Download ORIENTARSE EN EL CIELO

ORIENTARSE
EN EL CIELO
CONSTELACIONES
Es el primer hecho de la Historia de la Ciencia. Tan pronto como el hombre
vio las estrellas en la noche silenciosa, desde que se preguntó qué podían
ser aquellas luces lejanas y qué servicios le podían ofrecer; hubo que crear
grupos formados por estrellas próximas entre sí, o dispuestas según
líneas, en figuras más o menos regulares. No tardó en darles nombres
relacionados con las propias figuras o con la asociación aparente de esas
estrellas con las estaciones, los fenómenos meteorológicos, las fechas de
los primitivos calendarios, los recuerdos, las fiestas las reuniones; a lo
largo de los tiempos, la política y la religión añadieron nombre nuevos a
las constelaciones conocidas, transportando a los cielos los héroes que la
veneración y el miedo quisieron inmortalizar.
Camille Flammarion, Astronomie populaire
Imagen tomada con Stellarium; Localización
Bogotá, Fecha 10 de mayo 2013 y Hora 8:02 pm
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Tabla de contenido
Actividad 1. Observaciones con cuadrante: Constelaciones
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Actividad 2. Observaciones con cuadrante:
Movimiento anual de las estrellas
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Actividad 3. Usemos Software
15
Actividad 4. En el camino del Sol hay animales
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Anexo 1.
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Asterismos de las constelaciones
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Objetivo
Conocer el telón de fondo sobre el cual se desarrolla toda la
astronomía; las estrellas y las constelaciones, familiarizar y
aprender a orientarse entre el enjambre de puntos brillantes
que pueblan la cúpula celeste.
Si levantas los ojos a las 9 p.m. en el mes de enero, la constelación
más representativa que cruza el meridiano es Orión, fácilmente identificable porque tiene tres estrellas en fila conocidas como las tres marías
o los tres reyes magos. A partir de Orión se pueden ubicar las estrellas
y constelaciones vecinas.
COMENCEMOS CON
ALGUNAS LECTURAS...
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Ingresa a la siguiente dirección web
http://sac.csic.es/unawe/index.html
Entra a cuentos y poesías
Luego escoge cuentos de estrellas. En este link podrás
encontrar muchas historias que puedes descargar en
formato PDF de manera gratuita. Lee varias de las
historias.
También puedes explorar toda la página web y
encontrarás cosas muy interesantes.
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complemento
Las lecturas, además de
contar una fantástica historia,
nos brindan información sobre
el cuerpo celeste del cual se
hace el relato.
Enuncia algunas de las culturas que se mencionan en las
lecturas y busca información acerca de ellas.
¿Existe alguna relación entre las historia y la forma en que
unían las estrellas para formar figuras en las diferentes
culturas?
Busca información acerca de la o las figuras que se
mencionan, ¿existen en realidad?
¿Para las culturas mencionadas estas figuras tenían algún
tipo de aplicación o uso? Consulta para las culturas Griega,
China, Egipcia y Mesopotámica qué usos le dieron a las
figuras que formaban en el cielo.
¿En las culturas indígenas colombianas encontramos
historias de este tipo? ¿Cuáles? Menciona las historias y
compártelas con tus compañeros.
Constelaciones
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Definimos constelación como el conjunto de estrellas que por su posición aparente forman una figura que facilita su identificación.
¿En qué lecturas encontramos que se hable de
constelaciones?, ¿Cuáles constelaciones se mencionan?, ¿Podrías ubicarlas en el cielo por la noche?
Usemos stellarium y busquemos esas constelaciones !!!!
En Ventana de búsqueda [F3], ubicamos
cualquier cuerpo celeste.
Escribimos el nombre de la constelación.
También podemos ubicarla por la posición o
en las listas.
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Canis Major
Como puedes
observar, las
constelaciones
se forman a partir de la unión de
varias estrellas.
Con estos botones de la Barra de herramientas
principal puedes ver líneas de constelaciones
[C], nombres de constelaciones [V], figuras de
las constelaciones [R].
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ACTIVIDAD 1. OBSERVACIONES CON CUADRANTE
CONSTELACIONES
Objetivo:
Utilizar el cuadrante para
medir el tamaño de una
constelación y la separación
angular entre estrellas.
Materiales:
1.
2.
Cuadrante. Lápiz y papel.
Copias de los asterismos de las constelaciones (Anexo I), o ingresar a la pagina http://www.iau.org/public/constellations/,
aquí podrás encontrar los mapas de las constelaciones.
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Procedimiento de trabajo
¿Cuándo? Se facilitará tomar las medidas si observas durante las noches sin
Luna y en lugares alejados de las luces
de las ciudades. Anote la fecha y la
hora de sus observaciones.
¿Dónde? Escoja alguna de las constelaciones que tienen asterismos de fácil
identificación, como: Crux, Cygnus,
Orion, Ursa Major, Leo, Pegasus, Scorpius.
Mide primero la altura de la constelación. Oriente el cuadrante con su plano
en sentido vertical. Mida el ángulo
desde el horizonte (0°) hasta la estrella
menos alta de la constelación. Luego
mida desde el horizonte hasta la estrella más alta. Encuentre la diferencia
entre los dos valores para determinar
la distancia angular que ocupa la constelación en el sentido vertical.
Para medir la distancia angular entre
estrellas, primero orienta el plano del
cuadrante con la línea entre las estrellas que va a observar. Dirija el pitillo
a una estrella y coloque el hilo sobre
la marca 0°. Luego, sin mover el hilo,
gire el pitillo hacia la otra estrella.
Anote el valor del ángulo.
Consulta un atlas de estrellas para
comparar sus observaciones. (Por ejemAhora orienta el cuadrante en sentido plo, el eje largo de Cygnus ocupa aprohorizontal. Dirija el pitillo al lado dere- ximadamente 20°, el de Crux aproximacho de la constelación y coloque el hilo damente 7°).
sobre la marca 0°. Luego, sin mover el
hilo, gire el pitillo hacia el otro lado
de la constelación. Anote el ángulo
trazado.
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11
FUNDAMENTOS ACTIVIDAD 1.
Es común pensar en las estrellas como astros fijos e inmovibles en el espacio;
en realidad ellas, como el resto del cosmos, están en constante movimiento y
transformación.
Las estrellas se mueven, pero tan lentamente que no es posible observar este
movimiento con el ojo humano; ni sus efectos son perceptibles dentro del lapso
de una vida humana. A medida que mejoran los instrumentos de los astrónomos,
se logan observaciones más exactas del movimiento de las estrellas.
Generalmente se separa la velocidad con que una estrella se mueve en
velocidad radial que ocurre sobre la línea que une la estrella con el Sol y la
velocidad tangencial que es perpendicular a la velocidad radial. La velocidad
propia de una estrella se denomina velocidad peculiar. Sólo unos centenares de
estrellas tienen velocidades peculiares tan grandes como un segundo de arco
por año. Muchas estrellas tienen velocidades de segundos de arco por siglo. La
estrella con la mayor velocidad es la estrella de Barnard cuyo movimiento es
de 10 segundos de arco por año, aproximadamente.
Complemento
¿Cuál es el valor de desplazamiento angular mínimo que usted puede
observar con su cuadrante? ¿Cuántos años tendría que observar la
estrella de Barnard para medir un movimiento de este tamaño?
Registre sus observaciones y prepare una tabla de las constelaciones
más grandes a las más pequeñas.
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ACTIVIDAD 2.
OBSERVACIONES CON CUADRANTE
MOVIMIENTO ANUAL DE LAS ESTRELLAS
Objetivo:
Observar mediante el uso del cuadrante el movimiento aparente de las estrellas en el cielo a lo
largo de un año.
Materiales:
Cuadrante
Lápiz y papel
Reloj
¿Cuándo? En tus salidas nocturnas a lo largo de
un año incluya observaciones para este proyecto.
Realiza las mediciones con el cuadrante a la misma
hora en cada sesión.
¿Dónde?
Escoge unas estrellas que estén cerca
del ecuador celeste. Utiliza los asterismos del
Anexo I, consulta un atlas de estrellas en la
biblioteca o en la pagina de internet http://www.iau.org/
public/constellations/ los mapas de las constelaciones.
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Desarrollo
Prepare una tabla.
A la hora escogida ubica cada estrella y mide su altura
desde el horizonte oriental (0°). Para las estrellas que
pasan el cenit, mida la altura desde el horizonte
occidental y reste este valor de 180° (¿Por qué?). Anote
la medida para cada estrella en el cajón
correspondiente.
De sus observaciones calcule el movimiento de las
estrellas cada año, cada mes, cada día.
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Fundamentos de la Actividad 2.
Cada día todas las constelaciones parecen girar alrededor
de la Tierra. Si hace sus observaciones a la misma hora
cada noche, podrá notar que de un día a otro la posición
de las constelaciones varía. Es el movimiento de la Tierra
en su órbita alrededor del Sol que causa este movimiento
aparente de las constelaciones y sus estrellas. El desplazamiento diario de una estrella es simplemente la 1/365
parte de su ciclo completo.
Complemento.
Para las estrellas que no están en el ecuador celeste y para
sitios de observación fuera de Colombia (lejos del ecuador) el movimiento de las estrellas no sólo se manifiesta
en un cambio de altura sino también en un cambio de
acimut. Puedes usar tu teodolito medir tanto la altura
como el acimut.
Con el tiempo debes aprender a estimar cuándo una estrella estará visible. Por ejemplo observando desde Bogotá, ¿Si Rigel se encuentra a 30° de altura a su hora de observación hoy, en qué día estará a 75° de altura a la misma hora?
A medida que haga estas observaciones note dónde están
los planetas, especialmente Marte, Júpiter y Saturno. ¿En
qué constelaciones los verá en un año?
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Actividad 3.
Usemos software….
Objetivo:
Observar y aprender los nombres y ubicación de cada una de las 88
constelaciones
Materiales:
Copias de los asterismos de las constelaciones (Anexo I), mapa de las
constelaciones de la siguiente página o ingresar a la página http://
www.iau.org/public/constellations/.
Stellarium
Desarrollo:
Esta actividad es fundamental para el éxito de todas sus observaciones
astronómicas. Se trata aprender y observar cada una las 88 constelaciones en que los astrónomos han dividido el cielo nocturno.
Vamos a salir a observar solamente por una o dos horas en cada sesión,
lo que hará que demoremos varios meses en recorrer todo el cielo, porque la revolución de la Tierra alrededor del Sol hace que cada noche las
constelaciones hayan cambiado un poco su posición en el cielo.
Escoja una hora y lugar de observación. Ubique los puntos cardinales
(norte, sur, oriente, occidente).
Al mismo tiempo que realizamos la observación en el exterior, usaremos
el software para ayudarnos a localizar las constelaciones y percibir su
movimiento durante los días.
Revise los mapas y figuras (Anexo I) de las constelaciones.
Buscar las constelaciones de acuerdo con su ubicación en los mapas.
Lleve el registro de las constelaciones que ha podido observar en el exterior.
Constelación
Fecha de observación
SUR
NORTE
Barra de herramientas principal, en
los botones líneas de constelaciones
[C] y nombres de constelaciones [V],
los activamos para poder hacer visibles las líneas que forman las figuras
de las constelaciones.
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Stellarium
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19
En la Barra de herramientas vertical, en Ventana
de ubicación [F6], podemos localizar a Bogotá y
obtener información importante.
En la Barra de herramientas vertical, en Ventana
de opciones de cielo y vista [F4], en la sección
de Marcas seleccionamos Horizonte, Puntos
Cardinales y Mostrar límites.
Recuerda la Ventana de búsqueda [F3] en la barra de
herramientas vertical, ubicamos cualquier cuerpo celeste.
Barra de herramientas principal, en
los botones suelo [G] y atmósfera [A],
los desactivamos para poder hacer
visibles los cuerpos celestes sin importan si es de día.
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Imágenes tomadas con Stellarium el Viernes 10
de Mayo a las 7:15 pm. Localización Bogotá.
En el hemisferio norte hay una estrella alrededor de la cual parecen
girar todas las demás. Es llamada Polaris, Estrella Polar o Estrella
del Norte. ¿Por qué razón designamos a esta estrella con estos
nombres?, ¿En qué constelación se ubica?, ¿Cuál es su Azimut y
Altura?
Una de las constelaciones más fáciles de percibir es la Osa Mayor,
también llamada el cucharon grande o el arado. Esta sirve de guía
para identificar las constelaciones y es muy útil para localizar la
estrella Polar. Consulta cómo se hace.
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Recuerda que usando la herramienta de control de tiempo
en la barra principal puedes adelantar o atrasar el tiempo.
Al localizar Orión en tu PC con el programa Stellarium podemos
apreciar en qué punto cardinal está, los limites de la constelación y
las estrellas que la componen. Dibuja la constelación en tu
cuaderno y sobre este dibujo usa tu imaginación para pintar algo a
lo que se parezca.
¿Cuáles son las estrellas que componen a Orión?, ¿Por qué crees
que hay unas más brillantes que otras?, indica en la constelación
las estrellas que se conocen como las tres marías, ¿Por qué les
llama así?
¿Cerca de cuáles constelaciones se encentra Orión?
Como puedes ver para esta localización, fecha y hora, Júpiter se
encuentra muy cerca de Orión. Ubica los demás planetas y
encuentra cerca de qué constelaciones están, ¿Esto cambia con el
transcurrir de los días y los meses?
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FUNDAMENTOS
Para facilitar la labor de estudiar el cosmos los
astrónomos han dividido el cielo en 88 zonas o
constelaciones. En cada constelación se encuentra un
asterismo o grupo de estrellas que representan
alguna figura. La historia y la mitología de las
constelaciones son muy ricas, pero también muy
extensas. Si estás interesado, dirígete a una biblioteca
para encontrar referencias sobre este tema.
Es de anotar que mientras unas constelaciones
contienen asterismos de muy fácil identificación, otras
simplemente limitan una zona del cielo y será un
desafío ubicar el asterismo principal. (Cuando se mira
una constelación, está observando las estrellas que
están ubicadas en cierta región del cielo. Estas
estrellas no están necesariamente ligadas entre sí).
Además, las constelaciones muy cercanas a los polos
norte y sur pueden ser difíciles de encontrar para un
observador cerca del ecuador, sobre todo si hay
muchas luces de algún centro urbano iluminando el
cielo.
COMPLEMENTO
Prepare una lista de constelaciones, ordenándolas de
la más fácil de encontrar hasta la más difícil.
En el cielo hay dos cucharones conocidas como las
dos Osas ¿Por qué, para los observadores de la
antigüedad, su contorno se asemejaba a la figura de
dichos animales?
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Actividad 4. En el camino del Sol hay animales
Objetivo:
Observar cómo la posición del Sol relativa a las constelaciones cambia a
lo largo del año.
Procedimiento:
Para realizar este proyecto se debe hacer observaciones por lo menos una
vez al mes durante un año. Sin embargo, dos o tres meses de observaciones bastarán para indicar cómo cambia de posición del Sol en relación al
fondo de estrellas.
1. Estudia hasta reconocer la ubicación aproximada de las 12 constelaciones del zodiaco - Aquarius, Aries, Cancer, Capricornus, Gemini, Leo, Libra,
Pisces, Sagittarius, Scorpius, Taurus, Virgo, también ubica a Ofiuco, usa
como herramienta de apoyo Stellarium.
2. Revise también los asterismos de estas constelaciones en el Anexo I
para familiarizarse con ellos.
3. Salga a observar una hora antes del amanecer o un poco después. Ubique el punto de salida o puesta del Sol. NUNCA MIRÉ DIRECTAMENTE AL SOL. Cúbralo con su mano, una hoja de cartón u otro objeto.
4. Identifique la constelación alrededor del Sol; o la que está detrás
(atardecer) o delante (amanecer) de él.
5. Estimé la ubicación del Sol dentro de la constelación, y dibuje un círculo en el lugar correspondiente en la figura. El conjunto de círculos que
resulta de sus observaciones indicara el movimiento aparente del Sol entre
las constelaciones del Zodiaco.
6. Usa Stellarium para simular el recorrido del Sol durante un año, observando su paso por las constelaciones y cuanto tiempo le toma pasar por
cada una.
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Fundamentos
Los dos movimientos principales de la Tierra son la rotación
diaria y la órbita anual. Debido a la rotación diaria
disfrutamos del día y la noche y observamos el paso diario
de las estrellas. Si el eje de rotación fuera perpendicular al
plano de la órbita de la Tierra alrededor del Sol, éste saldría
todos los días sobre el ecuador.
Pero no es tan sencillo. Examina la figura y la animación en
http://astro.unl.edu/naap/motion1/animations/
seasons_ecliptic.html, en ella podemos apreciar que la
Tierra se inclina a 23.5° grados de la línea perpendicular al
plano de la órbita. Examinando de nuevo la animación
podrás ver que en distintos puntos de la órbita del Sol
aparecerá más o menos inclinado al ecuador de la Tierra.
Esto nos indica que el Sol no sale todos los días sobre el
ecuador (a los 0° grados) sino que se mueve diariamente y
que los límites de sus movimientos son 23.5° grados de
latitud norte y 23.5° grados de latitud sur.
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Co
Complemento
De acuerdo a sus observaciones ¿puede decir en qué días sale el Sol
sobre el ecuador? (este es el equinoccio).
¿Cómo cambiarían sus observaciones si la Tierra fuera más inclinada?
¿Menos inclinada?.
Encuentre en un globo terráqueo (mapamundi) los trópicos de Capricornio y de Cáncer.
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Más fundamentos….
Si pudiéramos prescindir de la luz del Sol por un momento, observaríamos
las estrellas que quedan directamente por detrás de él. Así se puede decir
que, visto desde la Tierra, el Sol está dentro de una de las constelaciones.
Esta posición aparente del Sol cambia todo los días durante el año debido
al movimiento de nuestro planeta en su órbita.
La trayectoria aparente que sigue el Sol relativa al fondo de las estrellas
se llama la eclíptica. Las constelaciones que enmarcan la eclíptica conforman el zodiaco. (Tradicionalmente son las 12 constelaciones ya mencionadas, aunque el Sol también transita por parte de la constelación
Ophiuchus).
Haciendo uso del software Asynx Planetarium,
podemos observar el recorrido del Sol por las
constelaciones, junto con la localización, fecha y
hora, además la fase lunar.
Complemento
1. Utilizando sus observaciones logradas, puede explicar por qué las constelaciones del zodiaco no caen directamente sobre el ecuador.
2. ¿Cuánto tiempo le tomó identificar la constelación zodiacal más cercana
antes de la salida del Sol y después de la puesta del Sol?
3. Ingresa a http://www.pawean.com/MVM/Video_1.html, observa el
video, luego explica la causa de que existan las estaciones, ¿Por qué en
Colombia no tenemos estaciones como en los Estados Unidos?
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ANEXO 1. ASTERISMOS DE LAS CONSTELACIONES
Fuente: Appel, J. (2000). 40 Proyectos de astronomía.
Varias de las actividades formuladas han sido adaptadas de
propuestas encontradas en la bibliografía citada para ser
usadas en el contexto y ubicación de los estudiantes y para
emplearse junto con el software que se usa en la cartilla.