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ASTROMICRO

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El rutero AstroMicro: Lluvia de Estelas

(Inspirado en Kurzgesagt – In a Nutshell)   Fuentes - Lluvia de Estelas

TVN.cl

Lunes 9 de enero de 2023

  • "Pfff..si lloviesen estrellas, hasta acá no más llegamos...es que… ¿tú sabes, el tamaño que tienen las estrellas?”

El tamaño de una estrella depende de su edad y su masa. Los tamaños se mide en radios solares, siendo las más pequeñas de un radio solar mientras que las más grandes tienen del orden de 1000 veces el radio del Sol. En comparación el Sol es casi 110 veces más grande que el planeta Tierra.

Ilustración que compara el tamaño de una estrella similar al Sol (enana amarilla o yellow dwarf) con una enana roja (red dwarf), una enana azul (blue dwarf) y un objeto evolucionado (la Wolf-Rayet R136a1, en la Nube Grande de Magallanes). Crédito: ESO/M. Kornmesser (bajo licencia CC BY 4.0).

Imagen de la supergigante roja Betelguese, obtenida con el observatorio ALMA.Este es el tamaño observado para Betelguese en ondas milimétricas. La imagen incluye el tamaño de las órbitas de seis planetas del sistema Solar. El círculo central no representa el tamaño del Sol. Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/E. O’Gorman/P. Kervella (bajo licencia CC BY 4.0).

En pocos casos es posible medir los tamaños de las estrellas (radios o diámetros), directamente observando el disco estelar. El más cercano es nuestro Sol aunque en algunas estrellas brillantes, cercanas y de distancias conocidas, es posible medir mediante interferometría el ángulo del diámetro del disco (disk angular diameter) y, a partir de este valor, el diámetro lineal del disco estelar. Un ejemplo es Sirius A. También es posible medir el diámetro en estrellas ocultadas por la Luna, pero solamente para estrellas muy brillantes y que se ubican en el zodíaco.

Pero el resto de las estrellas más lejanas, que aparecen como puntos, podemos estimar el radio usando la teoría de evolución estelar y dos parámetros de las estrellas: la luminosidad (cuánta energía irradia en cierta cantidad de tiempo) y su temperatura efectiva (algo similar a la temperatura en su “superficie”, recordando que las estrellas están hechas de plasma y no son sólidas). La temperatura podemos estimarla de acuerdo al color de la estrella (las estrellas rojas son frías; las azules, calientes) y la luminosidad se mide comparando la distancia a la que está la estrella con su magnitud: cuán brillante la vemos de noche.

Con la luminosidad L, la temperatura efectiva T, las constantes numéricas π y σ (constante de Stefan-Boltzmann) podemos estimar el radio R:

L = 4πR2σT4

Algunos radios estelares, medidos en radios solares, son:

  • Próxima Centauri: 0.1542 R
  • Sirius A: 1.711 R
  • Vega: 2.362 (polar) - 2.818 (ecuatorial) R
  • Arcturus: 25.4 R

Usando estos radios y el valor nominal del radio solar en kilómetros -definido por la Unión Astronómica Internacional (IAU, en inglés) en 695 700 kilómetros y medido por ejemplo a partir del tiempo que toma Mercurio en pasar frente al Sol- podemos listar los diámetros de cinco estrellas en kilómetros:

  • Próxima Centauri: 214 553 kilómetros.
  • Sol: 1 391 400 kilómetros.
  • Sirius A: 2 380 685 kilómetros.
  • Vega: 3 286 486 (polar) - 3 920 965 (ecuatorial) kilómetros.
  • Arcturus: 35 341 560 kilómetros.

 En el video, elegimos dar valores aproximados, considerando que existen errores asociados a las mediciones publicadas.

 # NASA Science. Solar System Exploration, 2023.

https://solarsystem.nasa.gov/solar-system/sun/by-the-numbers/

 # Kervella, P.; Thévenin, F.; & Lovis, C. (2017), Proxima's orbit around α Centauri. A&A, 598, 7.

https://doi.org/10.1051/0004-6361/201629930

# Kervella et al. (2003), The interferometric diameter and internal structure of Sirius A, A&A, 408, 2.

https://doi.org/10.1051/0004-6361:20030994

 # Yoon et al. (2010), A New View Of Vega's Composition, Mass, And Age, ApJ, 708, 1.

https://doi.org/10.1088/0004-637X/708/1/71

# Ramírez & Allende-Prieto (2011), Fundamental Parameters and Chemical Composition of Arcturus, ApJ, 743, 2.

https://doi.org/10.1088/0004-637X/743/2/135

# Mamajek et al. (IAU Inter-Division A-G Working Group on Nominal Units for Stellar & Planetary Astronomy; 2015), IAU 2015 Resolution B3 on Recommended Nominal Conversion Constants for Selected Solar and Planetary Properties, 2023.

https://arxiv.org/abs/1510.07674

 # Emilio et al. (2012), Measuring The Solar Radius From Space During The 2003 And 2006 Mercury Transits, ApJ, 750, 2.

https://iopscience.iop.org/article/10.1088/0004-637X/750/2/135

 # van Genderen et al. (2019), Pulsation, eruptions, and evolution of your yellow hypergiants, A&A 631, A48.

https://www.aanda.org/articles/aa/full_html/2019/11/aa34358-18/aa34358-18.html

 Frase: “Table 3: BC, Mbol and radius R for four locations in the ascending branch of the pulsation of rho Cas (HD224014)”

Frase: “Tabla 3. Correcciones bolométricas, masa bolométrica y radio R en cuatro ubicaciones de rho Cas (HD224014) en la rama ascendente.”

  • “Estrellas están lejíiiiisimos.”

En astronomía existen varias unidades de medida para cuantificar distancias. Se usan dependiendo de si el objeto de interés está en el Sistema Solar, en el vecindario Solar o más allá de este. Una de las unidades más usadas es el año-luz. Un año luz representa la distancia que recorre la luz en un año y equivale a 9,46 billones de kilómetros. La estrella más cercana a la Tierra después del Sol está a un poco más de cuatro años luz. El resto de las estrellas que vemos de noche están a distancias incluso aún mayores. La relación entre el tamaño de las estrellas y las distancias a las que se encuentran con respecto a la Tierra ocasiona que se vean como objetos puntuales. La sonda espacial Gaia provee de los valores de distancia astronómica más precisos en la historia de la humanidad a partir de mediciones de paralaje estelar.

# The European Space Agency. Gaia. 2023.

https://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Gaia

Frase:Gaia is creating an extraordinarily precise three-dimensional map of more than a thousand million stars throughout our Milky Way galaxy and beyond, mapping their motions, luminosity, temperature and composition.”

Frase: “Gaia está creando un mapa extraordinariamente preciso en tres dimensiones de más de 1000 millones de estrellas a lo largo de nuestra Galaxia y más allá, mapeando sus movimientos, luminosidad, temperatura y composición.” 

 “Lo que vemos son trocitos de material que dejó un cometa en su vuelta en torno al Sol. Cuando atravesamos por ese caminito que dejó estos meteoros entran en la atmósfera, se calientan y brillan. Por eso los ves como una estela brillante.”

 Los trocitos de material que deja el cometa se llaman “meteoroides”; tienen un tamaño entre 10 micras (0.01 mm) y 1 metro, siendo mucho más frecuentes los objetos de tamaño pequeño. Al entrar en la atmósfera cambian de nombre (“meteoro”) y son calentados hasta la incandescencia por la colisión con las moléculas de aire en la atmósfera superior. Si esta entrada a la atmósfera ocurre de noche, los vemos brillar como una “estrella fugaz”, aunque no son estrellas.

Si sobrevive el roce con la atmósfera y llega a la superficie de la Tierra, el objeto se llama “meteorito”. Por el pequeño tamaño de los meteoroides, es muy difícil observarlos antes de 

brillar. Solamente existe un caso reportado (a 28 de diciembre del 2022) de un asteroide observado antes de entrar a la atmósfera y ser recogido en tierra como “meteorito”: 2008 TC3. Su tamaño inicial estaba entre los 2 y 5 metros de diámetro. Una hora después de ser observado por el proyecto Catalina Sky Survey se calculó su órbita de entrada a la Tierra y el posible impacto en Sudán. El asteroide tuvo una explosión a 37 kilómetros de la superficie y los meteoritos recolectados sumaron al menos 3.95 kilogramos.

 # Rubin & Grossman (2010), Meteorite and meteoroid: New comprehensive definitions, Meteoritics & Planetary Science, 45, 1.

https://doi.org/10.1111/j.1945-5100.2009.01009.x

 # Jenniskens & Shaddad (2009), The impact and recovery of asteroid 2008 TC3, Nature, 458, 485.

https://doi.org/10.1038/nature07920

 # Chesley, Chodas & Yeomans (2008), Asteroid 2008 TC3 Strikes Earth: Predictions and Observations Agree.

https://cneos.jpl.nasa.gov/news/2008tc3.html

 # Información sobre 2008 TC3, 2023.

https://en.wikipedia.org/wiki/2008_TC3

# NASA science. Solar System Exploration, 2023.

https://solarsystem.nasa.gov/asteroids-comets-and-meteors/comets/overview/?page=0&per_page=40&order=name+asc&search=&condition_1=102%3Aparent_id&condition_2=comet%3Abody_type%3Ailike

 Frase:Comets are cosmic snowballs of frozen gases, rock, and dust that orbit the Sun. When frozen, they are the size of a small town. When a comet's orbit brings it close to the Sun, it heats up and spews dust and gases into a giant glowing head larger than most planets. The dust and gases form a tail that stretches away from the Sun for millions of miles. There are likely billions of comets orbiting our Sun in the Kuiper Belt and even more distant Oort Cloud.”

 Frase: “Los cometas son bolas de nieve de roca, gas congelado y polvo que orbitan el Sol. Cuando están congelados son del tamaño de un pequeño pueblo. Cuando la órbita de un cometa lo pone cerca al Sol, este se calienta y vomita polvo y gases en una cabeza gigante y luminosa más grande que la mayoría de los planetas. El polvo y los gases forman una cola que se aleja del Sol a millones de millas de distancia. Hay miles de millones de cometas orbitando nuestro Sol en el Cinturón de Kuiper e incluso muchos más en la distante nube de Oort.”

Lectura complementaria:

# Sistema Solar a escala. Se explora el Sistema Solar bajando con el cursor hasta el final de la página, 2023.

http://www.scalesolarsystem.66ghz.com/?i=2

# NASA Science Space Space, 2023.

https://spaceplace.nasa.gov/asteroid-or-meteor/en/

# Comparación de Tamaños en el Universo 3D. Autor: Harry Evett, 2023.

https://www.youtube.com/watch?v=i93Z7zljQ7I