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Moviendo constelaciones

Creado en: 2024-02-20
Autor(es):
Giuseppe Bono (Università degli Studi di Roma Tor Vergata), Roberto Buonanno (Società Astronomica Italiana), Elisa Di Carlo (INAF), Giuliano Giuffrida (Vatican Apostolic Library), Licia Troisi (Società Astronomica Italiana)
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Solemos pensar que las estrellas están fijas en el cielo y que sus posiciones mutuas no cambian con el tiempo. Las civilizaciones antiguas construyeron sus sistemas religiosos y filosóficos en estaevidencia. Sin embargo, ahora sabemos que esto no es cierto; las estrellas tienen movimientos propios, lo que significa que su posición cambia con el tiempo. Las razones por las cuales las mediciones de los movimientos propios estaban rezagadas sondos: las estrellas se mueven en una escala de tiempo de decenas de miles de años, demasiado largo en comparación con la vida humana, y la medición del movimiento propio requiere instalaciones de observación espacial muy precisas.Esta actividad tiene la intención de mostrar prácticamente este movimiento en acción, utilizando software gratuito, datos satelitales y otras herramientas accesibles que evidencian cómo se forman las constelaciones.evolucionar con el tiempo.

Materiales
  • Equipo Personal
  • El software Stellarium (puede ser descargado aquí)
  • PowerPoint u otro software similar (Keynote, Libreoffice, Google Presentation, etc.)
  • Presentación de Introducción sobre la Osa Mayor (ver material adjunto, en ppt y pdf)
  • Resultado de esta actividad: la presentación de la evolución de Ursa Major a lo largo del tiempo simulada con Stellarium (ver material adjunto, en ppt y pdf)

Para más actividades

Metas

En esta actividad, los estudiantes:

  • serán introducidos en la observación del cielo nocturno, entendiendo que las estrellas no son objetos fijos y la apariencia del cielo nocturno cambia con el tiempo;
  • aprende qué son las constelaciones y las diferentes culturas que hay detrás de ellas.
  • vuelve a estar más curioso acerca de la Naturaleza y la ciencia.
Objetivos De Aprendizaje

En esta actividad, los estudiantes:

  • aprenderán qué son las constelaciones;
  • aprende los diferentes significados de la misma constelación en diferentes culturas;
  • aprender cómo utilizar un software astronómico profesional;
  • comprender cómo se mueven las estrellas en el tiempo.
Antecedentes

Constelaciones

Cuando miramos al cielo nocturno, podemos identificar algunas formas: se llaman constelaciones, y están formadas por estrellas que parecen estar cerca. Civilizaciones antiguas, y más recientemente,astrónomos - veían en estas configuraciones diferentes figuras, a menudo relacionadas con la mitología o la deidad. Les dieron un nombre, inventaron historias sobre ellas. Eran - y siguen siendo - muy útiles paraidentificar la posición de los planetas y objetos astronómicos en el cielo, y encontrar tu camino durante la noche, cuando no hay Sol para orientarse.


De hecho, las estrellas en una constelación no están realmente cerca unas de otras; solo parecen así porque en el cielo nocturno es muy difícil apreciar las distancias, y nos parece como un plano.cúpula en movimiento según la rotación de la Tierra.

Hoy vemos las mismas constelaciones que vieron nuestros antepasados en la antigüedad, como si las estrellas estuvieran fijas en el cielo. Esto es simplemente una ilusión: las estrellas tienen movimientos propios y cambian su posición mutua enel tiempo. Estos movimientos ocurren en un tiempo muy largo, porque las estrellas están muy lejos de nosotros, y esta es la razón por la cual no podemos apreciarlas hasta que fuimos capaces de desarrollar instrumentos adecuados paramidiendo.

El primer científico en medir un movimiento propio fue Edmund Halley – el mismo que descubrió el cometa Halley, nombrado en su honor – en 1719. Observó que tres estrellas muy brillantes, a saber, Sirius,Arcturus y Aldebarán estaban lejos de las posiciones medidas tanto por Ptolomeo, un astrónomo romano (c. 100-170 d.C.), como por Tycho Brahe (siglo XVI).

La era de los satélites

Ahora tenemos muchos instrumentos que pueden medir los movimientos más mínimos de las estrellas. Uno de los más importantes fue Hipparcos, un satélite lanzado por la ESA (Agencia Espacial Europea) en 1989 y que operóhasta 1993. El satélite ha sido nombrado en honor al gran astrónomo griego Hiparco (190-120 a.C.), quizás el mejor astrónomo de la antigüedad. Hiparco midió con gran precisión elposición de las estrellas, y, comparándolas con las mediciones más antiguas, descubrió la precesión de los equinoccios, es decir, el cambio aparente en la posición de las estrellas debido al cambio de orientacióndel eje de rotación terrestre. El objetivo principal del satélite era medir con gran precisión la posición de la mayor cantidad de estrellas posible; midiendo estas posiciones múltiples veces en diferentes épocas, se logrócapaz de determinar también su movimiento propio. Hipparcos produjo un catálogo de 2.5 millones de estrellas.

En 2013, la ESA lanzó un segundo satélite, Gaia, con el fin de ampliar el catálogo de Hipparcos y realizar mediciones más precisas. Produjo un catálogo de 1.800 millones de estrellas, mejorando en el camino.La medición realizada por Hipparcos. El análisis de datos todavía está en curso, por lo que se espera que se publiquen más y catálogos más completos.

Stellarium

En esta actividad, estarás utilizando Stellarium (https://stellarium.org/), un software gratuito de planetario de código abierto que puede ser utilizado en tu computadora. Stellarium se puede utilizar parasimula un cielo realista tal como se ve desde cualquier lugar de la Tierra y en cualquier momento, al igual que lo que verías a simple vista, con binoculares o un telescopio.
Stellarium se basa en los datos de Hipparcos, quees más que suficiente para evaluar el movimiento de las constelaciones de estrellas; de hecho, estas estrellas son muy brillantes, en general demasiado brillantes para Gaia, que ha sido diseñada para observar estrellas más tenues y menos estudiadas.

La constelación de la Osa Mayor

En esta actividad, proponemos trabajar en la constelación de la Osa Mayor, una de las más famosas y visibles en el Hemisferio Norte. Aquí te proporcionamos información histórica y astronómica.acerca de esto y una presentación en power point que puedas usar en el salón de clases para presentarlo.

Su nombre significa "oso grande" en latín, y este asterismo ha sido asociado con este animal en muchas culturas antiguas. Esto podría explicarse con una tradición antigua que correlaciona el asterismo conEl oso que data, según algunos estudios, de hace 13000 años.

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Imagen: La constelación de la Osa Mayor Créditos: Software Starry Night / A.Fazekas Enlace

Según la tradición greco-romana, se creía que Zeus, padre de todos los dioses, deseaba a una ninfa (una deidad griega menor relacionada con la naturaleza) llamada Calisto ("la más hermosa" en(Helénico). Su esposa Hera, celosa, decidió transformar a la ninfa en un oso. Un día, Callisto y el hijo de Zeus, Arcas, se encontraron con su madre en el bosque y, al no reconocerla, intentaron matarla. Zeusevitó la tragedia llevándolos a ambos al cielo, Arcas en forma de constelación de Boötes, y Callisto como Ursa Mayor.

Las personas judías también identificaron la constelación con un oso, y la mencionaron en la Biblia junto con algunas otras; esto también es cierto para los nativos americanos, entre ellos los Lakota yWampanoang. Para los iroqueses, el asterismo representa una escena de caza, mientras que para los Wasco-Wishram muestra cinco lobos y dos osos dejados en el cielo por Coyote, un animal mitológico.

Otras civilizaciones veían en el asterismo un carro o un cucharón; el primero es el caso de la tradición nórdica, en la que la Osa Mayor es conocida como el carro de Woden, uno de los nombres de Odin, el últimode China y Japón, en los cuales la constelación es conocida como la Osa Mayor o Norte. En las tradiciones Sami, una parte de la constelación representa un arco.

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Imagen: Estrellas en la constelación de la Osa Mayor. Créditos: IAU y revista Sky & Telescope (Roger Sinnott & Rick Fienberg) - Enlace

Desde un punto de vista astronómico, Ursa Major es una de las constelaciones más grandes, y en latitudes medias y del norte, aparece circumpolar, lo que significa que nunca se pone detrás del horizonte. DosEstrellas, Dubhe (formada por la palabra árabe "dubb", que significa "oso") y Merak (de la palabra árabe al-maraqq, que significa "los lomos" del oso) podrían usarse para identificar a Polaris, la estrella que ahora marcael polo norte simplemente conectando los dos con una línea, y multiplicando su distancia por cinco. Otra estrella, Mizar, es una estrella doble, porque parece estar muy cerca de otra, Alcor;probable que no estén ligados gravitacionalmente, pero el primero es un sistema cuádruple (lo que significa que cuenta con cuatro estrellas que orbitan entre sí) y el segundo es un sistema binario (lo que significa que esJuego de 2 estrellas).formado por dos estrellas unidas gravitacionalmente); de todos modos, los dos sistemas se mueven juntos.

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Imagen: Cómo encontrar la Estrella Polar usando la Osa Mayor. Créditos: Enlace

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Imagen: Alcor e Mizar Créditos: sebastien lebrigand de crépy en valois, FRANCIA, CC BY-SA 2.0, Wikimedia Commons

Para cada constelación, la UAI (Unión Astronómica Internacional) define una región en el cielo; todos los objetos en esta área se consideran asociados a la constelación. En este sentido, hay muchosObjeto interesante en la región de la Osa Mayor:

  • 47 Ursa Major es una estrella con tres exoplanetas, lo que significa planetas que orbitan alrededor de una estrella que no es el Sol;
  • M81 y M82 son dos galaxias interactuantes; una galaxia es una colección de estrellas unidas gravitacionalmente. M81 tiene una forma espiral, mientras que M82 es irregular. Están conectadas por estructuras de gas filamentosas.

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Imagen: 47 Ursa Major Créditos: Enlace

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Imagen: Ubicación de M81 y M82 Créditos: NASA, ESA, Z. Levay (STScI) y A. Fujii Enlace

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Imagen: M81 y M82 Créditos: NASA Enlace

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Imagen: M81 Créditos: Telescopio Subaru (NAOJ), Telescopio Espacial Hubble; Procesamiento y Derechos de Autor: Roberto Colombari y Robert Gendler Enlace

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Imagen: M82 Créditos: NASA, ESA, STScI, AURA, Proyecto Hubble Heritage (STScI, AURA)Enlace

Descripción Completa

Paso 1

Puedes comenzar explicándole a tus estudiantes qué es una constelación e ilustrando las características de la constelación de la Osa Mayor mostrando la presentación adjunta y discutiéndola.

Pregúntele a sus estudiantes si conocen alguna otra versión o mito.

NOTA: Si lo prefieres, también puedes utilizar una constelación diferente, encontrar información astronómica y mitológica al respecto. Según tu ubicación, esta es una lista de objetos viables:

Hemisferio norte: Ursa Minor, Cassiopeia
Hemisferio sur: Carina, Centaurus, Crux

Paso 2

Ahora necesitas Stellarium. Ábrelo y configura la hora en la noche; puedes hacerlo usando el menú emergente a la izquierda de la pantalla, haciendo clic en el ícono del reloj. Para facilitar las cosas, establece "fecha y""Tiempo" y no "fecha juliana".

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Imágenes: configurando la hora en Stellarium.

Luego, desde el mismo menú, selecciona el ícono de la lupa e ingresa el nombre "Ursa Major". El software te lo mostrará. Desde el menú emergente en la parte inferior de la pantalla, selecciona el primer ícono.correspondiente a las líneas de la constelación. De esta manera, el software te mostrará la forma de la constelación.

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Imágenes: buscando la Osa Mayor en Stellarium

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Imágenes: cómo ver las líneas de las constelaciones en Stellarium

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Imágenes: Ursa Major hoy tal como se ve en Stellarium

Ahora es el momento de evolucionar esta constelación en el tiempo. En la misma ventana que usaste para establecer la hora, establece una fecha. Te sugerimos cuatro fechas diferentes que tienes que colocar en el espacio del año dentro del [year_space].ventana: 20 000, 40 000, 60 000, 80 000. En algunos casos, deberás ajustar los tiempos en consecuencia.

Explícales a tus estudiantes que esto significa mirar hacia el futuro, específicamente 20 000, 40 000, 60 000 y 80 000 años desde ahora. Ahora, toma una captura de pantalla para cada momento, incluyendo el presente (en la imagen que)¡Puedes ver la Osa Mayor 40,000 años a partir de ahora.

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Imagen: Ursa Major hace 40000 años a partir de ahora

Paso 3

Para obtener una animación que muestre la modificación en el tiempo de la forma de la constelación, utiliza un software que pueda producir diapositivas de presentación. A continuación, te explicaremos cómo proceder.proceso utilizando PowerPoint.

Necesitas superponer las cinco imágenes que has tomado en el paso anterior; esto se puede hacer fácilmente en una diapositiva de PowerPoint. Pon la primera imagen en ella, y luego agrega la segunda, estableciendo sutransparencia a la quinta opción disponible en el menú. Para superponer la segunda imagen sobre la primera proceda de la siguiente manera:

  • Elige una estrella y una línea de constelación como referencia. La línea debe conectar la estrella elegida con otra;
  • Alinea la segunda imagen con la primera superponiendo la línea y la estrella elegidas;

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Imágenes: Cómo superponer imágenes en la presentación de PowerPoint


Puedes proceder de esta manera con todas las imágenes restantes. Establece eventualmente una animación para todas las imágenes que has apilado juntas. De esta manera obtendrás una animación que muestra cómo elLa constelación se modifica durante un lapso de casi 80 000 años. Consulta el material adjunto, la presentación de Power Point que obtendrás.

Mostrar a tu estudiante cómo cada estrella tiene una velocidad diferente, como se muestra por las diferentes distancias entre cada estrella en la imagen resultante, y cómo cada estrella se mueve en una dirección diferente, una pruebaQue las estrellas en una constelación no están físicamente cerca.

Paso 4

Muestra a tu estudiante el siguiente video (https://www.youtube.com/watch?v=pTtbaq5MgwA) realizado utilizando datos de Gaia, mostrando exactamente lo que obtuvieron con su animación.

Luego, muéstrales este video (https://www.cosmos.esa.int/web/gaia/edr3-startrails), con el movimiento adecuado de algunas estrellas de nuestra galaxia medido por Gaia. Nuevamente, enfatiza que cada estrellatiene una velocidad diferente.

Actividad adicional

También puedes organizar una noche de observación para mirar e identificar las constelaciones en el cielo.

Una herramienta sencilla para ayudarte a encontrar estas constelaciones es SkyPortal de Celestron, una aplicación para teléfonos móviles; simplemente ábrela y reconocerá automáticamente tu ubicación. Necesitas hacer clic en "brújula" enla parte inferior de la pantalla; de esta manera, simplemente moviendo tu teléfono hacia el cielo, la aplicación te mostrará lo que estás mirando, incluyendo estrellas y constelaciones. La pantalla está en rojo porque enDe esta manera, la luz del teléfono no te cegará y podrás ver todas las estrellas visibles en tu ubicación.

Evaluación

Los estudiantes pueden ser solicitados a responder el cuestionario a continuación para verificar lo que han aprendido:

  • ¿Qué es una constelación?
    1. Una colección de estrellas físicamente cercanas entre sí
    2. Una colección de estrellas moviéndose juntas
    3. Una colección de estrellas que parecen cercanas en el cielo
  • ¿Por qué las constelaciones que observamos hoy son las mismas que vieron nuestros ancestros en el pasado?
    1. Debido a que las estrellas están muy lejos de nosotros y solo podemos apreciar su movimiento en un período de tiempo muy largo
    2. Debido a que sus estrellas se mueven todas juntas
    3. Porque sus estrellas están fijas
  • ¿Cuál es el propósito de las constelaciones?
    1. Para divertirte dibujando figuras en el cielo
    2. Para identificar la posición de objetos celestes en el cielo
    3. Para justificar mitos
  • ¿Qué son Gaia y Hipparcos?
    1. Dos satélites que mapearon las estrellas de nuestra galaxia
    2. Dos personajes de la mitología griega
    3. Dos famosos astrónomos
  • ¿Las estrellas están fijas en el tiempo?
    1. SI
    2. No
    3. Solo unos pocos de ellos
  • ¿Qué es el movimiento propio?
    1. El movimiento de estrellas en relación entre sí
    2. El movimiento nocturno del cielo
    3. El movimiento anual del cielo
  • ¿Se mueven todas las estrellas a la misma velocidad?
    1. SI
    2. No
    3. Las estrellas están fijas
  • ¿Qué es una constelación circumpolar?
    1. Una constelación solo visible desde el Polo Norte
    2. Una constelación solo visible durante el invierno
    3. Una constelación que nunca se pone detrás del horizonte
  • ¿Qué es un exoplaneta?
    1. Un planeta orbitando alrededor de una estrella que no es el Sol
    2. Un planeta exótico
    3. Uno de los planetas externos del Sistema Solar
  • ¿Qué es una galaxia?
    1. Una colección de planetas
    2. Una colección de asteroides
    3. Una colección de estrellas

Los estudiantes de secundaria también pueden producir una diapositiva de presentación explicando todo lo que han aprendido durante la experiencia, ilustrando el trabajo realizado juntos o tratando de aplicar el método aprendido a un'autor situación.diferentes constelaciones que pueden elegir.

Currículum

La actividad es adecuada para la escuela secundaria tanto superior como inferior. Podría presentarse en el contexto del plan de estudios de ciencias.