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Medición de distancias – Paralaje estelar

Telescopio en Observatorio Paranal, láser funcionado con estrellas de fondo.

Cuando miramos el maravilloso espectáculo que es cielo estrellado muchas veces uno se pregunta a qué distancia están las estrellas? qué tan lejos estamos mirando? Y sabemos que las estrellas se encuentran a años luz de nosotros. Pero cómo es posible saber la distancia a un objeto tan lejano, al que ni siquiera podemos llegar? Pues bien, en este artículo trataré de explicar los métodos más comunes para medir distancias a estrellas y galaxias, comenzaremos con paralaje estelar y más adelante agregaré otros métodos.

Paraleje estelar

Movimiento aparente de las estrellas más cercanas debido a la traslación de la Tierra, produciendo el paralaje estelar.

Movimiento aparente de las estrellas más cercanas debido a la traslación de la Tierra, produciendo el paralaje estelar.

El método más preciso para medir la distancia a las estrellas se llama paralaje estelar, y no es más que un resultado trigonométrico muy preciso. Para entender el paralaje quiero que hagas un pequeño experimento. Alza tu pulgar delante de ti y míralo con un solo ojo, ahora cambia de ojo y verás como tu pulgar se mueve con respecto al fondo, eso es debido a la distancia que hay entre tus ojos. De hecho esta distancia es la que permite que distingamos profundidad y es usado en el cine cuando vemos películas en 3D. Pero bueno, volviendo a nuestro tema, si nos paramos en un lugar de nuestro planeta y miramos por ejemplo los planetas, y al mismo tiempo otra persona en un lugar lejano hace lo mismo, veremos que parece que hay un pequeño desfase en la posición del planeta con respecto a las estrellas de fondo. Pero para medir las distancias a las estrellas tenemos que considerar que la Tierra gira en torno al sol, y este movimiento debiese generar que las estrellas más cercanas se muevan con respecto a las más lejanas, al igual que tu pulgar. Entonces, si logramos medir el ángulo de movimiento de la estrella cercana con dos mediciones separadas 6 meses, y conociendo la distancia al Sol, podemos, por simple trigonometría, medir la distancia a esa estrella. En la práctica si calculamos la tangente del ángulo obtenemos la distancia de Sol a la estrella, que es lo que necesitamos porque el Sol es el gobernante de nuestro sistema Solar.

Parsec

Ahora bien, para hacer las cosas aún más fáciles, consideremos que la distancia al Sol equivale a 1 Unidad Astronómica (UA), es una definición, podemos usar el número que queramos, porque por ejemplo el kilómetro también es arbitrario, por lo que da lo mismo decir 150 millones de kilómetro, 8 minutos luz o 1 Unidad Astronómica. Por otro lado el cielo lo dividimos en 360 grados, un grado contiene 60 minutos y un minuto contiene 60 segundos, y como estamos midiendo grados en una esfera imaginaria hablamos de minutos o segundos de arco. Ahora pongamos todo lo descrito anteriormente en práctica. Si medimos que una estrella se movió un segundo de arco durante los 6 meses, y haciendo algo de matemática que obviaré aquí porque además incluye radianes que es otra forma de medir ángulos, nos queda que la distancia a la estrella es 1 UA dividido en 1 segundo de arco, y dividir por 1 es muy fácil!!! En consecuencia hemos creado una nueva unidad que se llama parsec (paralax second). Un parsec es la distancia de una estrella que tiene un paralaje de un segundo de arco. Haciendo matemática llegamos a que un parsec equivale a 3,262 años luz. Y bueno, la estrella más cercana al sistema solar es Alpha Centauri, y de aquel sistema triple la más cercana es próxima Centauri, que posee claramente un paralaje menor a un segundo de arco, en efecto su paralaje es 0,77 segundos de arco, o como se denota 0,77’’. Que equivale a unos 4 años luz de distancia.

Primer Paralaje Estelar

Pintura del año 1839 de Bessel, quien un año antes midiera el primer paralaje estelar de la historia de la astronomía.

Pintura del año 1839 de Bessel, quien un año antes midiera el primer paralaje estelar de la historia de la astronomía.

Durante siglos se consideró que la Tierra era el centro del Universo, y esto porque no se observaba paralaje estelar, es decir, si la Tierra orbita al Sol necesariamente debe haber paralaje estelar. Sin embargo como vimos anteriormente el paralaje de la estrella más cercana es muy pequeño, de hecho las turbulencias atmosféricas son mayores que el paraje, por lo tanto fue un gran logro cuando Friedrich Wilhelm Bessel logró medir el primer paralaje estelar en 1838, usando la estrella 61 Cygni, con un paralaje de 0,316”. Claramente Bessel tuvo que realizar muchos intentos, varios fallidos. Y si se hubiese demorado un poco más no sería el primero en medir paralaje y demostrar que la Tierra gira en torno al Sol ni calcular la primera distancia a una estrella, ya que otros dos astrónomos estaban empecinados en lo mismo, Friedrich Wilhelm Struve y Thomas Henderson, ambos publicaron paralaje con tan solo un año de diferencia con Bessel. Sin embargo de los tres, Bessel fue el que estuvo más cerca del valor que se considera hoy para la estrella medida.

Límite del Paralaje estelar

Hoy se obtienen paralajes muy certeros con la utilización de un satélite, para no tener distorsión de la Tierra. Sin embargo el paralaje más pequeño que se puede medir es de 0,001”, lo que corresponde a 1.000 parsec de distancia, o bien 3.262 años luz. Esto es muy cerca en términos astronómicos, cómo entonces sabemos la distancia a las estrellas lejanas? al centro de nuestra galaxia? hacia otras galaxias? a los quasars? Las respuestas quedarán para artículos siguientes. Por ahora, si quiers profundizar más, te dejo con un artículo acerca del Tamaño de nuestro Universo. O si quieres más info acerca del paralaje estelar puedes visitar este artículo de Wikipedia.

Viaje por las estrellas más cercanas

Aquí hay un video compilado por la ESO (European Southern Observatories), bien interesante.

Bibliografía Sugerida.

Carroll, B. y Ostile, D. “An introduction to Modern Astrophysics”. Addison-Wesley Publishing Company, Inc. USA, 1996. pp64-65.

Berry, A. “A Short History of Astronomy”, Dover, N. York, 1961.

 

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