Cómo se descubrió nuestra galaxia

Descubriendo nuestra galaxia

No fue hace tanto tiempo que la gente discutió nuestro lugar en el mundo. ¿Cómo es nuestro planeta? ¿Es plano o redondo? ¿Está en el centro del sistema solar o no?

Estas preguntas parecen un poco tontas ahora, pero no podrían haber sido respondidas sin descubrimientos. Tuvimos que descubrir que la Tierra era redonda y que la Tierra orbita alrededor del Sol.

Del mismo modo, puede parecer realmente tonto decir que descubrimos la Vía Láctea, la galaxia en la que vivimos. Quiero decir, estamos en ella. ¿Qué hay por descubrir?

Pero hace mucho tiempo, no estábamos seguros de dónde estábamos ubicados en el cosmos, dentro de qué (si es que hay algo) y qué tan grande es.

Echemos un vistazo a los conceptos básicos de cómo fue que los científicos descubrieron que vivimos en una enorme colección de estrellas, la Vía Láctea .

Conceptos tempranos de nuestro universo

Desde la antigüedad, la gente ha mirado hacia el cielo para ver una brumosa banda de estrellas que se extiende por el cielo nocturno, algo que ahora se llama Vía Láctea.

Esta banda dio pistas a los astrónomos posteriores sobre la idea de que nuestro sol debe ser parte de una nube de estrellas en forma de rueda, y la Vía Láctea es simplemente una proyección de esta nube de estrellas en nuestro cielo nocturno desde nuestro punto de vista dentro de ella.

Imagínense a alguien tomando un hula hoop y colocándolo sobre su cabeza. No podrá ver el hula hoop desde el exterior mirando hacia adentro. Sin embargo, parte del aro bloqueará parte de su visión mientras se extiende frente a sus ojos, lo que le indicará el hecho de que debe ser algo circular. eso está bloqueando tu vista.

En el siglo XVIII, un equipo hermano y hermana de astrónomos llamados Sir William Herschel y Caroline Herschel comenzaron a contar y trazar un mapa de las estrellas en el cielo nocturno de una manera metódica y tridimensional. Sus observaciones mostraron que las estrellas que vemos están ubicadas en forma de disco. Sin embargo, más tarde se demostró que sus otras suposiciones, como que nuestro Sol está en el centro de la galaxia, eran incorrectas, como pronto descubrirá.

Observaciones modernas

Algunas estrellas en el cielo nocturno, llamadas estrellas variables, parpadean en brillo, pasando de brillantes a débiles y nuevamente brillantes. Este ciclo se conoce como el período de pulsación de la estrella .

A principios del siglo XX, la astrónoma Henrietta Leavitt usó una especie de estrella variable llamada Cefeida para darse cuenta de que la relación entre el período de una estrella y la luminosidad tiene una gran importancia. En aras de la simplicidad, la luminosidad es lo brillante que es realmente una estrella (su brillo intrínseco), en contraposición a lo brillante que nos parece en la Tierra (su brillo aparente).

La estrella variable cefeida Leavitt saw es una especie de estrella variable que tiene un período de pulsación entre 1 y 60 días.

Las cefeidas se encuentran en una región especial del diagrama HR llamada Tira de inestabilidad . Esta es una región del diagrama HR donde se encuentran las estrellas variables pulsantes, como las estrellas Cefeidas variables y RR Lyrae.

Las estrellas variables RR Lyrae son simplemente estrellas variables con un período de pulsación de 12 a 24 horas. El diagrama HR es un diagrama que traza la luminosidad de una estrella frente a la temperatura de la superficie.

En cualquier caso, lo que Leavitt descubrió fue algo que ahora se llama relación período-luminosidad , que es la relación entre el período de pulsación de una estrella cefeida variable y su brillo intrínseco.

Su descubrimiento abrió el camino para que los astrónomos modernos finalmente probaran que vivimos dentro de una enorme colección de estrellas, una galaxia que llamamos la Vía Láctea.

Harlow Shapley

Y así, el testigo pasó al astrónomo Harlow Shapley . Armado con la riqueza del conocimiento de sus predecesores, finalmente pudo demostrar que vivíamos dentro de una gran rueda de estrellas.

Mediante la observación y el cálculo, Shapley se dio cuenta de que el centro de la galaxia no podía estar cerca del Sol, como habían pensado los astrónomos anteriores. Esta creencia abrió la posibilidad de que vivamos en una colección de estrellas mucho más grande de lo que habíamos imaginado anteriormente.

Para encontrar la distancia al verdadero centro de la Vía Láctea, Shapley necesitaba encontrar la distancia a algún cúmulo de estrellas lejano. Pero no tenía una buena forma de hacerlo hasta los descubrimientos de Leavitt.

Shapley descubrió que las distancias a las estrellas variables observadas por Leavitt podrían determinarse solo si se conocieran sus luminosidades.

Para averiguar sus luminosidades, comenzó observando el movimiento adecuado de las estrellas variables y agregó algunas buenas matemáticas. El movimiento propio de una estrella es la velocidad a la que una estrella se mueve por el cielo.

Una vez que la magia matemática de Shapley estuvo completa, y él conocía la luminosidad de la estrella variable, podía usar la relación período-luminosidad para calcular la distancia a cualquier cúmulo de estrellas que contuviera estrellas variables.

Esto permitió a Shapley calcular que el centro de la galaxia en la que vivimos está lejos del Sol. Eso significaba, por extensión, que vivíamos en un gigantesco disco de estrellas, ya que su centro estaba muy lejos del Sol.

Sus descubrimientos también llevaron a otros descubrimientos que mostraron que hay muchas otras galaxias, más allá de la nuestra, por lo que no solo somos parte de una galaxia, somos parte de una gran colección de galaxias: el universo.

Resumen de la lección

Y así, a través de las edades y esfuerzos de muchos astrónomos, la gente finalmente se dio cuenta de que no solo nos movemos por el espacio solos, no somos solo parte de un sistema solar, y no somos solo parte de una pequeña colección de estrellas. De hecho, somos parte de un enorme disco de estrellas, la Vía Láctea.

Los astrónomos Sir William y Caroline Herschel trazaron una forma tridimensional similar a un disco en la Vía Láctea.

Henrietta Leavitt descubrió algo que ahora se llama relación período-luminosidad , que es la relación entre el período de pulsación de una estrella cefeida variable y su brillo intrínseco.

La estrella variable Cefeida es una especie de estrella variable que tiene un período de pulsación entre 1 y 60 días.

Las cefeidas se encuentran en una región especial del diagrama HR, llamada Tira de inestabilidad . Esta es una región del diagrama HR donde se encuentran las estrellas variables pulsantes, como las estrellas Cefeidas variables y RR Lyrae.

Las estrellas variables RR Lyrae son simplemente estrellas variables con un período de pulsación de 12 a 24 horas.

La relación período-luminosidad de Leavitt, algunas matemáticas sólidas y las observaciones del movimiento adecuado de una estrella, la velocidad a la que una estrella se mueve a través del cielo, fueron fundamentales para ayudar a Harlow Shapley a descubrir de una vez por todas que vivimos en una gigantesca colección de estrellas cuyo centro está lejos del Sol.

Los resultados del aprendizaje

Después de esta lección, obtendrá la capacidad de:

• Describir las contribuciones de Sir William y Caroline Herschel, Henrietta Leavitt y Harlow Shapley para descubrir dónde existimos en la galaxia.
• Definir y utilizar términos importantes relacionados con estas contribuciones: relación período-luminosidad, estrella variable cefeida, tira de inestabilidad, estrellas variables RR Lyrae y movimiento propio.

Rodrigo Ricardo Editor y fundador