Presentación del grupo 8198 - 2012-1.

PROGRAMA DE LA MATERIA ASTRONOMIA OBSERVACIONAL

Proposito del curso: Que el alumno conozca las tecnicas de observacion (en el visible) usadas por los astronomos, sus logros, complejidades e interpretaciones al conocimiento de los cuerpos celestes: estrellas, asociaciones de estas tales como cumulos, el material interestelar, galaxias, grupos de galaxias y finalmente, conceptos basicos de cosmologia.

Este programa cubre los aspectos mas interesantes de la astronomia y se ven desde un punto de vista observacional. Proporciona al estudiante el manejo de tecnicas de observacion, de datos, de reduccion e interpretacion de los mismos. Es un soporte excelente para los estudiantes que han cursado Astronomia General pero no es un requisito haberlo hecho. Pueden inscribirse y obtener beneficio aquellos que no tengan ninguna experiencia previa de astronomia.

Las técnicas de observación han evolucionado. A grandes rasgos podriamos categorizarlas en las siguientes: astronomía visual, fotografica, fotoeléctrica y ccd. En cada una de ellas se ven las aportaciones y fundamentos fisicos mas importantes.

Visual: a traves las características generales de las conicas y de las observaciones visuales de las posiciones de los cometas P/Wirtanen, P/Enke y Candy se establecen se derivan las leyes de Kepler. El establecimiento de estas leyes es, como puede fácilmente comprenderse, fundamental en el conocimiento de cualquier fisico. Como practicas de campo se encuentran sin duda las de identificacion de estrellas brillantes y las constelaciones, la observacion de planetas tales como venus, jupiter y saturno, asi como de las orbitas y periodos de los satelites galileanos, observaciones de las fases de la luna y venus y la determinacion de la estrella polar y su utilizacion para la determinacion de la latitud del sitio de observacion.

Una practica consiste en el establecimiento de la estrella polar como eje de rotación de la boveda celeste, en la division del cielo en constelaciones y en la identificación de las estrellas brillantes. Esto permitira después entender el sistema de clasificacion de las estrellas tanto por nombre como por constelaciones que sera particularmente importante en la definición de los sistemas de clasificacion utilizados en estrellas variables, por ejemplo.

Se repasara el concepto de magnitud aparente, de magnitud absoluta y de ahí, de distancias astronomicas. Extendiendo el concepto de magnitud a la respuesta de la placa y del ojo se amplia naturalmente al concepto de color de las estrellas y, por ende, de la temperatura de las estrellas; se llega finalmente y de manera natural al diagrama principal de la astronomia: el diagrama Hertzprung-Russell. Se repasa el concepto de cuerpo negro para ver las características físicas de las estrellas: radios, temperaturas, gravedades superficiales.

Se llevara a cabo tambien la obtención de unas imagenes fotograficas de la nebulosa de Orion en distintos filtros. Con ellas se describira la naturaleza de este objeto y la importancia del material interestelar en astronomia.

Tambien con fotografia, pero extendiendo esta al campo de la espectroscopia se analiza lo siguiente: que es un espectro, como se genera y que se estudia. Se ven las características mostradas por las estrellas con distintas dispersiones: baja en placas de camara Schmidt y el concepto clásico de clasificacion estelar en dispersiones medias. Esto reforzara ampliamente el concepto de temperatura efectiva en las estrellas y permitira la comprensión cabal de los conceptos de los distintos tipos de estrellas encontradas en el diagrama H-R: enanas, gigantes y supergigantes. Se extiende el concepto a estrellas de neutrones y agujeros negros. Se repasan las ecuaciones basicas de los interiores estelares y se ve el concepto de evolucion estelar mediante el estudio de los cumulos abiertos. Se hace un nanlisis exhaustivo del cumulo de las Pleyades.

En este momento con espectroscopia se repasa el efecto Doppler. Este concepto se aplica primero en objetos sencillos como saturno y sus anillos. De ahí se obtiene la masa de saturno y su velocidad de rotación. Entendidos los principios espectroscópicos se extienden estos para entender los fenómenos de las Novas y las Supernovas. Se estudian uno de cada tipo de estos objetos. Se determinan sus curvas de luz y se calibran las distancias.

Fotometria fotoeléctrica . Se estudia el fotómetro fotoeléctrico mediante el efecto fotoeléctrico. Se repasan las partes que lo constituyen, los diversos sistemas fotoeléctricos UBV principalmente y uvby-Hbeta; a traves de ellos se estudian los diversos metodos de adquisición de datos y la manera de reducirlos: fotometria absoluta y fotometria diferencial. Se analizan datos de cúmulos para ver las características físicas posibles: edad, distancia, membresía al cumulo, etc. Se estudian asimismo diversos tipos de estrellas variables: pulsantes, eclipsantes, espectroscopicas, explosivas pues en este momento ya se tienen las herramientas necesarias para estudiarlas ampliamente. Este es el momento para repasar los objetos peculiares como son los agujeros negros. Se extiende el estudio a objetos semejantes pero en sistemas extragalacticos. Se ve entonces, de manera clara, la naturaleza de estos sistemas. Se repasa su morfología, sus características físicas, sus constituyentes y, muy importante, su velocidad de alejamiento que, conocida la distancia, cuya obtención ya se ha visto con anterioridad permite el establecimiento de la expansion del universo.

Finalmente, se hace un estudio breve de los objetos QSO y de su naturaleza.

CCD. Se llevara a cabo tambien una practica en Tonantzintla de obtención de imágenes con ccd. Dada la sensibilidad del detector, que se describira someramente, se podran adquirir imágenes de muchos mas objetos mas debiles que los mismos estudiantes, ya con el conocimiento adquirido, podran seleccionar e identificar. En el optimo, se vera la reducción de imágenes numéricamente en una computadora.

Bibliografia

1. Abell, Exploration of the Universe
2. Zeilik, 2002 Astronomy, the evolving universe, Cambridge University Press
3. Cooper and Walker, getting the measure of the stars
4. Holzinger and Seeds, Laboratory Exercises in Astronomy.
5. tattersfiled, 1979 Projects and demonstrations in astronomy Haltsted press book
6. kelsey, hoff, neff 1971. Astronomy: activities and experiments
7. bruck 1990. Exercises in practical astronomy using photographs
8. roth 1994, compendium of practical astronomy. Vol 1. Instrumentation and reduction techniques
9. roth 1994, compendium of practical astronomy. Vol 2 Earth and solar system
10. roth 1994, compendium of practical astronomy. Vol 3 the stars
11. kleczek 1987 exercises in astronomy. Reidl publishing company