Breve descripción
La contaminación lumínica afecta a la visibilidad de estrellas. Construyendo un simple Lector de Magnitud, los estudiantes calcularán las magnitudes de las estrellas y aprenderán sobre las magnitudes límite.
Objetivos
Aprender cómo la contaminación lumínica afecta a la visibilidad de las estrellas mediante medidas y cálculos.
Objetivos de aprendizaje
- Empleo de un equipo sencillo y diversas herramientas para recoger los datos y ampliar la propia percepción.
- Uso de datos para construir una explicación razonable sobre la contaminación lumínica.
- Describir cómo afecta la contaminación lumínica a la visibilidad de las estrellas.
- Aplicar herramientas de investigación científica y habilidades y actitudes asociadas con la ciencia.
- Estimar el impacto de la contaminación lumínica en una ubicación particular.
Evaluación
Establece la magnitud límite y el número de estrellas "perdidas" (no observables) en un mapa de tu pueblo, ciudad o donde se estén tomando las medidas. Discute con tus estudiantes los resultados obtenidos y formúlales las siguiente preguntas:
- ¿Cuál crees que sería el resultado (por ejemplo cuántas estrellas no serían visibles) si se hicieran las medidas cerca de la ciudad o pueblo más cercano?
- ¿Y si las medidas se tomaran más lejos?
- ¿Son las luces al aire libre luminosas o poco brillantes?
- ¿Son tan brillantes como la Luna llena?
- ¿Cuántas hay?
- ¿A qué distancia están?
- ¿Qué valores obtienes en comparación con los datos de otros estudiantes en su propio contexto de iluminación (por ejemplo en diferentes lugares)?
- ¿Allí donde la iluminación es mayor, ¿son las mismas estrellas más tenues o más brillantes?
- ¿Qué precisión tienen estos datos?
- ¿Cuál es el impacto de la contaminación lumínica? ¿Cómo podríamos reducirlo?
Materiales
- Transparencias o diapositivas (1 transparencia por cada 3 lectores de magnitud)
- Tijeras (1 por estudiante o se pueden compartir)
- Cartón o cartulinas (1 por estudiante)
- Celo o cinta Scotch
- Una moneda (opcional) (1 por estudiante)
- Plantillas para transparencias (de 1 plantilla impresa se obtienen 3 lectores)
Información de referencia
Contaminación Lumínica:
La Contaminación Lumínica consiste en el brillo del cielo nocturno producido por la luz emitida por el alumbrado urbano mal diseñado y mal dirigido, y que finalmente se pierde en el ambiente. Ocurre muy frecuentemente en los centros de las ciudades donde el alumbrado disminuye o prácticamente impide la visión de las estrellas y los planetas. Una imagen de satélite nocturna nos permite ver la contaminación lumínica como una región brillante alrededor de las áreas urbanas.
Magnitud:
Cuando hablamos de Magnitud en Astronomía, nos referimos a la medida logarítmica del brillo de un objeto medido en una longitud de onda específica o banda de paso. Normalmente se mide en la región óptica o infrarrojo cercano del espectro electromagnético. El Sol tiene una magnitud aparente de -27, la Luna llena -13 y el planeta más brillante, Venus, de -5. El objeto más brillante construido por el hombre, los destellos de los satélites Iridium, llegan a una magnitud -9 y la Estación Espacial internacional a -6.
Descripción completa de la actividad
Preparación:
Previamente a construir el Lector de Magnitudes en clase, superpón la transparencia en la plantilla impresa. En la plantilla impresa se repite un patrón de rectángulos etiquetados del 1 al 5, tres veces. Corta la plantilla impresa y la transparencia en tres partes conservando el patrón de los rectángulos. Haz tantas plantillas como estudiantes haya en clase.
Elige la constelación que se observará como parte de la actividad; y busca una imagen representativa de ella (como Orión en esta actividad). Imprime una imagen de la constelación por estudiante (en los meses de invierno en el hemisferio norte y de verano en el hemisferio sur, Orión es una constelación fácil de localizar al atardecer).
Antes de comenzar a estimar las magnitudes de las estrellas tú y tus estudiantes podéis disfrutar de una fiesta de las estrellas en la que aprender cómo encontrar la constelación y cómo usar los lectores de magnitud en la constelación elegida.
Construyendo el Lector de Magnitudes:
Paso 1
Los estudiantes tienen que recortar los 5 rectángulos de la plantilla (adjunto 1), etiquetados del 1 al 5, en la transparencia. Para hacerlo más fácil, se puede calcar sobre la transparencia los perímetros de los rectángulos y luego recortarlos. A partir de aquí los estudiantes han de hacerlo que se describe en los siguientes pasos.
Paso 2
Con la moneda dibuja 5 círculos en el cartón o cartulina o, en su lugar, dobla con cuidado la cartulina o el cartón por la mitad por su lado más largo (debe medir, al menos 13cm de largo). Corta 5 'V' invertidas para crear 5 recortes con forma de diamante (rombo). Asegúrate que los agujeros creados por los cortes están todos un poco separados entre sí (mínimo 2,5 cm entre sí) y alineados a lo largo del lado más largo de la cartulina o cartón. Si has utilizado la moneda, dibuja el contorno de 5 círculos y recórtalos. Han de estar espaciados como mínimo 2.5 cm entre sí.
Cortes en 'V' para el lector de magnitudes
Paso 3
Etiqueta los 5 agujeros, del 1 al 5 a lo largo de la longitud del cartón o cartulina. Pega con cinta adhesiva la transparencia 1 en el agujero 1 asegurándote de que cubre todo el agujero 1 pero sólo ese. En todos estos casos, cuando pegues las transparencias al cartón o cartulina, la cinta adhesiva no debería cubrir los agujeros. No importa si la parte rugosa de la transparencia está boca arriba o boca abajo.
Paso 4
Pega la transparencia 2 sobre los agujeros 1 y 2; y asegúrate que solamente cubre dichos agujeros.
Paso 5
Pega la transparencia 3 sobre los agujeros 1 al 3. De nuevo asegúrate que sólo estos los tres agujeros están cubiertos por la transparencia 3.
Paso 6
Pega la transparencia 4 sobre los agujeros 1 al 4. La transparencia ha de cubrir solamente esos agujeros (del 1 al 4).
Paso 7
Por último pega la transparencia número 5 a lo largo de la longitud del cartón o cartulina cubriendo todos los agujeros (del 1 al 5).
Paso 8
Sobre el primer agujero han de haber 5 capas de transparencia y sobre el quinto, sólo una.
Esquema del lector de magnitudes una vez finalizado
Estimando las Magnitudes estelares:
Durante los meses de invierno en el hemisferio norte y de verano en el sur, la constelación de Orión es visible durante la primera mitad de la noche. Puedes elegir usar la representación o dibujo de Orión (adjunto 2) o de otra constelación que se observe a primeras horas de la noche en otra época del año. Invita a tus estudiantes a salir al patio o portal de su casa una noche, sin nubes y sin Luna, durante unos pocos minutos, con el dibujo de la constelación y un lápiz en sus manos, y que intenten localizarla en el cielo nocturno. Las luces exteriores deben estar totalmente apagadas y los alumnos deben de estar fuera al menos 5 minutos para que sus ojos se acostumbren a la obscuridad.
Los alumnos deben observar cada estrella de la constelación elegida a través del Lector de Magnitudes. Para cada estrella, deberán anotar el número más pequeño del agujero en el cual pueden verlas. Esta será una estimación de la magnitud o brillo de la estrella. De hecho, una estrella de magnitud 3 será vista a través de los agujeros 3, 4 y 5, pero el estudiante sólo debe anotar el agujero número 3.
Los estudiantes han de darse cuenta que no podrán ver algunas de las estrellas de la constelación debido a la contaminación lumínica. Una vez hayan tomado nota de las magnitudes para todas las estrellas que se muestran en el dibujo de Orión, la más alta (el número más alto que hayan anotado) será la magnitud límite promedio (la estrella más débil) que se puede ver en Orión. Además, los alumnos deberán de haber registrado la “estado lumínico” o la cantidad de luz ambiental que había en el lugar donde tomaron los datos. Una vez en clase, se compararán los resultados obtenidos por cada alumno. Recuerda que, cuanto más bajo sea el valor de una magnitud, más brillante será la estrella. Dicho de otro modo, cuanto mayor sea el valor de la magnitud, más débil será la estrella. Con estos datos, se puede hacer una estimación de cuántas estrellas se han perdido (es decir, son imposibles de ver) en todo el cielo a causa de la contaminación lumínica en los lugares donde estén tomando los datos.
Ampliación: Estimación del número de estrellas perdidas.
(Basada en ‘Calculating Stars Lost’ por Fred Schaaf en Seeing the Sky, John Wiley & Sons, 1990). Para completar esta actividad necesitarás determinar tu magnitud límite local con tus resultados de la actividad “Estimando las Magnitudes Estelares” anteriormente descrita.
Hasta ahora, hemos visto que el número de estrellas visible está afectado por la calidad del cielo nocturno. La Luna, las condiciones atmosféricas y la contaminación lumínica pueden dificultar o hacer imposible ver estrellas muy débiles. También habrás descubierto que los astrónomos usan la escala de magnitudes para medir el brillo de las estrellas. Recuerda que estrellas de magnitud 1 son más brillante que las de magnitud 2, que a su vez lo son más que las de magnitud 3 etc..
A través de la actividad “Estimando las magnitudes de las Estrellas” has aprendido a medir la magnitud límite del cielo nocturno de tu localidad. Es decir, cuál es la estrella más débil que puede observarse. En condiciones ideales (sin Luna, cielo claro y sin ninguna interferencia lumínica) el ojo humano es capaz de ver estrellas hasta una magnitud 6 o 7. De acuerdo con la tabla siguiente, una magnitud límite de 7 representa aproximadamente unas ¡14.000 estrellas! Ahora ya tienes todas las herramientas para calcular cuántas estrellas no puedes ver en el lugar donde vives. Todo lo que tienes que hacer es restar el número aproximado de estrellas visible desde donde estás observando (calculado con tu magnitud límite) al valor de 14.000. Por ejemplo, si tu magnitud límite fuera 3, significa que puedes ver 150 estrellas a simple vista; pero no puedes ver otras ¡13.850! (14.000-150 = 13.850)
Actividad adicional: Ciencia ciudadana
¡Tus estudiantes pueden contribuir a la investigación real en contaminación lumínica! Echa un vistazo a los siguientes proyectos científicos:
Plan de estudio
Space Awareness curricula topics (EU and South Africa)
Our wonderful Universe, La ciencia de la Astronomía
Temas del currículum de Space Awareness (EU y Sudáfrica)
Nuestro maravilloso Universo, la ciencia de la Astronomía.
Currículum Nacional España
Biología y Geología (ESO y Bachillerato), Ciencias de la Tierra y el Medio Ambiente, Física y Química (ESO)
Más información
- Qué es la Contaminación Lumínica: http://www.globeatnight.org/learn_light.html
- Juego interactivo sobre Contaminación Lumínica: http://www.globeatnight.org/learn_orionsky.html
- Sistema de Magnitudes estelares: http://www.skyandtelescope.com/howto/basics/Stellar_Magnitude_System.html
- La escala de magnitudes astronómica: http://www.icq.eps.harvard.edu/MagScale.html
Conclusión
Los resultados de esta actividad deberán debatirse con la ayuda de las preguntas formuladas en la sección de Evaluación. La Contaminación Lumínica, su impacto y cómo puede disminuirse también son temas muy interesantes de debate para la clase.
This resource was developed by Amee Hennig, Globe at Night, peer-reviewed by astroEDU, and revised by Space Awareness. Translated in Spanish by Mariana Lanzara.
