El parpadeo de las estrellas


Categoría: Pandilla Petit, (preescolar y 1ro. y 2do. año de primaria)
Área de participación: Ciencias Exactas y Naturales

Asesor: MARISOL HERNANDEZ FLORES

Autor: PAMELA ORTEGA ORTEGA ()

Grado:

Resumen

Cuando observamos las estrellas desde la Tierra, por lo general las vemos titilar: es decir, advertimos que las estrellas parpadean o que su luz se enciende y se apaga intermitentemente, este es un efecto visual producido por nuestra atmósfera y el aire que se encuentra a diferentes temperaturas.

El parpadeo se produce cuando la luz atraviesa la atmósfera y le provoca desviaciones en las distintas capas, a causa de la refracción (fenómeno que ocurre cuando la luz experimenta un ligero cambio de dirección como si esta se doblara, al pasar de una sustancia transparente a otra).

Cuando la luz de la estrella nos llega como un simple punto, la atmósfera la refracta continuamente por lo que nunca se encuentra en el mismo lugar del cielo exactamente.

Pregunta de Investigación

¿Por qué parpadean las estrellas?

Planteamiento del Problema

Seguramente, en más de una ocasión has mirado al cielo por las noches y has podido ver el incesante y sorprendente parpadeo de las estrella, qué pensarías si te dijeran que las estrellas no dejan de emitir luz en ningún momento y que por lo tanto no parpadean, no titilan, ni nada por el estilo.

¿Sabrías realmente el motivo por el cual parece que parpadean?

Probablemente no conozcas la respuesta, ya que nunca antes habías escuchado acerca del efecto óptico que produce la refracción.

Antecedentes

Las estrellas

Si nos preguntaran qué es una estrella, probablemente contestaríamos sólo señalando alguna de las tantas que hay en el cielo. Pero en términos científicos, una estrella es básicamente una gran masa de gases, compuesta principalmente por hidrógeno y helio, la cual se encuentra a temperaturas muy elevadas, debido a que en su núcleo hay reacciones nucleares.

¿Por qué las estrellas brillan?

Las estrellas brillan, porque en su interior se llevan a cabo reacciones de fusión nuclear, en donde la enorme presión y la elevada temperatura provocan que los átomos de los elementos más ligeros (hidrógeno), sean forzados a convertirse en nuevos y más pesados elementos (helio).

Durante este proceso la gran cantidad de energía que se libera, hace que las estrellas tengan temperaturas sumamente elevadas y que parte de ésta se convierta y sea emitida en forma de luz.

En otras palabras, una estrella es una enorme esfera de gas muy caliente y brillante.

¿Por qué las estrellas son de diferente color?

Las estrellas se les encuentran en una gran variedad de tamaños y colores, nuestro Sol es una estrella de un tono amarillento y tiene un tamaño promedio en comparación con otras que se han descubierto (la estrella conocida como VY Canis Majoris es la más grande jamás observada por el ser humano, es tan inmensa que se calcula que en su interior cabrían 1,000 millones de soles).

Las estrellas que son más pequeñas que nuestro Sol son rojizas y las que son más grandes que éste, son de color azul. De este modo, podríamos clasificar a las estrellas de acuerdo a su color, en donde las estrellas azules son las más calientes aproximadamente 20,000 °C y las rojas son relativamente frías con unos 2,800 °C.

Como podemos observar, cuanto mayor sea el volumen de las estrellas, mayor será el nivel de temperatura alcanzada en su interior. Cabe señalar que la temperatura del Sol ronda alrededor de los 5,500 °C, y de ahí que su color sea de un tono amarillo.

Vayámonos a la pregunta del principio: ¿por qué una estrella parpadea?

La respuesta está en la atmósfera de la tierra. Sus capas y temperatura son culpables de la distorsión que se produce sobre la radiación que proviene de las estrellas. A medida que los rayos de luz cruzan la atmósfera son desviados continuamente por el fenómeno de la refracción. Podríamos decir que este fenómeno crea una ilusión óptica, ya que lo que realmente vemos es un continuo cambio de posición de la estrella en una pequeñísima región del cielo, que es lo que nos hace percibir que la estrella titila.

Los gases y variaciones de temperatura en cada una de las capas de la atmósfera, siempre están en movimiento, temblando como si fuera una gelatina y generando la llamada turbulencia atmosférica, por la cual la luz que llega a nuestros ojos parece temblar, cuando en realidad lo que tiembla es la atmósfera terrestre.

Lo mismo sucede cuando viajamos por una carretera en un día caluroso y vemos las imágenes distorsionadas a lo lejos, en este caso por la turbulencia del aire caliente cerca del suelo. Esta es una de las principales razones por las que los observatorios astronómicos se ubican en zonas altas, para evitar el efecto perturbador de las capas de la atmósfera sobre las imágenes.

¿Qué es la refracción?

La refracción es el fenómeno físico que experimenta un rayo de luz al pasar oblicuamente (adjetivo que se refiere a que algo está inclinado o desviado de la horizontal), de un medio material a otro, en virtud del cual el rayo cambia de dirección y velocidad.

Un ejemplo de este fenómeno se ve cuando se sumerge un lápiz en un vaso con agua: el lápiz parece quebrado. También se produce refracción cuando la luz atraviesa capas de aire a distinta temperatura, dando la ilusión de estuviera doblada.

Objetivo

Objetivo general:

  • Conocer que origina el parpadeo de una estrella.

Objetivos específicos:

  • Investigar si las estrellas tienen luz propia.
  • Explicar el fenómeno físico, que da como resultado que una estrella parpadee.

Justificación

La mayoría de las personas, creen que una cualidad de las estrellas es la de poder parpadear, pero no es así, el parpadeo o titilo es originado por un efecto óptico llamado refracción.

El presente trabajo pretende responder y aportar información a la comunidad educativa en relación a la pregunta de investigación planteada, así como demostrar mediante un sencillo experimento este fenómeno, con la finalidad de cambiar la idea errónea que se tiene acerca del parpadeo de las estrellas.

 

 

Hipótesis

Si la comunidad educativa conociera el fenómeno de la refracción, entonces comprenderían que el parpadeo de las estrella se trata solo una ilusión óptica.

Método (materiales y procedimiento)

Materiales

  • Recipiente transparente (vidrio)
  • Lápiz o popote
  • Fuente de luz (rayo láser)
  • Agua
  • Aceite

Procedimiento

  • Lápiz quebrado. Para esta demostración necesitaremos un recipiente transparente (vaso de vidrio), agregaremos un poco de agua sin rebasar su capacidad, acto seguido sumergiremos un lápiz.

                 

  • Lápiz quebrado en tres. Continuando con nuestro ejemplo anterior, para esta demostración necesitaremos adicionalmente un líquido con mayor densidad, en este caso utilizaremos aceite de cocina.

  • Rayo de luz doblado. Para esta demostración en particular, y con el fin de tener una mayor percepción del fenómeno, se deberá realizar en condiciones de poca luz.

En un recipiente transparente colocaremos un poco de agua, acto seguido y con ayuda del rayo láser, dirigiremos el haz de luz de manera inclinada hacia el fondo del recipiente, desde la parte superior de una de las paredes. Como podemos observar en la imagen pareciera que la luz se dobla.

Continuando con nuestra demostración, agregaremos dos líquidos con diferente densidad al recipiente, en este caso agua y aceite. Como podemos observar el haz de luz se desvía ligeramente conforme va pasando de un medio a otro.

                 

 

Galería Método


Resultados

El fenómeno de la refracción ocurre, cuando la velocidad de la luz cambia al pasar de un medio a otro. En nuestro caso la luz pasa por tres medios, agua, aire y aceite y en cada uno de ellos viaja con diferente velocidad, distorsionando la apariencia de los objetos, dando la parecieran de estar quebrados en varios pedazos.

Refracción de la luz: En el caso del rayo de luz, este viaja en una sola dirección sino encuentra nada en su camino, pero cuando el haz de luz pasa de un medio de propagación a otro, experimenta una ligera desviación así como cambio de velocidad.

Galería Resultados


Discusión

Conclusiones

El efecto de parpadeo en las estrellas es solo una ilusión óptica, parece que parpadean a causa de la refracción que sufren los rayos de luz al atravesar nuestra atmósfera.

 



El parpadeo de las estrellas



El parpadeo de las estrellas

Summary

Research Question

Problem approach

Background

Objective

Justification

Hypothesis

Method (materials and procedure)

Method Gallery

Results

Results Gallery

Discussion

Conclusions

Bibliography