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MATERIA OSCURA

Observaciones recientes sugieren que cerca del 95% del contenido de materia y energía del universo está en el sector «oscuro». Este sector está constituido por materia oscura (una forma de materia no luminosa) y energía oscura, cuyo origen y composición son desconocidos. La materia oscura constituye alrededor del 23% del universo y está formada por partículas exóticas no bariónicas, que interaccionan muy débilmente con la materia bariónica ordinaria.
La existencia de la materia oscura se infiere, entre otros indicios, de la curva de rotación de las galaxias. Esta curva es una representación gráfica de la velocidad orbital de las estrellas o el gas de una galaxia en función de la distancia al centro de la misma. Las observaciones muestran que las estrellas giran alrededor del centro de las galaxias a una velocidad constante, independiente de la distancia al centro, hasta una distancia muy grande, mucho mayor que la predicha por la mecánica newtoniana para la masa visible de la galaxia en cuestión. Esta discrepancia sugiere la presencia de materia oscura que puebla las galaxias y se extiende hasta los halos de las mismas.



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ECLIPSE

Es la ocultación de un astro por otro, visto desde un tercero. Hay eclipse solar cuando la Luna pasa entre la Tierra y el Sol, que se ve total o parcialmente cubierto. No sucede cada Luna nueva porque las órbitas lunar y terrestre están inclinadas 5° una respecto a la otra. La Luna es cuatrocientas veces menor que el Sol, pero está en promedio cuatrocientas veces más cerca de la Tierra. Cuando coinciden los tamaños aparentes solar y lunar se produce un eclipse total de Sol: el disco brillante es reemplazado por la silueta oscura de la Luna y a su alrededor se aprecia la tenue corona solar. Si, en perfecta alineación, la Luna queda algo más lejos de la Tierra, el eclipse será anular.
Un eclipse anular o total solo es visible desde la estrecha banda de totalidad, proyección de la sombra lunar sobre la superficie terrestre. A ambos lados se proyecta la penumbra, y en esas zonas el eclipse será parcial, igual que cuando Sol, Luna y Tierra no quedan exactamente alineados, y la sombra lunar no intersecta la superficie del planeta.
Un eclipse lunar total se produce cuando la Tierra se interpone entre el Sol y la Luna y ésta se encuentra en fase de llena. Nuestra atmósfera refracta la luz solar hacia el cono de sombra terrestre y causa el color rojizo de la Luna durante sus eclipses. Éstos pueden ser también penumbrales, cuando la Luna atraviesa la penumbra terrestre, o parciales, cuando solo una parte de la Luna pasa por la sombra de la Tierra.


Eclipse total de Luna del 3 de marzo de 2007. Composición de nueve fotografías de las distintas fases del eclipse. Durante la parcialidad, la Luna va entrando en la sombra de la Tierra. En la fase total se ha incrementado el tiempo de exposición de la imagen para captar su tonalidad rojiza, producida por los rayos de luz que se filtran y se refractan en la atmósfera terrestre proyectándose sobre la Luna eclipsada. Créditos: Enrique Herrero Casas (Universidad de Barcelona).



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ASTRONAUTA O COSMONAUTA

Se denominan astronautas o cosmonautas a las personas que viajan por el espacio exterior, más allá de la atmósfera de la Tierra. Cuesta definir dónde empieza realmente el espacio exterior, pero se suele admitir que llegar por encima de los 100 km de altitud se asemeja más a un viaje espacial que a un vuelo de aeroplano. Cabría calificar de astronauta a cualquier persona que se haya aventurado a sobrepasar esa distancia, aunque una definición algo más rigurosa requeriría además que el viaje se efectúe en un vehículo capacitado para maniobrar en órbita alrededor de la Tierra. En los medios de comunicación se suele aplicar la palabra cosmo- nauta a los astronautas que viajan en vehículos espaciales de tecnología soviética o rusa. Esta distinción carece de sentido y en realidad las palabras astronauta y cosmonauta tendrían que usarse como lo que son: sinónimos estrictos.
El primer astronauta de la historia fue Yuri Alekséievich Gagarin (Vostok 1, 1961) y la primera astronauta, Valentina Vladímirovna Tereshkova (Vostok 6, 1963). El primer astronauta de habla hispana fue el cubano Arnaldo Tamayo Méndez (Soyuz 38, 1980). El título de primer astronauta de nacionalidad española le corresponde a Pedro Duque Duque (Discovery STS- 95, 1998 y Soyuz TMA-3, 2003).

PD (David ByN): El primer astronáuta nacido en España fue Miguel López-Alegría (mission specialist en  STS-73 Columbia, desde el 20 de Octubre hasta  el 5 de Noviembre de 1995), aunuqe tuvo que renunciar a la nacionalidad española. Fue comandante de la ISS durante siete meses.



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SISTEMA PLANETARIO

Es el conjunto formado por una estrella (o un sistema estelar binario) y todos los planetas y cuerpos menores que orbitan a su alrededor. En nuestro sistema planetario, llamado Sistema Solar, los cuerpos que giran alrededor del Sol son los planetas y sus satélites, los planetas enanos, los asteroides y los cometas y otros cuerpos menores. La mayoría de objetos del Sistema Solar se encuentran contenidos aproximadamente en un plano conocido como plano de la eclíptica. El Sistema Solar se extiende hasta un año-luz de su centro, el Sol. Si bien son miles de millones los cuerpos que componen el Sistema Solar, más del 99% de la masa del mismo está concentrada en el Sol. Los planetas, la mayoría de los satélites y todos los asteroides orbitan alrededor del Sol en la misma dirección siguiendo órbitas elípticas en sentido antihorario si se observa desde encima del polo norte del Sol.
Además de nuestro propio sistema planetario, recientemente se han descubierto más de 400 planetas alrededor de otras estrellas (exoplanetas o planetas extrasolares), gracias a varias técnicas de observación entre las que destacan la espectroscopia de alta resolución y la fotometría (medida de brillos) de alta precisión. Algunos de ellos se encuentran en verdaderos sistemas planetarios, que contienen una estrella central y dos o más planetas. Con anterioridad a la identificación del primer exoplaneta por métodos espectroscópicos en 1995, se habían des- cubierto discos circunestelares alrededor de estrellas, tanto de acreción (restos de la formación de la propia estrella) como aquéllos formados por el material usado para generar los planetas (denominados discos de residuos, o de debris). Lo que es más sorprendente es que incluso se han detectado sistemas planetarios que también incluyen discos circunestelares y que, por tanto, se encontrarían en una etapa evolutiva temprana, en la cual los exoplanetas todavía estarían en proceso de formación o habrían terminado recientemente de formarse.



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COSMOLOGÍA

En los términos más generales posibles se puede definir la cosmología como la rama de la física que estudia el universo como un conjunto. Una definición tan amplia abarca multitud de campos de estudio más o menos alejados, como la cosmología teórica (estudio de modelos físico-matemáticos que describan la historia del universo de manera general), el estudio de la formación de estructuras a gran escala en el universo primitivo, las investigaciones acerca de los primeros instantes de existencia del cosmos o el análisis de la radiación de fondo de microondas, por mencionar tan solo algunos de sus contenidos. La cosmología es hoy día una disciplina científica floreciente y sólidamente asentada sobre observaciones y teorías, pero a principios del siglo XX solía considerarse un asunto especulativo y poco adecuado para científicos de carrera. En el área de la cosmología, el término cosmos suele usarse de un modo técnico refiriéndose a un espacio-tiempo continuo en el (postulado) multiuniverso. En su acepción más general, un cosmos es un sistema arpor lo tanto, comparten la misma edad y composición química. Su rango de masas va desde unos pocos cientos de estrellas hasta grupos de un millón de masas solares. Su vida es una continua lucha entre la atracción gravitatoria que tiende a mantenerlo unido y la temperatura cinética (la energía cinética media de los miembros del cúmulo) que tiende a dispersarlo. Una gran fracción de los cúmulos estelares son disueltos durante su infancia (edad inferior a diez millones de años) y solo unos pocos sobreviven co- monioso, ordenado. Proviene del griego κοσμος que significa «orden, dispuesto de manera ordenada» y es la noción antagónica del caos. Hoy en día se usa como sinónimo del término universo.

cosmología
Uno de los campos estudiados en el marco del sondeo cosmológico ALHAMBRA, efectuado en el Observatorio de Calar Alto con el telescopio de 3,5 m con el fin de estudiar el pasado del universo. Créditos: Mariano Moles (Instituto de Astrofísica de Andalucía) y equipo Alhambra.



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LENTE GRAVITATORIA

Las teorías de la gravitación tanto clásica (de Newton) como relativista (de Einstein) indican que la luz tiene que verse afectada por la atracción gravitatoria. Por lo tanto, cuando un haz de luz pasa junto a un objeto masivo se tiene que desviar. Esta desviación puede compararse con el cambio de dirección de propagación que experimenta la luz cuando pasa del aire al vidrio. Cabe pensar, por tanto, que si se dispone una cierta cantidad de masa del modo adecuado, su gravitación puede ser capaz de desviar la luz de un modo parecido al efecto inducido por la refracción en una lente. Este fenómeno recibe el nombre de lente gravitatoria. Lo que en principio podría parecer una especulación teórica se confirmó en el siglo XX a las escalas astronómicas más diversas. En un contexto cosmológico es frecuente que objetos muy masivos (galaxias, cúmulos de galaxias) se comporten como lentes gravitatorias que deforman, amplían e intensifican las imágenes de objetos situados por detrás. En el seno de la Galaxia se han observado también microlentes gravitatorias, fenómenos de intensificación de la luz debidos al mismo influjo gravitatorio pero actuando en sistemas menos masivos.
Las lentes gravitatorias son un objeto de estudio intensivo en la astronomía actual y se utilizan para multitud de estudios en cosmología, búsqueda de materia oscura o investigación en el campo de los planetas extrasolares.

lente gravitatoria
Situado a 2000 millones de años-luz de distancia, el cúmulo de galaxias Abell 1689 es uno de los objetos más masivos del universo. En esta imagen del telescopio espacial Hubble se observa cómo Abell 1689 tuerce la luz de objetos más distantes, tal y como lo predice la teoría de la relatividad de Einstein, hasta formar los distintos arcos de luz o imágenes deformadas de las galaxias situadas detrás del cúmulo. Créditos: ESA, NASA, ACS Science Team, N. Benítez (JHU), T. Broadhurst (Hebrew Univ.), H. Ford (JHU), M. Clampin (STScI), G. Hartig (STScI), G. Illingworth (UCO, Lick).



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FORMACIÓN ESTELAR

La formación estelar es el proceso por el cual una nube interestelar de gas molecular y polvo se transforma en una estrella. La nube original comienza a colapsarse debido a alguna perturbación exterior. En el colapso, la nube gana energía y aumenta de densidad. Aunque al principio la energía ganada se emite al espacio en forma de radiación, llega un momento en que la densidad de la nube es ya tan grande que impide que la radiación escape. La nube se calienta. Al continuar contrayéndose, siguen aumentando la densidad y la temperatura. Las moléculas y el polvo se rompen en átomos y éstos en sus partículas constituyentes. Aunque los detalles son muy complejos, el final de la historia es sencillo: la temperatura aumenta tanto que pueden iniciarse las reacciones nucleares en el centro de lo que fue una nube molecular, y que se ha transformado en una estrella.

Formación estelar

NGC 3603, un sistema nebular gigante que alberga uno de los cúmulos estelares masivos más llamativos de la Galaxia, un arquetipo para el estudio de los procesos de formación estelar. NGC 3603 dista unos 20 000 añosluz de la Tierra. Créditos: NASA, ESA, Jesús Maíz Apellániz (Instituto de Astrofísica de Andalucía) y Davide de Martin.



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SATÉLITE

Es todo cuerpo, artificial o natural, que gira alrededor de otro mayor atrapado por su gravitación. Sus más claros ejemplos son los satélites naturales de los planetas. Todos los planetas tienen uno o más satélites naturales, excepto Mercurio y Venus. A los satélites naturales también se les llama lunas. A los cuatro satélites mayores de Júpiter se les llama satélites galileanos por haber sido descubiertos por Galileo. Distinguimos estos satélites naturales de los satélites artificiales, que son naves espaciales puestas en órbita alrededor de la Tierra, la Luna, otro planeta o de los puntos de Lagrange. El primer satélite artificial fue el Spútnik, lanzado por la Unión Soviética en 1957. Los satélites artificiales tienen tamaños que oscilan entre los picosatélites, de menos de un kg de peso, y los grandes satélites de más de una tonelada. Las órbitas, por su inclinación, pueden ser ecuatoriales, inclinadas o polares, y por su altitud, pueden ser de órbita baja (hasta 2000 km), de órbita media (entre 2000 km y la geocéntrica a 35 786 km) y de órbita alta. Los satélites, por su utilización, pueden ser científicos, de observación de la tierra o de comunicaciones. También merece la pena hacer una distinción entre satélite y sonda espacial. Las sondas son naves espaciales que se envían al espacio profundo y no tienen retorno, un buen ejemplo de ellas fueron las sondas Voyager 1 y 2, que después de pasar por las cercanías de los planetas Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno ya se encuentran fuera del Sistema Solar, con lo que se han convertido en sondas interestelares y continuarán enviando datos a la Tierra hasta que se acabe su combustible, aproximadamente en el año 2025.
Satélite
MINISAT 01, el primer satélite tecnológico español, fue lanzado el 21 de Abril de 1997 desde la base aérea de Gando, Gran Canaria. De pequeño tamaño y un peso total de 200 kg, el satélite estaba equipado con 3 instrumentos científicos: EURD, un espectrógrafo que trabajaba en el ultravioleta extremo (longitudes de onda inferiores a 1200 Angstrom); LEGRI, una cámara de imagen en rayos gamma dotada de una máscara codificada y CPLM, un experimento para estudiar el comportamiento de los fluidos en ausencia de gravedad. Crédito: Proyecto MINISAT 01, INTA.



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CALENDARIO

Sistema convencional de planificación y registro del tiempo adaptado a la duración de los periodos temporales relevantes para las actividades humanas y de duración superior a un día. Un calendario combina unidades de tiempo como días, semanas, meses, años y, en ocasiones, múltiplos de años. Estos periodos están basados en última instancia en fenómenos astronómicos (rotación terrestre, fases lunares, traslación terrestre). Un calendario práctico debe combinar estos periodos por unidades enteras pero, dado que estos lapsos temporales no son múltiplos unos de otros, es necesario aplicar algunas reglas convencionales que permitan efectuar esas combinaciones de manera aproximada. Cada calendario se diferencia de los demás por esas reglas de combinación. Así, los calendarios judío y musulmán realizan esfuerzos aritméticos considerables con la intención de conservar el inicio y fin de los meses acompasados con las fases de la Luna, aunque esto implique desajustes severos con las estaciones del año: se trata de calendarios de carácter lunar. Los calendarios occidentales, en cambio, aspiran a mantener las estaciones del año en fechas fijas, e ignoran las fa- ses lunares: son calendarios solares. Otros calendarios, más complejos, combinan ciclos tanto lunares como solares. El calendario occidental actual recibe el nombre de calendario gregoriano, está en vigor en los países católicos desde 1582 y centra sus mecanismos de ajuste en mantener la duración del año civil lo más parecida posible a la duración del ciclo de las estaciones, el llamado año trópico.



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AGUJERO NEGRO

Región del espacio de cuyo interior no puede escapar ninguna señal, ni luminosa ni material, a causa de la intensísima atracción gravitatoria ejercida por la materia allí contenida.

Algunos agujeros negros, los de masa estelar, son el resultado del final catastrófico de una estrella muy masiva que implosiona tras explotar como supernova, mientras que los más masivos (agujeros negros supermasivos), que se cree que conforman el centro de la mayoría de las galaxias, se pueden formar mediante dos mecanismos: por una lenta acumulación de materia o por presión externa.

Según la teoría de la relatividad general, cualquier cuerpo cuya masa se comprima hasta adoptar un radio suficientemente pequeño, se convierte en un agujero negro. La superficie esférica que rodea a un agujero negro en la cual la velocidad de escape coincide con la velocidad de la luz es lo que se conoce como horizonte de sucesos. En el caso de un agujero negro con simetría esférica y no giratorio, esta distancia se conoce con el nombre de radio de Schwarzschild y su tamaño depende de la masa del agujero negro.

agujero negro
El agujero negro que reside en el centro de nuestra Galaxia se ha detectado por el giro vertiginoso de 28 estrellas a su alrededor. Créditos: ESO, Stefan Gillessen (MPE), F. Eisenhauer, S. Trippe, T. Alexander, R. Genzel, F. Martins, T. Ott.



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