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ORIENTARSE EN EL CIELO
CONSTELACIONES
Es el primer hecho de la Historia de la Ciencia. Tan pronto como el hombre
vio las estrellas en la noche silenciosa, desde que se preguntó qué podían
ser aquellas luces lejanas y qué servicios le podían ofrecer; hubo que crear
grupos formados por estrellas próximas entre sí, o dispuestas según
líneas, en figuras más o menos regulares. No tardó en darles nombres
relacionados con las propias figuras o con la asociación aparente de esas
estrellas con las estaciones, los fenómenos meteorológicos, las fechas de
los primitivos calendarios, los recuerdos, las fiestas las reuniones; a lo
largo de los tiempos, la política y la religión añadieron nombre nuevos a
las constelaciones conocidas, transportando a los cielos los héroes que la
veneración y el miedo quisieron inmortalizar.
Camille Flammarion, Astronomie populaire
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Imagen tomada con Stellarium; Localización
Bogotá, Fecha 10 de mayo 2013 y Hora 8:02 pm
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Tabla de contenido
Actividad 1. Observaciones con cuadrante: Constelaciones 9
Actividad 2. Observaciones con cuadrante:
Movimiento anual de las estrellas 12
Actividad 3. Usemos Software 15
Actividad 4. En el camino del Sol hay animales 23
Anexo 1. Asterismos de las constelaciones 28
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Objetivo
Conocer el telón de fondo sobre el cual se desarrolla toda la astronomía; las estrellas y las constelaciones, familiarizar y aprender a orientarse entre el enjambre de puntos brillantes que pueblan la cúpula celeste.
Si levantas los ojos a las 9 p.m. en el mes de enero, la constelación más representativa que cruza el meridiano es Orión, fácilmente identifi-cable porque tiene tres estrellas en fila conocidas como las tres marías o los tres reyes magos. A partir de Orión se pueden ubicar las estrellas y constelaciones vecinas.
C O M E N C E M O S C O N
A L G U N A S L E C T U R A S . . .
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Luego escoge cuentos de estrellas. En este link podrás
encontrar muchas historias que puedes descargar en
formato PDF de manera gratuita. Lee varias de las
historias.
También puedes explorar toda la página web y
encontrarás cosas muy interesantes.
Ingresa a la siguiente dirección web
http://sac.csic.es/unawe/index.html
Entra a cuentos y poesías
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Enuncia algunas de las culturas que se mencionan en las
lecturas y busca información acerca de ellas.
¿Existe alguna relación entre las historia y la forma en que
unían las estrellas para formar figuras en las diferentes
culturas?
Busca información acerca de la o las figuras que se
mencionan, ¿existen en realidad?
¿Para las culturas mencionadas estas figuras tenían algún
tipo de aplicación o uso? Consulta para las culturas Griega,
China, Egipcia y Mesopotámica qué usos le dieron a las
figuras que formaban en el cielo.
¿En las culturas indígenas colombianas encontramos
historias de este tipo? ¿Cuáles? Menciona las historias y
compártelas con tus compañeros.
Las lecturas, además de
contar una fantástica historia,
nos brindan información sobre
el cuerpo celeste del cual se
hace el relato.
complemento
C o n s t e l a c i o n e s Página 7
Definimos constelación como el conjunto de estre-
llas que por su posición aparente forman una figu-
ra que facilita su identificación.
¿En qué lecturas encontramos que se hable de
constelaciones?, ¿Cuáles constelaciones se men-
cionan?, ¿Podrías ubicarlas en el cielo por la no-
che?
Usemos stellarium y busque-mos esas constelaciones !!!!
En Ventana de búsqueda [F3], ubicamos cualquier cuerpo celeste.
Escribimos el nombre de la constelación. También podemos ubicarla por la posición o en las listas.
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Como puedes
observar, las
constelaciones
se forman a par-
tir de la unión de
varias estrellas.
Con estos botones de la Barra de herramientas
principal puedes ver líneas de constelaciones
[C], nombres de constelaciones [V], figuras de
las constelaciones [R].
Canis Major
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Objetivo:
Utilizar el cuadrante para
medir el tamaño de una
constelación y la separación
angular entre estrellas.
ACTIVIDAD 1. OBSERVACIONES CON CUADRANTE
CONSTELACIONES
Materiales: 1. Cuadrante. Lápiz y papel. 2. Copias de los asterismos de las constelaciones (Anexo I), o in-
gresar a la pagina http://www.iau.org/public/constellations/,
aquí podrás encontrar los mapas de las constelaciones.
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Procedimiento de trabajo
¿Cuándo? Se facilitará tomar las medi-das si observas durante las noches sin Luna y en lugares alejados de las luces de las ciudades. Anote la fecha y la hora de sus observaciones.
¿Dónde? Escoja alguna de las conste-laciones que tienen asterismos de fácil identificación, como: Crux, Cygnus, Orion, Ursa Major, Leo, Pegasus, Scor-pius. Mide primero la altura de la constela-ción. Oriente el cuadrante con su plano en sentido vertical. Mida el ángulo desde el horizonte (0°) hasta la estrella menos alta de la constelación. Luego mida desde el horizonte hasta la estre-lla más alta. Encuentre la diferencia entre los dos valores para determinar la distancia angular que ocupa la cons-telación en el sentido vertical. Ahora orienta el cuadrante en sentido horizontal. Dirija el pitillo al lado dere-cho de la constelación y coloque el hilo sobre la marca 0°. Luego, sin mover el hilo, gire el pitillo hacia el otro lado de la constelación. Anote el ángulo trazado.
Para medir la distancia angular entre estrellas, primero orienta el plano del cuadrante con la línea entre las estre-llas que va a observar. Dirija el pitillo a una estrella y coloque el hilo sobre la marca 0°. Luego, sin mover el hilo, gire el pitillo hacia la otra estrella. Anote el valor del ángulo. Consulta un atlas de estrellas para comparar sus observaciones. (Por ejem-plo, el eje largo de Cygnus ocupa apro-ximadamente 20°, el de Crux aproxima-damente 7°).
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FUNDAMENTOS ACTIVIDAD 1. Es común pensar en las estrellas como astros fijos e inmovibles en el espacio; en realidad ellas, como el resto del cosmos, están en constante movimiento y transformación. Las estrellas se mueven, pero tan lentamente que no es posible observar este movimiento con el ojo humano; ni sus efectos son perceptibles dentro del lapso de una vida humana. A medida que mejoran los instrumentos de los astrónomos, se logan observaciones más exactas del movimiento de las estrellas. Generalmente se separa la velocidad con que una estrella se mueve en
velocidad radial que ocurre sobre la línea que une la estrella con el Sol y la
velocidad tangencial que es perpendicular a la velocidad radial. La velocidad
propia de una estrella se denomina velocidad peculiar. Sólo unos centenares de
estrellas tienen velocidades peculiares tan grandes como un segundo de arco
por año. Muchas estrellas tienen velocidades de segundos de arco por siglo. La
estrella con la mayor velocidad es la estrella de Barnard cuyo movimiento es
de 10 segundos de arco por año, aproximadamente.
Complemento ¿Cuál es el valor de desplazamiento angular mínimo que usted puede observar con su cuadrante? ¿Cuántos años tendría que observar la estrella de Barnard para medir un movimiento de este tamaño? Registre sus observaciones y prepare una tabla de las constelaciones más grandes a las más pequeñas.
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Materiales: Cuadrante Lápiz y papel Reloj
¿Cuándo? En tus salidas nocturnas a lo largo de
un año incluya observaciones para este proyecto. Realiza las mediciones con el cuadrante a la misma hora en cada sesión.
¿Dónde? Escoge unas estrellas que estén cerca
del ecuador celeste. Utiliza los asterismos del Anexo I, consulta un atlas de estrellas en la biblioteca o en la pagina de internet http://www.iau.org/
public/constellations/ los mapas de las constelaciones.
ACTIVIDAD 2.
OBSERVACIONES CON CUADRANTE
MOVIMIENTO ANUAL DE LAS ESTRELLAS
Objetivo:
Observar mediante el uso del cuadrante el mo-
vimiento aparente de las estrellas en el cielo a lo
largo de un año.
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A la hora escogida ubica cada estrella y mide su altura
desde el horizonte oriental (0°). Para las estrellas que
pasan el cenit, mida la altura desde el horizonte
occidental y reste este valor de 180° (¿Por qué?). Anote
la medida para cada estrella en el cajón
correspondiente.
De sus observaciones calcule el movimiento de las
estrellas cada año, cada mes, cada día.
Prepare una tabla.
D e s a r r o l l o
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Fundamentos de la Actividad 2.
Cada día todas las constelaciones parecen girar alrededor de la Tierra. Si hace sus observaciones a la misma hora cada noche, podrá notar que de un día a otro la posición de las constelaciones varía. Es el movimiento de la Tierra en su órbita alrededor del Sol que causa este movimiento aparente de las constelaciones y sus estrellas. El desplaza-miento diario de una estrella es simplemente la 1/365 parte de su ciclo completo.
Complemento. Para las estrellas que no están en el ecuador celeste y para sitios de observación fuera de Colombia (lejos del ecua-dor) el movimiento de las estrellas no sólo se manifiesta en un cambio de altura sino también en un cambio de acimut. Puedes usar tu teodolito medir tanto la altura como el acimut. Con el tiempo debes aprender a estimar cuándo una es-trella estará visible. Por ejemplo observando desde Bogo-tá, ¿Si Rigel se encuentra a 30° de altura a su hora de ob-servación hoy, en qué día estará a 75° de altura a la mis-ma hora? A medida que haga estas observaciones note dónde están los planetas, especialmente Marte, Júpiter y Saturno. ¿En qué constelaciones los verá en un año?
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Usemos software….
Objetivo:
Observar y aprender los nombres y ubicación de cada una de las 88 constelaciones
Materiales:
Copias de los asterismos de las constelaciones (Anexo I), mapa de las constelaciones de la siguiente página o ingresar a la página http://www.iau.org/public/constellations/.
Stellarium
Desarrollo:
Esta actividad es fundamental para el éxito de todas sus observaciones astronómicas. Se trata aprender y observar cada una las 88 constelacio-nes en que los astrónomos han dividido el cielo nocturno. Vamos a salir a observar solamente por una o dos horas en cada sesión, lo que hará que demoremos varios meses en recorrer todo el cielo, por-que la revolución de la Tierra alrededor del Sol hace que cada noche las constelaciones hayan cambiado un poco su posición en el cielo. Escoja una hora y lugar de observación. Ubique los puntos cardinales (norte, sur, oriente, occidente). Al mismo tiempo que realizamos la observación en el exterior, usaremos el software para ayudarnos a localizar las constelaciones y percibir su movimiento durante los días. Revise los mapas y figuras (Anexo I) de las constelaciones. Buscar las constelaciones de acuerdo con su ubicación en los mapas. Lleve el registro de las constelaciones que ha podido observar en el exte-rior.
Actividad 3.
Constelación Fecha de observación
SUR
NORTE
Stellarium
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En la Barra de herramientas vertical, en Ventana de ubicación [F6], podemos localizar a Bogotá y obtener información importante.
En la Barra de herramientas vertical, en Ventana de opciones de cielo y vista [F4], en la sección de Marcas seleccionamos Horizonte, Puntos Cardinales y Mostrar límites.
Recuerda la Ventana de búsqueda [F3] en la barra de herramientas vertical, ubicamos cualquier cuerpo ce-leste.
Barra de herramientas principal, en los botones suelo [G] y atmósfera [A], los desactivamos para poder hacer visibles los cuerpos celestes sin im-portan si es de día.
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En el hemisferio norte hay una estrella alrededor de la cual parecen
girar todas las demás. Es llamada Polaris, Estrella Polar o Estrella
del Norte. ¿Por qué razón designamos a esta estrella con estos
nombres?, ¿En qué constelación se ubica?, ¿Cuál es su Azimut y
Altura?
Imágenes tomadas con Stellarium el Viernes 10
de Mayo a las 7:15 pm. Localización Bogotá.
Una de las constelaciones más fáciles de percibir es la Osa Mayor,
también llamada el cucharon grande o el arado. Esta sirve de guía
para identificar las constelaciones y es muy útil para localizar la
estrella Polar. Consulta cómo se hace.
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Al localizar Orión en tu PC con el programa Stellarium podemos
apreciar en qué punto cardinal está, los limites de la constelación y
las estrellas que la componen. Dibuja la constelación en tu
cuaderno y sobre este dibujo usa tu imaginación para pintar algo a
lo que se parezca.
¿Cuáles son las estrellas que componen a Orión?, ¿Por qué crees
que hay unas más brillantes que otras?, indica en la constelación
las estrellas que se conocen como las tres marías, ¿Por qué les
llama así?
¿Cerca de cuáles constelaciones se encentra Orión?
Como puedes ver para esta localización, fecha y hora, Júpiter se
encuentra muy cerca de Orión. Ubica los demás planetas y
encuentra cerca de qué constelaciones están, ¿Esto cambia con el
transcurrir de los días y los meses?
Recuerda que usando la herramienta de control de tiempo
en la barra principal puedes adelantar o atrasar el tiempo.
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Para facilitar la labor de estudiar el cosmos los astrónomos han dividido el cielo en 88 zonas o constelaciones. En cada constelación se encuentra un asterismo o grupo de estrellas que representan alguna figura. La historia y la mitología de las constelaciones son muy ricas, pero también muy extensas. Si estás interesado, dirígete a una biblioteca para encontrar referencias sobre este tema. Es de anotar que mientras unas constelaciones contienen asterismos de muy fácil identificación, otras simplemente limitan una zona del cielo y será un desafío ubicar el asterismo principal. (Cuando se mira una constelación, está observando las estrellas que están ubicadas en cierta región del cielo. Estas estrellas no están necesariamente ligadas entre sí). Además, las constelaciones muy cercanas a los polos norte y sur pueden ser difíciles de encontrar para un observador cerca del ecuador, sobre todo si hay muchas luces de algún centro urbano iluminando el cielo.
Prepare una lista de constelaciones, ordenándolas de la más fácil de encontrar hasta la más difícil. En el cielo hay dos cucharones conocidas como las dos Osas ¿Por qué, para los observadores de la antigüedad, su contorno se asemejaba a la figura de dichos animales?
FUNDAMENTOS
COMPLEMENTO
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Actividad 4. En el camino del Sol hay animales
Objetivo: Observar cómo la posición del Sol relativa a las constelaciones cambia a lo largo del año.
Procedimiento: Para realizar este proyecto se debe hacer observaciones por lo menos una vez al mes durante un año. Sin embargo, dos o tres meses de observacio-nes bastarán para indicar cómo cambia de posición del Sol en relación al fondo de estrellas.
1. Estudia hasta reconocer la ubicación aproximada de las 12 constelacio-nes del zodiaco - Aquarius, Aries, Cancer, Capricornus, Gemini, Leo, Libra, Pisces, Sagittarius, Scorpius, Taurus, Virgo, también ubica a Ofiuco, usa como herramienta de apoyo Stellarium.
2. Revise también los asterismos de estas constelaciones en el Anexo I para familiarizarse con ellos.
3. Salga a observar una hora antes del amanecer o un poco después. Ubi-que el punto de salida o puesta del Sol. NUNCA MIRÉ DIRECTAMEN-TE AL SOL. Cúbralo con su mano, una hoja de cartón u otro objeto.
4. Identifique la constelación alrededor del Sol; o la que está detrás (atardecer) o delante (amanecer) de él.
5. Estimé la ubicación del Sol dentro de la constelación, y dibuje un círcu-lo en el lugar correspondiente en la figura. El conjunto de círculos que resulta de sus observaciones indicara el movimiento aparente del Sol entre las constelaciones del Zodiaco.
6. Usa Stellarium para simular el recorrido del Sol durante un año, obser-vando su paso por las constelaciones y cuanto tiempo le toma pasar por cada una.
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Los dos movimientos principales de la Tierra son la rotación diaria y la órbita anual. Debido a la rotación diaria disfrutamos del día y la noche y observamos el paso diario de las estrellas. Si el eje de rotación fuera perpendicular al plano de la órbita de la Tierra alrededor del Sol, éste saldría todos los días sobre el ecuador. Pero no es tan sencillo. Examina la figura y la animación en http://astro.unl.edu/naap/motion1/animations/seasons_ecliptic.html, en ella podemos apreciar que la Tierra se inclina a 23.5° grados de la línea perpendicular al plano de la órbita. Examinando de nuevo la animación podrás ver que en distintos puntos de la órbita del Sol aparecerá más o menos inclinado al ecuador de la Tierra. Esto nos indica que el Sol no sale todos los días sobre el ecuador (a los 0° grados) sino que se mueve diariamente y que los límites de sus movimientos son 23.5° grados de latitud norte y 23.5° grados de latitud sur.
Fundamentos
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Co
Complemento De acuerdo a sus observaciones ¿puede decir en qué días sale el Sol sobre el ecuador? (este es el equinoccio). ¿Cómo cambiarían sus observaciones si la Tierra fuera más inclinada? ¿Menos inclinada?. Encuentre en un globo terráqueo (mapamundi) los trópicos de Capricor-nio y de Cáncer.
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Más fundamentos….
Si pudiéramos prescindir de la luz del Sol por un momento, observaríamos las estrellas que quedan directamente por detrás de él. Así se puede decir que, visto desde la Tierra, el Sol está dentro de una de las constelaciones. Esta posición aparente del Sol cambia todo los días durante el año debido al movimiento de nuestro planeta en su órbita. La trayectoria aparente que sigue el Sol relativa al fondo de las estrellas se llama la eclíptica. Las constelaciones que enmarcan la eclíptica confor-man el zodiaco. (Tradicionalmente son las 12 constelaciones ya menciona-das, aunque el Sol también transita por parte de la constelación Ophiuchus).
Complemento 1. Utilizando sus observaciones logradas, puede explicar por qué las conste-laciones del zodiaco no caen directamente sobre el ecuador. 2. ¿Cuánto tiempo le tomó identificar la constelación zodiacal más cercana antes de la salida del Sol y después de la puesta del Sol? 3. Ingresa a http://www.pawean.com/MVM/Video_1.html, observa el video, luego explica la causa de que existan las estaciones, ¿Por qué en Colombia no tenemos estaciones como en los Estados Unidos?
Haciendo uso del software Asynx Planetarium,
podemos observar el recorrido del Sol por las
constelaciones, junto con la localización, fecha y
hora, además la fase lunar.
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ANEXO 1. ASTERISMOS DE LAS CONSTELACIONES
Fuente: Appel, J. (2000). 40 Proyectos de astronomía.
Varias de las actividades formuladas han sido adaptadas de
propuestas encontradas en la bibliografía citada para ser
usadas en el contexto y ubicación de los estudiantes y para
emplearse junto con el software que se usa en la cartilla.
