El origen del Universo: teoría del Big Bang

El UniversoEl origen del universo se sitúa cuando emergió el Big Bang inicial, desde ese momento se creó toda la materia que existe actualmente, partiendo de un proceso de combinación de las partículas elementales (protones, neutrones y electrones), esparcidas uniformemente por el espacio. Durante los primeros tres minutos, la temperatura del universo era suficientemente alta para que tuvieran lugar determinadas reacciones nucleares.

Esas reacciones transformaron una cuarta parte de la materia en helio. Luego, cuando el universo se enfrió, dejaron de haber reacciones nucleares y la composición química quedó fijada”. Elementos más pesados como el carbono, el nitrógeno o el hierro, componentes de la Tierra y los seres vivos, se han formado posteriormente en el interior de las estrellas. Allí disponen de un tiempo superior a tres minutos y de densidades mucho más altas que las que había en el universo primitivo, cuando se formó el helio.

Sin embargo, el espacio intergaláctico mantiene aún aquella composición primordial del universo: tres cuartas partes de hidrógeno y una cuarta parte de helio. Esa materia no ha permanecido completamente intacta. Por ella han pasado, y no en vano, miles de millones de años de historia que han añadido a su composición una fracción muy pequeña de los elementos más pesados, probablemente “expulsados de las galaxias, donde se formaron estrellas, contaminando el medio intergaláctico”.

magallanes

A estas modificaciones en su composición se han ido sumando los cambios derivados del proceso conocido como “reionización”. Según calculan los expertos, la materia intergaláctica formó átomos cuando el universo tenía aproximadamente 300.000 años de edad, una vez se hubo enfriado lo suficiente para que se combinaran protones y electrones. Pero cuando, más tarde, se formaron las primeras estrellas, la luz de éstas ionizó de nuevo la materia intergaláctica.

Los protones y electrones que actualmente viajan por el espacio están tan separados unos de otros que es difícil que se encuentren y se combinen para formar nuevos átomos. Además, los escasos átomos de hidrógeno que se forman de nuevo por unión de un protón y un electrón libres vuelven a ser rápidamente ionizados por la luz de las galaxias y los cuásares distantes.

Lo mismo ocurre con el helio, según indican los estudios de los científicos, “si un astronauta estuviera en un punto cualquiera del espacio intergaláctico, vería a su alrededor un cielo totalmente negro, excepto quizás por alguna nubecilla de luz apenas visible, que podría parecerse a la galaxia de Andrómeda tal como se ve desde la Tierra. Esa luz tan difusa y débil es capaz de ionizar toda la materia intergaláctica, que constituye la mayor parte de la materia ordinaria del universo”.

El Sol, características principales para niños


Características: el Sol es una estrella, una bola de gas incandescentes y caliente que está a 149,60 millones de kilómetros de la Tierra, es la estrellas más cercana a nuestro planeta. El Sol transmite la energía, lo hace en forma de luz solar, posibilitando así la existencia de todas las formas de vida en la Tierra conocidas. Además es la fuente de todos los alimentos y los combustibles de nuestro planeta y determina el clima y la meteorología de la Tierra.

Formación del Sol

El SolEl Sol es una de las más de 100.000 millones de estrellas que se componen nuestra galaxia la Vía Láctea, se formó hace unos 4.650 millones de años y está aproximadamente en la mitad de su vida. Cuando transcurran otros 4.500 millones de años, el Sol comenzará a hacerse más y más grande, hasta convertirse en una gigante roja. Después, se colapsará por su propio peso y se convertirá en una enana blanca, que puede tardar un billón de años en enfriarse.

El origen del Sol se produce a partir de nubes de gas y polvo en el espacio que contenían residuos de anteriores generaciones de estrellas. En su período de formación en el llamado disco surgieron, más tarde, los planetas, lunas, asteroides y cometas del Sistema Solar. Muchas de las estrellas que vemos en la noche tienen su propio sistema solar con el nuestro, sólo que a años luz de distancia.

En el interior del Sol se producen reacciones de fusión nuclear en las que los átomos de hidrógeno se transforman en helio, proporcionando la energía que desprende el Sol. Actualmente, el Sol se encuentra en plena secuencia principal, fase en la que seguirá unos 5000 millones de años más quemando hidrógeno de manera estable.

La mayor parte de la energía utilizada por los seres vivos procede del Sol, las plantas la absorben directamente y realizan la fotosíntesis, los herbívoros absorben indirectamente una pequeña cantidad de esta energía comiendo las plantas, y los carnívoros absorben indirectamente una cantidad más pequeña comiendo a los herbívoros.

El Sol tiene una masa 333.400 veces que la de la Tierra y contiene aproximadamente el 99,90 por ciento de la masa de todo el sistema solar. La temperatura en el núcleo del sol el de 16 millones de grados Kelvin, suficiente para sostener las reacciones de fusión termonuclear. La energía liberada por este proceso evita que el sol se colapse sobre sí mismo y lo mantiene en forma gaseosa en el espacio.

Evolución y final del Sol

Sol finalLlegará un día en que el Sol agote todo el hidrógeno en la región central al haberlo transformado en helio. La presión será incapaz de sostener las capas superiores y la región central tenderá a contraerse gravitacionalmente, calentando progresivamente las capas adyacentes.

El exceso de energía producida hará que las capas exteriores del Sol tiendan a expandirse y enfriarse y el Sol se convertirá en una estrella gigante roja. El diámetro puede llegar a alcanzar y sobrepasar al de la órbita de la Tierra, con lo cual, cualquier forma de vida se habrá extinguido.

Cuando el Sol agote el helio existente en su núcleo, se iniciará una nueva expansión del Sol, que lo convertirá de nuevo en una gigante roja, y provocará que el astro expulse gran parte de su masa en la forma de una nebulosa planetaria, quedando únicamente el núcleo solar que se transformará en una enana blanca y, mucho más tarde, al enfriarse totalmente, en una enana negra. El Sol no llegará a estallar como una supernova al no tener la masa suficiente para producirse este final astronómico que sucede en otras estrellas.

El color de Venus

venus-colorEsta imagen muestra la vista hemisférica de Venus en color, según lo revelado después de más de una década de investigaciones de radar que culminan en la misión Magallanes de la NASA, entre los años 1990-1994. La imagen se centra en 180 grados de longitud este del planeta y gracias a la sonda espacial Magallanes se capturaron imágenes de Venus con más del 98 por ciento del planeta y una resolución de unos 100 m, la resolución efectiva de esta imagen es de unos 3 km.

Un mosaico realizado de las imágenes de Magallanes (la mayoría con iluminación desde el oeste) es la base de la imagen. Las brechas en la cobertura de Magallanes se llena de imágenes del radar de la Tierra, basado en el radiotelecopio de Arecibo, en una región más o menos centrada en la latitud y longitud de cero grados, con un tono neutral en otros lugares (sobre todo cerca del polo sur).

La composición de la imagen fue procesada para mejorar el contraste y resaltar los pequeños detalles, mediante un código de colores para indicar la elevación de la geografía de Venus, un planeta rocoso como la Tierra, Marte y Mercurio.

Iamagen: NASA/JPL/USGS

Las capas de la Tierra

tierra-capasLas capas de la Tierra se dividen en dos grupos diferentes según sea su estado sólido o semi líquido. Otra manera de clasificarlas es según su estructura ya sea interna o externa. Las capas internas de la Tierra son el manto y el núcleo y las capas externas son la litosfera, corteza, hidrosfera, biosfera y atmósfera. Algunas de ellas están divididas a su vez en varias capas como la atmósfera que se divide en troposfera, estratosfera, mesosfera, termosfera o ionosfera y exosfera que es la capa más externa de la Tierra.

El Núcleo y el Manto de la Tierra

Son las dos capas internas de la Tierra, el núcleo está justo en el centro y esta compuesto principalmente por hierro y níquel. Se divide a su vez en núcleo interno desde los 6378 kilómetros de profundidad hasta los 5100 kilómetros, y en núcleo externo que va desde los 5100 hasta 2890 kilómetros. El núcleo externo tiene en estado líquido y el núcleo interno está en estado sólido

El manto de la Tierra es la capa que recubre el núcleo terrestre y está en estado de fusión, compuesto fundamentalmente por hierro y silicato de magnesio. Se divide en manto inferior desde los 2900 kilómetros hasta 700 y el manto superior entre los 700 a 70 kilómetros de profundidad.

La Litosfera

La litosfera es la capa sólida de la Tierra y está compuesta por rocas y minerales. Pueden ser simples o compuestas, según tengan uno o más minerales en su composición. El grosor de esta capa va desde los 60 Km hasta la superficie.

La Corteza

La corteza de la Tierra forma parte de la litosfera, siendo la parte más superficial que va desde los 35 Km hasta la superficie. En esta capa se encuentran el Sial (formado por los continentes, islas y archipiélagos) y el Sima ( las zonas más profundas de los océanos).

Hidrosfera

Es la zona que está compuesta por agua por encima y por debajo de la superficie terrestre. La hidrosfera incluye los océanos, mares, ríos, lagos, agua subterránea, el hielo y la nieve. La hidrosfera de la Tierra está compuesta fundamentalmente por océanos, pero técnicamente incluye todas las superficies de agua en el mundo, incluidos los mares interiores y aguas subterráneas hasta una profundidad de 2000 m.

Biosfera

Es el sistema formado por el conjunto de los seres vivos que habitan el planeta Tierra, e incluye a todos los ecosistemas, ya sean grandes o pequeños. Los seres vivos están en los océanos y los continentes e islas. La biosfera tiene una gran importancia en astronomía, geología, climatología, paleogeografía, evolución y, en general, en todas las ciencias que tratan sobre la vida en la Tierra.

Atmósfera

atmosferaLa atmósfera es la parte gaseosa de la Tierra y es la capa más externa y menos densa del planeta. Está constituida por varios gases que varían en cantidad según la presión a diversas alturas. Esta mezcla de gases que forma la atmósfera recibe genéricamente el nombre de aire y esta compuesto de oxígeno (21%) y nitrógeno (78%). La atmósfera protege la vida sobre la Tierra absorbiendo gran parte de la radiación solar ultravioleta en la capa de ozono.

Además, actúa como escudo protector contra los meteoritos, los cuales se trituran en polvo a causa de la fricción que sufren al hacer contacto con el aire, formando los meteoros o comunmente llamados lluvia de estrellas. La capa más externa de la atmósfera es la exosfera que alcanza un altitud de 10,000 Km y es la zona de tránsito entre la atmósfera terrestre y el espacio.

Planetas visibles desde la tierra: Marzo

Los planetas visibles desde la tierra en este mes de marzo son los siguientes:

Venus: es visible mirando hacia el oeste, en la puesta de sol y durante las primeras horas de la noche porque después se oculta por el horizonte siguiendo el camino del sol. Es el planeta que mas brilla, de color blanco y durante este mes estará muy cerca de Júpiter.

Marte: se puede ver a simple vista desde las primeras horas de la noche mirando hacia el este. Según avanza la noche irá ganado altura, hasta situarse en lo alto del cielo nocturno en la madrugada, con su color rojo característico. Será fácil identificarlo porque brilla mas que las estrellas. El día 3 de marzo se produce la oposición de Marte con la Tierra, momento en el que los dos planetas están mas cerca y que ocurre cada dos años.

Júpiter: se puede ver junto a Venus, mirando hacia el oeste en las puestas de sol. Durante todo el mes forman una pareja espectacular debido a su proximidad el uno con el otro. Según avancen los días, Venus que estará situado a la derecha irá ganando altura con respecto a Júpiter. El día 25 de marzo la Luna estará entre los dos planetas formando una vista que recomiendo nadie se pierda.

Saturno: se puede ver mirando hacia el este, elevándose por el horizonte. Al igual que Marte según avance la noche irá ganado altura y será más fácil observarlo.

Mercurio: es un planeta difícil de ver debido a su cercanía al Sol. Solo es visible en las puesta de sol y durante poco tiempo. Se necesita un horizonte muy despejado para poder obervarlo. Estará justo debajo de Venus y Júpiter.

Cometa Garradd: este mes también podremos contemplar un cometa que nos vista, el cometa Garradd, que será visible hasta el día 18 de marzo entre las constelaciones de la Osa Menor y la Osa Mayor. Se deslizará entra las dos hacia arriba según avancen los días hasta desaparecer.

Planetas visibles a simple vista en enero

En este vídeo de la NASA podemos ver los planetas visibles a simple vista para este mes de enero de 2012.

Marte: es visible durante el anochecer mirando hacia el…

Venus: se puede observar durante la puesta de sol, mirando hacia el este. Desde antes de anochecer del todo ya puede observarse. Podremos observarlo durante unas horas hasta que poco a poco se oculta sobre el horizonte oeste.

Júpiter: es visible durante toda la noche mirando hacia el sur, muy elevado sobre el horizonte, casi en el cenit y como el planeta Venus es de color blanco. Se puede distinguir claramente porque brilla más que cualquier estrella de la noche y su luz no parpadea.

Saturno: se verá durante la noche cuando está avanzada y mirando hacia el sureste.

El día 28 de enero la Luna estará entre Júpiter y Venus junto a la costelaión de Pegaso. Mientras que el 13 de enero el planeta Marte estará muy cerca de la Luna mirando hacia el este.

El día 25 el asteroide Eros estará muy cerca de Marte hacia el este durante las primeras horas de la noche y podrá verse los siguientes días hasta entrar en el mes de febrero.

Planetas en otros sistemas solares

planetas-estrellaEsta concepción artística ilustra una estrella joven, una enana roja rodeada por tres planetas. Estas estrellas son más débiles en cuanto a brillo y más pequeñas que las estrellas amarillas como nuestro Sol, lo que las hace, blancos ideales para los astrónomos que deseen tomar imágenes de planetas fuera de nuestro sistema solar, llamados exoplanetas.

El Galaxy Evolution Explorer de la NASA, está ayudando a identificar las estrellas jóvenes enanas rojas, que están cerca de nosotros mediante la detección de su luz ultravioleta (estrellas emiten una gran cantidad de luz ultravioleta en sus primeras etapas de la vida).

La NASA junto la comunidad científica internacional, continúa en la búsqueda de un planeta con características similares a la Tierra, y aunque de momento ya se han localizado planetas rocosos girando en órbita de otras estrellas en nuestra galaxia, ninguno presenta una atmósfera como ocurre en la Tierra y agua, ingrediente básico para el desarrollo de vida, tal y como la conocemos.

Imagen: NASA

Planeta Neptuno en movimiento

El planeta Neptuno es el más lejano de nuestro sistema solar, (después de la degradación de Plutón como planeta menor en 2006) y ha llegado en el mismo lugar en el espacio donde se descubrió por primera vez hace 165 años. Para conmemorar el evento, el Telescopio Espacial Hubble de NASA ha capturado imágenes del movimiento del planeta gigante azul-verde con varias de sus lunas.

Neptuno fue descubierto hace 165 años y en estos momentos ha completado una órbita completa alrededor del sol. Para celebrar este hito en la historia de la astronomía reciente, los astrónomos han utilizado el Telescopio Hubble de la NASA, para descubrir más características del planeta Neptuno. Las imágenes muestran nubes de gran altitud en la superficie de Neptuno, que están compuestas de cristales de hielo de metano.

El metano absorbe la luz roja y como resultado tenemos el color del planeta verdoso-azulado. Se pueden apreciar además las nubes de color rosa, en las capas altas de la atmósfera, ya que reflejan la luz infrarroja.

Esta secuencia de video recopila los datos de Hubble observaciones del planeta Neptuno para mostrar sus características principales, girando sobre su eje inclinado. Un día de Neptuno tiene 16 horas. El Telescopio Espacial Hubble capturó estas imágenes del planeta cada cuatro horas.

Impacto de meteorito contra la Tierra hace 65 millones de años

En este vídeo podemos ver una simulación del meteorito que impactó contra la Tierra hace 65 millones de años y que supuso la desaparición de los dinosaurios. El lugar del impacto se sitúa en la península del Yucatán y el asteroide medía unos 10 Km aproximadamente. El cráter que produjo la colisión del asteroide mide 180 Km de diámetro y se denomina “cráter de Chicxulub”. El impacto originó un cambio climático en la Tierra.

La atmósfera de la Tierra quedo cubierta por una capa de cenizas que no dejaba atravesar la luz solar y así muchas especies, como los dinosaurios desaparecieron.

Las explosiones estelares podrían explicar la presencia de polvo en el Universo primigenio

El observatorio espacial Herschel de la ESA ha descubierto que las supernovas pueden generar grandes cantidades de polvo interestelar. Junto con las nubes de gas, este polvo forma la materia prima de la que surgirán nuevas estrellas, planetas y en última instancia, la vida. Este descubrimiento puede ayudar a resolver uno de los mayores enigmas del Universo primigenio.

Este descubrimiento fue realizado mientras Herschel estudiaba la radiación del polvo frío en la Gran Nube de Magallanes, una pequeña galaxia próxima a la Vía Láctea. El polvo frío emite radiación en la banda del infrarrojo lejano, lo que hace que Herschel, diseñado específicamente para estudiar esta banda de frecuencias, sea el satélite perfecto para detectar su presencia. Herschel observó una fuente de radiación infrarroja en la supernova 1987A, una explosión estelar detectada por primera vez desde la Tierra en febrero de 1987, y la más cercana a nuestro planeta de los últimos 400 años.

Desde aquel momento, los astrónomos estudian cómo la onda expansiva de la supernova atraviesa su galaxia.

Las imágenes obtenidas por Herschel son las primeras observaciones claras de la SN1987A en el infrarrojo lejano. En ellas, se puede detectar la presencia de granos de polvo a unos -250°C, emitiendo 200 veces más energía que nuestro Sol.

“Los restos de la supernova son mucho más brillantes en el infrarrojo de lo que esperábamos”, comenta Mikako Matsuura, del University College de Londres, autor principal del artículo que presenta este descubrimiento.

Los astrónomos han sido capaces de estimar la cantidad de polvo a partir del brillo de los restos de la supernova. Sorprendentemente, el polvo resultó ser unas mil veces más abundante de lo que se pensaba que podría generar una explosión de estas características – lo suficiente como para dar lugar a unos 200 000 planetas del tamaño de la Tierra.

Comprender el origen del polvo interestelar es una cuestión clave en el estudio del Universo. Los átomos más pesados, tales como el carbono, el silicio, el oxígeno o el hierro, no se produjeron durante el Big Bang, por lo que su origen debe estar en algún fenómeno posterior.

Telescopio EspacialAunque estos átomos sólo constituyen una pequeña fracción de la masa del Universo y de nuestro Sistema Solar, son los principales componentes de los planetas rocosos como la Tierra y de la vida en sí: gran parte de los átomos de nuestro cuerpo fueron algún día polvo interestelar.

No obstante, todavía no se comprende con exactitud cómo se genera este polvo, especialmente en el Universo primigenio. Los resultados de las observaciones de Herschel podrían constituir una magnífica pista.

Las teorías actuales sugieren que gran parte del polvo interestelar se genera por la condensación de los gases calientes que expulsan las gigantes rojas que podemos observar en el Universo actual, de forma similar a cómo se genera el hollín en una chimenea.

Sin embargo, este tipo de estrellas no existía en el Universo primigenio, aunque sí había grandes cantidades de polvo.

Herschel ha demostrado que las supernovas también pueden ser una magnífica fuente de polvo interestelar. Los granos de polvo podrían ser el resultado de la condensación de los residuos gaseosos de la explosión, al enfriarse durante su expansión.

En el Universo primigenio había un gran número de supernovas, por lo que esta teoría podría ayudar a comprender las primeras etapas de la evolución del Universo.

“Estas observaciones son la primera prueba directa de que las supernovas pueden generar el polvo interestelar que detectamos en las galaxias más jóvenes”, explica Göran Pilbratt, Científico del Proyecto Herschel para la ESA.

“Es un resultado muy importante, que demuestra una vez más las ventajas de contar con una ventana abierta al Universo”

Imágenes: ESA/Herschel/PACS/SPIRE/NASA-JPL/Caltech/UCL/STScI and the Hubble Heritage Team (AURA/STScI/NASA/ESA)

Fuente: ESA

Vídeo de la luna en vivo con telescopio

Vídeo en vivo de la luna y la superfice realizado con un telescopio, en el que se pueden observar los cráteres y mares de la Luna, cuando se encontraba en fase de cuarto creciente. Las zonas más oscuras de la superficie de la Luna son los denominados mares.

En algunos de los cráteres lunares se puede percibir la profundidad, debido a la sombra que causan las paredes sobre el fondo de los cráteres.

El vídeo está realizado con un teléfono móvil sujetado a mano sobre el ocular de un telescopio reflector newton de 150 mm de abertura y 750 mm de distancia focal.

Fotografías crédito: NASA