El siglo XVII vio una revolución en la astronomía. La
invención del telescopio y el reconocimiento del sistema heliocéntrico
desencadenaron una carrera entre los astrónomos para medir la paralaje
de las estrellas - el desplazamiento anual de las posiciones estelares
debido al movimiento de la Tierra alrededor del Sol En
la década de 1830 estas medidas permitieron a los astrónomos para
determinar las distancias a un puñado de estrellas por primera vez. Desde la década de 1850, la aplicación de la fotografía a las
observaciones astronómicas transformó la práctica de trazar el cielo, lo
que permite la elaboración de catálogos cada vez mayores de las
posiciones estelares y distancias.
Pintura temprana de un telescopio holandés, de la obra "Emblemata de Zinne-Werck" (Middelburg, 1624)
El telescopio de Galileo. Crédito: © Instituto y Museo de Historia de la Ciencia / Franca Principe.
Fue una época de exploración y descubrimiento en Europa. Mientras que los marineros y comerciantes ponen en camino para cruzar los océanos y trazar el mundo, los científicos se embarcaron en su propio viaje emocionante - para sondear lo infinitamente grande y de forma invisible minúscula. Estas investigaciones se hizo posible a finales del siglo XVII, con la invención del telescopio y el microscopio, ambos acreditados a los fabricantes de lentes holandeses.
Fue una época de exploración y descubrimiento en Europa. Mientras que los marineros y comerciantes ponen en camino para cruzar los océanos y trazar el mundo, los científicos se embarcaron en su propio viaje emocionante - para sondear lo infinitamente grande y de forma invisible minúscula. Estas investigaciones se hizo posible a finales del siglo XVII, con la invención del telescopio y el microscopio, ambos acreditados a los fabricantes de lentes holandeses.
Resolver la cuestión heliocéntrica
Poco después de la invención del telescopio, el astrónomo italiano Galileo Galilei construyó su propia versión y fue el primero en observar el cielo con un ojo "mejorada" en 1609. Esto inaugura una nueva era en la astronomía observacional y fomentó el desarrollo de la ciencia moderna, experimental . Los astrónomos del telescopio permite que se reúnen una amplia evidencia para probar la visión heliocéntrica del universo que se había propuesto unas pocas décadas antes por el astrónomo polaco Nicolás Copérnico.
Las observaciones realizadas por Galileo abrirían el camino para los descubrimientos fundamentales. Junto con las leyes del movimiento planetario formulada por el astrónomo alemán Johannes Kepler, el trabajo de Galileo sentó las bases de la teoría de la gravitación universal. Esta teoría, desarrollada por el físico y matemático Inglés Isaac Newton, y publicado en 1687, eliminó cualquier duda persistente de que la Tierra gira alrededor del Sol
Poco después de la invención del telescopio, el astrónomo italiano Galileo Galilei construyó su propia versión y fue el primero en observar el cielo con un ojo "mejorada" en 1609. Esto inaugura una nueva era en la astronomía observacional y fomentó el desarrollo de la ciencia moderna, experimental . Los astrónomos del telescopio permite que se reúnen una amplia evidencia para probar la visión heliocéntrica del universo que se había propuesto unas pocas décadas antes por el astrónomo polaco Nicolás Copérnico.
Las observaciones realizadas por Galileo abrirían el camino para los descubrimientos fundamentales. Junto con las leyes del movimiento planetario formulada por el astrónomo alemán Johannes Kepler, el trabajo de Galileo sentó las bases de la teoría de la gravitación universal. Esta teoría, desarrollada por el físico y matemático Inglés Isaac Newton, y publicado en 1687, eliminó cualquier duda persistente de que la Tierra gira alrededor del Sol
La vista de paralaje
Definición de Paraleje: Es un fenómeno que consiste en el desplazamiento aparente de una
estrella cercana sobre el fondo de otras estrellas más lejanas, a medida
que la Tierra se mueve a lo largo de su órbita alrededor del Sol. Este
fenómeno ha sido aprovechado como el primer y más simple método para la
medida de las distancias estelares.
El método de paralaje para medir la distancia a una estrella. Crédito: ESA / Medialab ATG
La disponibilidad de instrumentos mejorados y la aceptación del sistema heliocéntrico dieron astrónomos renovados motivación para buscar la paralaje estelar, un efecto natural del movimiento anual de la Tierra alrededor del Sol El paralaje es un movimiento aparente de un objeto en primer plano con respecto a su fondo debido a un cambio en la posición del observador. Los astrónomos pensaban que la órbita de la Tierra proporcionaría un tiempo razonablemente largo de línea de base para detectar paralajes estelares y explotar estas mediciones para determinar la distancia a las estrellas.
La disponibilidad de instrumentos mejorados y la aceptación del sistema heliocéntrico dieron astrónomos renovados motivación para buscar la paralaje estelar, un efecto natural del movimiento anual de la Tierra alrededor del Sol El paralaje es un movimiento aparente de un objeto en primer plano con respecto a su fondo debido a un cambio en la posición del observador. Los astrónomos pensaban que la órbita de la Tierra proporcionaría un tiempo razonablemente largo de línea de base para detectar paralajes estelares y explotar estas mediciones para determinar la distancia a las estrellas.
Nuevos Catálogos
La astronomía no era sólo por diversión o curiosidad: la expansión de la navegación marítima exigió mapas precisos del cielo. Este problema se empujó a los gobiernos de algunos estados europeos para apoyar y financiar los primeros grandes observatorios astronómicos.
El Observatorio de París. Crédito: Julia Kostelnyk (de una pintura original)
Dos institutos importantes que impulsar la cartografía de los cielos se establecieron a finales del siglo XVII: el Observatorio de París y el Observatorio Real de Greenwich. En el Observatorio Real de Greenwich en Londres, Inglés astrónomo John Flamsteed compiló el primer catálogo estelar con la ayuda de un telescopio. Publicado en 1725, el catálogo de Flamsteed enumeran las posiciones de casi 3000 estrellas con una precisión de 10-20 segundos de arco: esto era una notable mejora en el compilado sólo dos siglos antes por el astrónomo danés Tycho Brahe.
Varias décadas después, en 1801, el astrónomo francés Joseph Lalande desde el Observatorio de París está dispuesto a publicar un catálogo aún mayor de 50 000 estrellas y una precisión de alrededor de tres segundos de arco.
Pero el paralaje de estrellas permaneció tercamente sin ser detectados. El fracaso de los astrónomos para medir paralajes estelares corrobora una de las creencias de Newton - que las estrellas se encuentran en enormes distancias de nosotros. Sin embargo, los astrónomos estaban teniendo cierto éxito en captar escala cósmica mediante la medición de distancias dentro del Sistema Solar.
Dos institutos importantes que impulsar la cartografía de los cielos se establecieron a finales del siglo XVII: el Observatorio de París y el Observatorio Real de Greenwich. En el Observatorio Real de Greenwich en Londres, Inglés astrónomo John Flamsteed compiló el primer catálogo estelar con la ayuda de un telescopio. Publicado en 1725, el catálogo de Flamsteed enumeran las posiciones de casi 3000 estrellas con una precisión de 10-20 segundos de arco: esto era una notable mejora en el compilado sólo dos siglos antes por el astrónomo danés Tycho Brahe.
Varias décadas después, en 1801, el astrónomo francés Joseph Lalande desde el Observatorio de París está dispuesto a publicar un catálogo aún mayor de 50 000 estrellas y una precisión de alrededor de tres segundos de arco.
Pero el paralaje de estrellas permaneció tercamente sin ser detectados. El fracaso de los astrónomos para medir paralajes estelares corrobora una de las creencias de Newton - que las estrellas se encuentran en enormes distancias de nosotros. Sin embargo, los astrónomos estaban teniendo cierto éxito en captar escala cósmica mediante la medición de distancias dentro del Sistema Solar.
La medición de la Sistema Solar
En 1672, el astrónomo italiano / francés Giovanni Cassini calcula la distancia entre Marte y la Tierra. Como director del Observatorio de París, Cassini observó Marte de París, mientras que un colega suyo, el astrónomo francés Jean Richer, realizó la misma medición de Cayena, en la Guayana francesa. La comparación de estas mediciones simultáneas, estimaron la paralaje de Marte y trigonometría básica utilizados para inferir su distancia, con el valor que resulta ser dentro de aproximadamente siete por ciento del valor actual. Estas mediciones proporcionan la primera estimación sólida del tamaño del Sistema Solar, que era 20 veces mayor que el primer valor adivinado por los astrónomos griegos antiguos casi 2000 años antes.
El tránsito de Venus junio de 2012. Crédito: ESA
Un experimento similar, propuesto en 1716 por el astrónomo Edmond Halley Inglés, sugirió explotar el tránsito de Venus por delante del Sol para determinar el tamaño del sistema solar. Halley no vivió lo suficiente como para tomar él mismo las mediciones, pero su idea inspiró una de las mayores empresas científicas internacionales realizadas hasta ese momento. Varios astrónomos viajado a muchos lugares diferentes en el mundo - incluyendo la isla polinesia de Tahití y el Cabo de Buena Esperanza en Sudáfrica - para observar los tránsitos de Venus de 1761 y 1769. A partir del análisis combinado de estos datos, Joseph Lalande dedujo la primera estimación robusta de la distancia entre la Tierra y el Sol Esta estimación, publicada en 1771, fue sólo un pequeño tanto por ciento por encima del valor moderno de 149 597 870,700 kilometros.
Halley también fue el primero en descubrir que las estrellas no son fijas, sino en realidad están moviendo a través del espacio. Se dio cuenta de esto en 1718, mientras que comparando las posiciones de las estrellas de los catálogos actuales con los registrados en el Almagesto de Tolomeo - un trabajo astronómico del siglo II que incluye un catálogo de posiciones estelares comúnmente atribuidos al astrónomo griego Hiparco casi 2000 años antes. Halley se dio cuenta de que la posición de algunas estrellas brillantes en el cielo había cambiado sustancialmente, y explicó estos desplazamientos en términos de lo que se conoce como movimiento propio - la proyección de la velocidad de una estrella en el plano del cielo.
Un experimento similar, propuesto en 1716 por el astrónomo Edmond Halley Inglés, sugirió explotar el tránsito de Venus por delante del Sol para determinar el tamaño del sistema solar. Halley no vivió lo suficiente como para tomar él mismo las mediciones, pero su idea inspiró una de las mayores empresas científicas internacionales realizadas hasta ese momento. Varios astrónomos viajado a muchos lugares diferentes en el mundo - incluyendo la isla polinesia de Tahití y el Cabo de Buena Esperanza en Sudáfrica - para observar los tránsitos de Venus de 1761 y 1769. A partir del análisis combinado de estos datos, Joseph Lalande dedujo la primera estimación robusta de la distancia entre la Tierra y el Sol Esta estimación, publicada en 1771, fue sólo un pequeño tanto por ciento por encima del valor moderno de 149 597 870,700 kilometros.
Halley también fue el primero en descubrir que las estrellas no son fijas, sino en realidad están moviendo a través del espacio. Se dio cuenta de esto en 1718, mientras que comparando las posiciones de las estrellas de los catálogos actuales con los registrados en el Almagesto de Tolomeo - un trabajo astronómico del siglo II que incluye un catálogo de posiciones estelares comúnmente atribuidos al astrónomo griego Hiparco casi 2000 años antes. Halley se dio cuenta de que la posición de algunas estrellas brillantes en el cielo había cambiado sustancialmente, y explicó estos desplazamientos en términos de lo que se conoce como movimiento propio - la proyección de la velocidad de una estrella en el plano del cielo.
Paralaje a conquistar
Aún más precisas telescopios se estaban desarrollando en el siglo XIX, pero a pesar de los grandes avances técnicos, los astrónomos aún no habían tenido éxito en la medición de la paralaje de las estrellas. Un subproducto interesante de esta búsqueda fue el descubrimiento de la aberración de la luz, mediante abono en Inglés astrónomo James Bradley en 1725. Este fenómeno, causado por el movimiento de la Tierra a través del espacio, da como resultado un movimiento aparente de las fuentes astronómicas en el cielo, que aparecen ligeramente desplazados hacia la dirección del movimiento de la Tierra.
A medida que la búsqueda de paralajes estelares continuó, el astrónomo alemán Wilhelm Struve, que trabajaba en Dorpat en Rusia (ahora Tartu, Estonia), desarrolló un criterio para hacerlo más sencillo. Él sugirió centrarse en las estrellas que, sobre la base de indicios indirectos, tales como su brillo aparente o movimiento propio, era probable que se encuentra en distancias relativamente pequeñas. Sostuvo que, si estas estrellas estaban cerca, deben mostrar una paralaje más amplio que sería más fácil de detectar.
Struve se encendería para medir correctamente el paralaje de una estrella, pero no está considerado como el primero en publicarlo. Ese honor fue para su compatriota, Friedrich Bessel. Un astrónomo y matemático, Bessel fue el primero en publicar una medición fiable de paralaje, en 1838. Se detectó un cambio anual de la posición de la estrella 61 Cygni que asciende a 0,314 segundos de arco, colocando la estrella a una distancia de aproximadamente 10 light- años. Hoy en día, 61 Cygni es conocido por ser un sistema binario de estrellas, con valores de paralaje de 0,287 y 0,286 segundos de arco para las dos estrellas.
Bessel utiliza un tipo especial de telescopio, el heliómetro, fabricado por el físico y la lente fabricante alemán Joseph Fraunhofer.
Heliómetro diseño. Imagen cortesía de espéculos mínimos astronomica (© espéculos astronomica mínimos)
Originalmente desarrollado para observar el Sol y medir su diámetro angular, la heliómetro consiste en un corte de la lente en un medio: las dos mitades se pueden deslizar con respecto a la otra, produciendo dos imágenes de la misma fuente de cuya separación se puede ajustar girando un tornillo de mariposa. Esto permitió a Bessel para cuantificar pequeñas diferencias en las posiciones relativas de las estrellas, llevando eventualmente a la medición de la paralaje de 61 Cygni.
Struve solamente había sido golpeado por poco. Si bien sus primeros datos sobre la paralaje de la estrella Vega publicó en 1837 no fueron considerados altamente fiable, continuó sus observaciones y en 1840 publicó una nueva medición de 0,261 segundos de arco. Su valor era el doble que la del valor moderno de 0,130 segundos de arco (que corresponde a una distancia de unos 26 años luz), medido por la misión Hipparcos de la ESA. Struve también utilizó un telescopio refractor fabricado por Fraunhofer, y empleó a dos alambres paralelos y finos para realizar un seguimiento de las estrellas cercanas en el mismo campo.
Pero hay otro astrónomo que podría reclamar el título de primera para medir el paralaje. Inglés astrónomo Thomas Henderson, que contempló el cielo austral en el Cabo de Buena Esperanza en Sudáfrica, llevó a cabo sus mediciones a principios de los años 1830, pero sólo publicó los resultados en 1839. Se informó de un paralaje de un segundo arco de la estrella Alfa Centauri. Ahora se sabe que es un sistema binario, las mejores estimaciones actuales de los paralajes de las dos estrellas son 0,755 y 0,797 segundos de arco. A una distancia poco más de cuatro años luz, el sistema binario de Alfa Centauri, junto con el compañero Proxima Centauri, son las estrellas más cercanas al Sol
Las mediciones fueron un triunfo. El conocimiento de las distancias astronómicas permitió a los astrónomos para calibrar sus observaciones y para estimar los parámetros físicos de las estrellas, como su luminosidad y tamaño, por primera vez. La verdadera inmensidad del cosmos finalmente fue cada vez más evidente y el próximo gran desarrollo en la medición de las posiciones estelares estaba en el camino.
Fotografía
La invención de la fotografía revolucionó la práctica de la astronomía. Las primeras fotografías de la Luna y el Sol apareció en la década de 1840 y la primera imagen fotográfica de una estrella - Vega - ha sido obtenido por astrónomos estadounidenses William Cranch Bond y John Adams Whipple en 1850.
Ahora los astrónomos pudieron capturar directamente un mapa del cielo en una placa fotográfica en lugar de mirar a través de un telescopio y la transcripción de sus observaciones. Esto produjo catálogos estelares que eran mucho más grandes y más preciso que nunca había sido posible.
En 1901, el astrónomo holandés Jacobus Kapteyn utiliza observaciones fotográficas de montar un catálogo con la posición y distancias (obtenido de paralaje) de 58 estrellas; el catálogo creció rápidamente a formar estrellas 365 de 1910. En este tiempo, otros astrónomos estaban realizando estudios fotográficos aún más grandes, entre ellas la famosa Carta del Cielo, la presentación de informes de las posiciones de millones de estrellas, aunque con menos precisión.
Muchas encuestas más estelares en base a observaciones fotográficas, a menudo tomadas con gran angular dedicado telescopios Schmidt basados en ambos hemisferios, se reunieron a lo largo del siglo XX, proporcionando un mapa cada vez más precisa de todo el cielo. Estos conjuntos de datos destacables son el resultado de la larga historia de la astrometría, que había comenzado a miles de años atrás e hizo un aumento fenomenal en el siglo XIX. En los albores del siglo XX, la medición de las distancias estelares sentó las bases para aún mayores descubrimientos por venir, que van desde la estructura y la naturaleza de nuestra galaxia, la Vía Láctea, al origen y evolución del Universo entero.
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