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Antares - Observatorio Virtual - P1 : Medida de distancias entre estrellas
ANTARES
OBSERVATORIO VIRTUAL
PRÁCTICA 1:
MEDIDA DE DISTANCIAS ENTRE ESTRELLAS
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Objetivos
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Introducción
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Material
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Distancias entre estrellas del cúmulo
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Tamaño de las nebulosas de reflexión
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La expansión del cúmulo
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Consideraciones finales
Objetivos
Trataremos de familiarizarnos con la medida de las distancias relativas entre estrellas y ver
su aplicación en el estudio de cúmulos abiertos.
Introducción
Las Pléyades son una de las asociaciones de estrellas más bellas del firmamento. Se trata
de un grupo de unas 500 estrellas a una distancia de 116 kpc que abarca un campo de unos
dos grados.
Un cúmulo abierto es un conjunto de estrellas relativamente cerca unas de otras y poco
ligadas gravitatoriamente. Se llaman así en contraste con los cúmulos globulares, también
formados por estrellas pero mucho más numerosos (del orden de centenas o miles) y con
una morfología esferoidal típica. Además, estos últimos están formados por estrellas
mucho más viejas.
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estudios de estos cúmulos han demostrado que están compuestos de estrellas todas ellas
muy jóvenes y formadas en el mismo instante de tiempo. La nube de gas frío que las dió
origen llegó a colapsarse hasta formar pequeños corpúsculos que más tarde darían lugar al
nacimiento de una estrella.
En el caso del cúmulo de las Pléyades, formado hace unos 100 millones de años según los
últimos estudios, todavía podemos ver cómo alrededor de las estrellas más brillantes hay
una nebulosidad azulada, que refleja la luz de éstas. Son los restos de la nube de gas
original.
El diagrama HR que mostramos en la figura es una de las herramientas fundamentales en el
estudio de los cúmulos abiertos. Cada línea representa la traza de las estrellas para
diferentes cúmulos, entre ellos las Pléyades. A medida que el cúmulo se hace más viejo,
las estrellas más masivas empiezan a abandonar la secuencia principal. Así vemos, que por
ejemplo, en las Pléyades, todavía hay estrellas muy azules (con un color B-V pequeño) y
por lo tanto muy masivas que todavía se encuentran en la secuencia principal. Sin
embargo, para cúmulos viejos como M67, una gran mayoría de las estrellas han
abandonado la secuencia principal.
Material
Una vez más utilizaremos el telescopio de 1 metro, por ser las Pléyades uno de los objetos
más brillantes del cielo y fácilmente detectable con un telescopio de estas características.
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PRÁCTICA 1:
MEDIDA DE DISTANCIAS ENTRE ESTRELLAS
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Objetivos
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Introducción
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Material
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Distancias entre estrellas del cúmulo
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Tamaño de las nebulosas de reflexión
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La expansión del cúmulo
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Consideraciones finales
Distancias entre estrellas del cúmulo
Vamos a medir la distancia real entre varias estrellas del cúmulo. Escoger un par de
estrellas cercanas en la consola de adquisición del telescopio. En la consola de medición
daremos un tiempo de exposición corto, de unos pocos minutos, pues las Pléyades son
estrellas muy brillantes.
Una vez que hemos obtenido la imagen, utilizaremos la opción Distancia que nos
proporciona la consola de medición. Con esta opción pinchamos con el ratón en una de las
estrellas y aparecerá una cruz. Volvemos a pinchar con el ratón en la otra estrella y
anotamos el valor obtenido.
El valor que acabamos de medir se corresponde con la distancia entre las dos estrellas en
píxeles. En la mayoría de los experimentos en astrofísica tenemos que transformar alguna
cantidad medida directamente con magnitudes con algún significado físico. Este tipo de
transformaciones se conoce con el nombre de calibraciones. En este caso, la
transformación será muy sencilla: queremos pasar de la distancia en píxeles medidos al
ángulo en segundos de arco. El factor de conversión entre ambas cantidades se conoce
con el nombre de escala de placa y para el instrumento que hemos seleccionado tiene un
valor de 7".7/pix. Así, la distancia en segundos de arco ∆ (") es:
donde p es la distancia en píxeles.
Las distancias angulares que estamos midiendo tienen una correspondencia directa con
las distancias reales entre las estrellas. Esto es así ya que todas las estrellas del cúmulo se
encuentran a la misma distancia de nosotros.
Sabiendo que el cúmulo de las Pléyades esta situado a d=116000 parsecs, podemos
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calcular la distancia entre las estrellas en kilómetros l como:
También podemos calcular la distancia en unidades astronómicas (la distancia de la Tierra
al Sol) dividiendo por 1.4× 108.
Hay que tener en cuenta que la distancia que estamos midiendo aquí es la distancia
proyectada según la línea de visión. Una de las estrellas siempre estará un poco más lejos
que la otra y por lo tanto la distancia real entre ambas será ligeramente mayor.
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PRÁCTICA 1:
MEDIDA DE DISTANCIAS ENTRE ESTRELLAS
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Objetivos
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Introducción
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Material
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Distancias entre estrellas del cúmulo
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Tamaño de las nebulosas de reflexión
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La expansión del cúmulo
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Consideraciones finales
Tamaño de las nebulosas de reflexión
Como se puede observar en la imagen obtenida, las estrellas más brillantes están rodeadas
de una nebulosidad. Esa nebulosidad se debe a la luz reflejada por gas situado alrededor
de la estrella y son los restos de la nube que dio origen a dicha estrella. Para un cúmulo
relativamente joven como son las Pléyades, las estrellas todavía no se han desprendido de
dicho gas. Pero la gran mayoría de las estrellas que vemos en el firmamento no están
rodeadas de dicha nebulosidad. Esto es debido a que el gas y las estrellas se van
dispersando y al cabo de varios millones de años, no queda ningún rastro del cúmulo
original.
Para medir el tamaño de dicha nebulosidad podemos proceder de igual manera a como
hemos hecho para medir la distancia relativa entre dos estrellas escogiendo alguna de las
estrellas más brillantes de la nebulosa, que son las que todavía conservan parte del gas
original.
La expansión del cúmulo
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Vamos a intentar medir el tamaño total del cúmulo abierto. Para ello no podemos utilizar la
consola de medición, ya que el cúmulo es demasiado grande como para abarcarlo dentro
de la ventana.
Sin embargo podemos hacer una medida aproximada en la consola de adquisición. Nos
iremos a un extremo del cúmulo por la izquierda y anotaremos la posición x que marca a la
derecha de la consola. Después nos iremos al extremo derecho del cúmulo y volveremos a
medir la posición x. La diferencia entre estas dos posiciones nos dará un tamaño
aproximado del tamaño en píxeles, que podremos convertir al tamaño en kilómetros de
manera similar a como hemos hecho para la distancia relativa entre estrellas.
Consideraciones finales
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Calcular la distancia real entre dos estrellas que se encuentran separadas 45º con respeto a la
visual
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Se puede hacer un sencillo cálculo de cómo de separadas estarán las estrellas del cúmulo de las
Pléyades dentro de 500 millones de años. Se puede decir que las Pléyades se formaron en un
punto y desde entonces el cúmulo se ha ido expandiendo. Esto no es del todo cierto, pero nos
puede dar una idea de la velocidad de expansión del cúmulo. Sabiendo el tamaño del cúmulo
calculado en el apartado anterior y la edad aproximada de éste (100 millones de años) se puede
calcular la velocidad de expansión. También se puede intentar calcular el tamaño angular del
cúmulo para dentro de unos 500 millones de años. ¿Tendrá la misma forma el cúmulo?
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