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15 nov 2008

Astronomia espacial: Distancia a las estrellas (paralaje)

¿Como se determina la distancia a la que se encuentra una estrella?
Bueno, pues la primera respuesta es: "depende de lo lejos que este".
Esto es como la pescadilla que se muerde la cola, pero si consideramos una estrella cercana, podemos determinar la distancia a la que está mediante su paralaje.
Para explicar qué es el paralaje, vamos a hacer un pequeño experimento que consiste en mirar nuestro dedo con un ojo guiñado, observar su posición respecto al fondo (usar algún punto de referencia) y después hacer lo propio con el otro ojo, sin movernos del sitio, ni tampoco mover el dedo o la cabeza. Comprobaremos, que la posición del dedo, respecto del punto de referencia elegido en el fondo, cambia.
Lo que ocurre, es que la distancia entre nuestros ojos hace que los rayos de luz nos sigan el mismo camino a uno y otro ojo, por lo que la posición aparente respecto al fondo es distinta para cada ojo.
Mediante trigonometría podemos calcular la distancia a la que se encuentra el dedo de nosotros.
De la misma manera, si consideramos una estrella, y tomamos su posición respecto al fondo fijo en los extremos de la órbita terrestre (su separación será el diámetro de la órbita, esto es 2 U. A.) podemos calcular la distancia a la estrella en parsecs.
1 parsec es la distancia a la cual un punto se observa con un paralaje (medido en extremos de la órbita de la tierra) de un segundo de arco (1º son 60 minutos de arco y un minuto arco son 60 segundos de arco). Así pues, medimos el desplazamiento de la estrella en segundos de arco(d) y su distancia en parsecs sera 1/d.
Ésta es la forma de determinar la distancia a una estrella cercana (suponiendo el resto fijas por estar mas lejos).
Hay que decir que ésta medida no es exacta, puesto que en el cálculo trigonométrico se realiza una aproximación. Ésta consiste en considerar el arco medido como la tangente del ángulo y esta tangente aproximarla por el ángulo ya que éste es muy pequeño.
Además, reflexionando un poco, uno puede pensar: "vale, pero una estrella se puede estar moviendo", pues si, las estrellas se mueven solo que nosotros nos somos capaces de percibirlo debido a la distancia tan enorme a la que están, pero por ejemplo, existen estrellas cuya posición no coincide con las observadas por los griegos, lo que indica que se han movido.

Esto plantea un inconveniente para el cálculo del paralaje, puesto que un desplazamiento de la posición aparente de la estrella, incluye un desplazamiento "propio" de la estrella debido a su movimiento por el universo. Los paralajes de las estrellas son pequeños, pero los movimientos propios son aun mas pequeños, por lo que no suele resultar difícil distinguirlos.
El desplazamiento debido al paralaje se ve como una elipse si observamos y anotamos la posición de una estrella todos los días del año, mientras que si dibujamos la trayectoria durante muchos años, veríamos como dicha elipse se va desplazando en la dirección del movimiento propio de la estrella.
Hay que decir también que existe una componente radial del desplazamiento de las estrellas que no influye en éste análisis, y que se puede determinar a través del efecto Doppler de su emisión.
Esta entrada puede resultar un poco densa sin un dibujo y alguna formula, así que intentare completarlo en cuanto pueda.

Astronomia espacial: Estrellas(introducción)

Para los griegos, las estrellas eran motas luminosas de un misterioso 5º elemento y que se encontraban en la esfera mas alejada (ver teoría geocéntrica o de las esferas).
Hoy sabemos que están compuestas de los mismos elementos químicos que nuestro planeta, además de conocer sus temperaturas, distancias, etc...

Las estrellas son esferas de plasma auto-sustentadas por su propia gravedad y cuya masa es suficientemente grande como para que en su núcleo se produzcan fenómenos de fusión nuclear.
Las estrellas son de diferentes colores, y esto esta marcado por su temperatura superficial. La Ley de Wien nos da la longitud de onda a la que se produce su máximo de emisión.

Así pues, si una estrella aparece de color rojo significa que tiene una mayor cantidad de emisión en longitudes de onda cercanas a la del color rojo (longitudes de onda grandes dentro del rango visible), lo que significa que su temperatura superficial es pequeña.

Si el color es azulado, significa que estaremos en el extremo opuesto del rango visible (longitud de onda pequeña) por lo que su temperatura superficial será alta. En caso de que una estrella aparezca con color blanco-amarillo, significa que emite por igual longitudes de onda cercanas al rojo y al azul, estando el máximo por tanto en el centro del rango visible, siendo su temperatura media.

La energía que radian las estrellas(tanto en el rango visible como en el invisible) es producida por las reacciones termonucleares que se producen en su interior, básicamente consumen los elementos químicos de los que están compuestas hasta agotarlos.
Cuando el combustible se agota la estrella muere, pero la evolución estelar la trataremos en otro artículo.
La velocidad de consumo del combustible depende de la temperatura de la estrella, cuanto mas caliente sea, mas rápido consume el mismo.

Pero ¿Como conocemos la distancia a la que esta una estrella?¿y su tamaño?¿y su temperatura y color?
Como decían en Conan "Esa es otra historia...."