueden observar en este régimen de energía luminosa.

Astronomía gravitacional

La astronomía gravitacional o ondas gravitacionales de la astronomía , es la rama de la astronomía que observa los objetos celestes gracias a ondas gravitacionales o pequeñas perturbaciones del espacio-tiempo que se propagan en el espacio y pueden detectarse con ayuda de interferómetro a gran escala.

Hasta ahora se han detectado un total de 6 fuentes de ondas gravitacionales, todas resultantes de la fusión de objetos celestes compactos: la fusión de dos agujeros negros ( GW150914 ) y la fusión de dos estrellas de neutrones .

Astronomía de neutrinos

La astronomía de neutrinos es una rama de la astronomía que busca estudiar los objetos celestes capaces de producir neutrinos de muy altas energías (del orden de unos pocos cientos de TeV a varios PeV).

Ciencias interdisciplinarias

La astronomía y la astrofísica han desarrollado vínculos importantes con otros campos de estudio científico, a saber:

Astronomía amateur

Telescopio Dobsoniano de un aficionado.

Los astrónomos aficionados observan una variedad de objetos celestes, utilizando equipos que a veces ellos mismos construyen . Los objetivos más comunes para un astrónomo aficionado son la Luna , planetas , estrellas , cometas , enjambres de meteoritos , así como objetos del cielo profundo como cúmulos de estrellas , galaxias y nebulosas . Una rama de la astronomía amateur es la astrofotografía , que consiste en fotografiar el cielo nocturno. A algunos aficionados les gusta especializarse en la observación de un tipo particular de objeto.

La mayoría de los aficionados observan el cielo en longitudes de onda visibles, pero una minoría trabaja con radiación fuera del espectro visible. Esto incluye el uso de filtros infrarrojos en telescopios convencionales o el uso de radiotelescopios. El pionero de la radioastronomía amateur fue Karl Jansky, quien comenzó a observar el cielo en ondas de radio en la década de 1930 . Varios aficionados utilizan telescopios de fabricación propia o telescopios que se construyeron originalmente para la investigación astronómica pero que ahora están abiertos a ellos (por ejemplo, el telescopio de una milla ).

Cierta franja de la astronomía amateur continúa avanzando en la astronomía. De hecho, es una de las pocas ciencias en las que los aficionados pueden contribuir significativamente [ref. necesario] . Pueden realizar los cálculos de ocultación que se utilizan para especificar las órbitas de los planetas menores. También pueden descubrir cometas, hacer observaciones regulares de estrellas dobles o múltiples. Los avances en la tecnología digital han permitido a los entusiastas hacer un progreso impresionante en el campo de la astrofotografía.

Notas y referencias

  1. Couderc 1996 , p.  7.
  2. Mueller-Jourdan 2007 , p.  74.
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Bibliografía

Ver también

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Javier Heredia Hidalgo

La información que se ofrece sobre Astronomía es verídica y muy útil. Bien.

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Jose Ramon Sancho Redondo

Buen artículo de Astronomía.