Download Las estrellas - IES Profesor Manuel Marchetti

Contaminación Lumínica
(Astronomía a simple vista)
Instituto: Manuel Marchetti
Seminario de Matemática Aplicada 2013
Quinteros Guillermo
Las Estrellas
Página 1
Índice
Las Estrellas
Página
Tema……………………………………………
3
Planteo del problema…………………….……..
3
Objetivos…………….………………………….
3
Justificación…………….………………………
3
Método………………………………….………
4
Desarrollo……………….………………………
4
Relato: Las Estrellas…………………………...
.8
Despejando dudas para la comprensión………
9
Bibliografía…………………………………….
13
Página 2
Tema
La contaminación lumínica en relación con el avistamiento estelar a simple vista en la
noche tucumana.
Planteo del Problema
En esta investigación se plantean algunos interrogantes.
Ellos son:

¿Cuántas estrellas en el cielo nocturno tucumano se pueden ver a simple vista?

¿Hay contaminación ambiental?

¿Cuánto influye la contaminación para ver las estrellas?

¿Estas estrellas están distribuidas uniformemente en el firmamento?
Objetivos
Comprobar si la contaminación lumínica afecta la visión de una constelación en por lo
menos 3 lugares distintos de Tucumán.
Indagar acerca de los resultados pedagógicos obtenidos para su posible
implementación como texto introductorio.
Justificación
Este trabajo está orientado para conocer la influencia que tiene la contaminación
ambiental al mirar el firmamento y las consecuencias de un entorno desfavorable. El tema
nos da la posibilidad de conocer más las zonas periféricas de Tucumán, saber que sectores son
beneficiosos para el avistamiento estelar, cual es el interés de las personas por el tema y cómo
influye la contaminación lumínica en otros ámbitos de estudio distintos al de una mirada
astronómica.
Cabe destacar el desafío que lleva a realizar este tipo de trabajo que aparenta sencillez
si se remiten únicamente a los resultados, y también el desafío que representa superarse como
Las Estrellas
Página 3
comunicador ya que no consiste en que uno entienda su contenido, sino intentar que este
trabajo sea entendido por otros.
Método
1) Seleccionar una constelación (la del cazador).
2) Contar cuantas estrellas de esa constelación se ven, desde distintos lugares de
Tucumán. Con distintos niveles de influencia lumínica.
3) Comparar el porcentaje de estrellas registradas, en los distintos lugares en una
tabla.
4) Exponer de forma sencilla y clara los resultados obtenidos.
Desarrollo
Utilizando como base el proyecto “Conteo Estelar”, una actividad de observación a
simple vista que busca establecer una base de datos de la calidad de los cielos nocturnos de
nuestro planeta, se unieron países del hemisferio sur y norte, cada uno con sus directivas
establecidas (elección de horarios, días, constelaciones para analizar) para colaborar en la
observación de una constelación.
El proyecto “Conteo Estelar” fue originado por la Corporación Universitaria para la
Investigación Atmosférica en Boulder, Colorado.
La evaluación se realizará observando y registrando la apariencia de varias estrellas de
una constelación la cual fue elegida para este proyecto debido a que contiene un número de
estrellas de diferentes intensidades de brillo. Mientras menos contaminación de luz haya en el
cielo, mas estrellas serán visibles de esa constelación, y esos datos se deberán compartir en la
página de Internet del “Great Worldwide Star Count”, A través de este proyecto se crea
también consciencia de la importancia de la preservación de la calidad ideal de los cielos
nocturnos.
1) Se seleccionó la constelación del cazador, que se puede ver desde el hemisferio
sur, desde las 1:20 a.m. hasta las 6:30 a.m. Es una de las constelaciones más
conocidas dada su espectacularidad y visibilidad, fácilmente reconocible por sus
Las Estrellas
Página 4
tres características estrellas que forman el cinturón de Orión, conocidas también
como las "Tres Marías". Es visible desde casi todas las latitudes y su mejor
visibilidad se da el 15 de diciembre. La estrella más brillante es la supe gigante
azul Rigel (Beta orionis) y la segunda es la gigante y rojiza Betelgeuse (Alpha
orionis). Otras estrellas importantes de esta constelación son Bellatrix (arriba
derecha), Saiph (abajo izquierda), Almitak, Almilam y Mintaka (de izquierda a
derecha en el cinturón).
Estrellas más importantes:
Nombre
Betelgeuse
RigelAlgebar
Bellatrix
Mintaka
Alnilam
Alniltak
Saiph
Designación
Alpha de
Orión ( a )
Beta de Orión
Gamma de
Orión
Delta de Orión
Épsilon de
Orión
Zeta de Orión
Kappa de
Orión
Meissa –
Lambda de
Meissa
Orión
Color
Magnitud
Distancia
Supe gigante roja
0,1
427 años luz
Super gigante azul
0,08.
773 años luz
Gigante azul
1,64
243 años luz
Doble blanca
2,41 y 3,76
916 años luz
Super gigante azul
1,7
1.350 años luz
Doble blanca
1,82 y 3,95
815 años luz
Blanca
2,06
720 años luz
Blanca
3,54
650 años luz
Estrella múltiple conocida como el trapecio y es la que ilumina el
Theta de Orión
centro de la Nebulosa de Orión. Las componentes principales son
cuatro
Sigma de Orión
Las Estrellas
Estrella múltiple. La principal es una estrella doble muy difícil de
separar.
Página 5
2) Observación de la constelación del cazador en tres lugares con distinta influencia
lumínica Urbano, Semi Urbano y Rural.
Estrellas de la constelación: Rigel, Saiph, Alnitak, Alnilam, Mintaka, Bellatrix,
Betelgeuse, Meissa, Theta de Orion (4 estrellas centrales, nebulosa) y Sigma de Orion
(2 estrellas, nebulosa)
3)
Contexto
Urbano
Lugar
Estrellas visibles
Capital, Plaza
Rigel, Betelgeuse y el cinturón de
Independencia
orión
Tafi viejo,
Semi Urbano
Rural
Plaza san
Martín.
Cerro san
Javier
Porcentaje
35,7%
Rigel, Betelgeuse y el cinturón de
orión.
50%
Saiph y Meissa.
Todas.
100%
4 ) La luz que no se aprovecha para iluminar el suelo, las calles y allí donde nos
desenvolvemos, la enviamos por encima del horizonte y a las nubes.
Las Estrellas
Página 6
Como resultado, la oscuridad natural de noche disminuye y desaparece progresivamente la luz
de las estrellas. Las neblinas y el cielo turbio potencian el efecto hasta el extremo de crear una
capa de color gris o naranja que toma la forma de una nube luminosa sobre las ciudades. La
abundancia de partículas en suspensión aumenta la dispersión de la luz, de manera que,
cuanto más contaminado está el aire de la ciudad, más intenso es el fenómeno. Este caso se da
aquí en nuestra ciudad de San Miguel de Tucumán, por la contaminación que liberan los
ingenios azucareros y alteran de forma significativa el equilibrio presa-depredador de los
animales de vida nocturna. Una agresión al frágil ecosistema nocturno y a sus cadenas tróficas
que crea desequilibrios y tensiones que facilitan la aparición de plagas, el empobrecimiento
genético de poblaciones y extinciones. Impide también la práctica de la Astronomía a muchos
kilómetros de distancia del foco contaminante. Los resultados están a la vista,
Las acciones llevadas a cabo para tratar el problema podrían se

Divulgar el problema, los perjuicios asociados y las soluciones existentes.

Trabajar con el gobierno para legislar y reducir la contaminación lumínica.

Denunciar administraciones públicas y empresas que malgastas y abusan de recursos.

Proponer soluciones y pedir su aplicación
Quema de caña en la localidad de San Andrés, a las 15:00 un día soleado. Foto de Carlos
Sipowicz. (La gaceta)
Las Estrellas
Página 7
Relato: Las estrellas
Recostado en el techo de casa miro el cielo nocturno y veo las estrellas. Las mismas que
vieron egipcios, babilonios, griegos, newton y muchos antes que ellos. El interés es el mismo
ya que son los únicos cuerpos visibles que se mantienen constantes en el tiempo y no revelan
todos sus misterios.
Voy a tratar de dar forma a una especie de astronomía que no necesite de telescopios, que
se pueda observar con nuestros propios ojos, que esté al alcance de cualquier curioso que mire
las maravillas de la naturaleza.
Tratare de relatar mi experiencia realizando este trabajo, al comienzo me costó mucho leer
el materia relacionado a la astronomía en particular, las estrellas. Cuando termine mi lectura
particular, que por cierto, no creo que me alcance la vida para abarcar el abismo astronómico
de material, me dije, ya está todo el tema comprendido “termine”, ahora a buscar una persona
al azar cualquiera, para que lea el material con el objetivo de ver si lo entiende sin dificultad.
Una vez que seleccione esta persona al azar, leído el material, meditado lo
comprendido, le pregunte si tenía alguna dificultad en comprender el material Y es así como
nacieron dudas, de si un trabajo estaba terminado o era necesario seguir detallando y
profundizando para su comprensión.
Estas son algunas de las preguntas que trate de explicarle: (Algunas preguntas ni se por qué
las hizo.)
 ¿Cómo se forma una estrella?
 ¿Por qué se miran las estrellas?
 ¿Desde cuándo se miran las estrellas? ¿Cómo sabés?
 ¿A qué velocidad se mueve una estrella?
 ¿Cuánto tiempo es un año luz?
 ¿Por qué todas las estrellas no brillan igual?
 ¿Por qué titilan las estrellas?
 ¿Por qué son de distintos colores?
 ¿Por qué aquella no titila?
 ¿Qué tan grande es una estrella?
 ¿A qué distancia están de nosotros?
Las Estrellas
Página 8
 ¿Cómo sabes cual estrella es más grande?
 ¿Cómo se llaman aquella estrella en particular? ¿Y la otra de la par?........
 ¿Qué es una constelación?
 ¿Por qué le dicen cazador a esa constelación si no tiene forma de nada?
Explicación de algunas de sus preguntas.
Despejando algunas dudas para la comprensión del trabajo
¿Cómo se forma una estrella?
Las estrellas se forman de una gran nube de polvo y gas que por la fuerza de gravedad,
se concentra en un núcleo que luego se transforma en una estrella. Parte del gas gira alrededor
del núcleo. En el gas se concentra materia que dan forman a los planetas.
En el centro de una estrella se construyen los átomos de carbón, de oxígeno, de
nitrógeno, de calcio, de fierro y de otros elementos. Todo el oxígeno que respiramos, el calcio
o el fierro fueron formados en el interior de una estrella. Entonces cada uno de nosotros
somos parte de estrellas.
¿A qué velocidad se mueve una estrella?
El Sol se mueve dentro de la galaxia a una velocidad media de 220 km/s y la Tierra le
acompaña al igual que el resto del Sistema Solar. Por eso no se deja apreciar tal movimiento.
¿Cuánto tiempo es un año luz?
El año luz no es una unidad de tiempo, sino de distancia. La luz tarda 8 minutos en
viajar desde el Sol hasta la Tierra. Nuestra galaxia, la Vía Láctea, tiene 100 000 años luz de
diámetro. La luz viaja a 300.00 Km por segundo, para tener una idea la luz puede dar 7
vueltas alrededor de la tierra en un segundo.
¿Por qué todas las estrellas no brillan igual?
Calculo de la magnitud de una estrella de manera sencilla.
Siglo II a.C. el astrónomo griego Hiparco clasifico las estrellas según su brillo en 6
magnitudes. Las más brillantes son de primera magnitud. Las de sexta son las tenues visibles
a simple vista.
Las Estrellas
Página 9
En la actualidad esta escala fue ajustada de manera que una diferencia de 5
corresponde a una relación de brillo de 100 a 1.
-2
m1
-1
0
1
2
3
m2
m1 y m2 son magnitudes aparentes.
Por lo tanto una diferencia de una magnitud corresponde a una relación de
aproximadamente 2,512 a uno.
-2
-1
m1
0
m2
1
2
3
Y en general para una diferencia de magnitudes cualquiera.
Ahora vamos a calcular la magnitud absoluta de nuestra estrella en función de su
magnitud aparente y la distancia dela misma.
d1
Las Estrellas
Página 10
Pero para eso hacemos una copia física de nuestra estrella, ubicada a una distancia d1 y
la llevamos a una distancia d2=32,6 años luz de la tierra.
d1
d2
La magnitud absoluta de una estrella se define como la magnitud aparente de la misma
cuando está a 10 parsecs. Ubicar la réplica de nuestra estrella a esa distancia ayudara a los
cálculos. 1 parsec=3,26 años luz.
Retomamos la fórmula de la relación entre brillos. Los subíndices 1y2 corresponden a
nuestras dos estrellas.
Pero la magnitud aparente m2 de la segunda estrella es igual a su magnitud absoluta
M2, por estar a 10 parsecs. Y a su vez M2 es igual a la magnitud absoluta M1 de nuestra
estrella por ser físicamente idénticas. Entonces queda
m2=M2=M1
Quedando
(1)
L es la luminosidad, es la energía emitida por la estrella en cada segundo y no depende
por lo tanto de la distancia. El brillo es directamente proporcional a la luminosidad y varia
Las Estrellas
Página 11
inversamente con el cuadrado de la distancia. K es una constante que ponemos
provisoriamente para equiparar unidades.
Como las dos estrellas son físicamente iguales la luminosidad es la misma L1=L2 y
como la distancia de d2=10 parsec. Dividiendo los brillos queda:
(2)
Igualamos las expresiones (1) y (2)
Aplicamos logaritmos en ambos lados y despejamos M.
Quedando
M=m+5-5.logd
Y quedaron muchas preguntas sin contestar…
Las Estrellas
Página 12
Bibliografía:
“Cielito lindo” de Elsa Rosenvasser
“Viaje a las estrellas” de Guillermo Abramson
“Astronomía recreativa” de Perelman Yakov
De que están hechas las estrellas:
http://www.explora.cl/index.php?view=items&cid=7%3ACiencias%C2%A0del%C2%A0Es
acio&id=65%3A+%C2%BFPor+qu%C3%A9+las+estrellas+son+importantes+para+nuestro
cuerpo%3F+&option=com_quickfaq&Itemid=256
Conteo estelar: http://www.astronomiapr.org
Constelación del cazador: http://www.elcielodelmes.com/Constelaciones/Orion.php
Contaminación lumínica: http://www.celfosc.org/esp/5minutos.html
Las Estrellas
Página 13