Vivir en la Vía Láctea

Esta actividad presenta a los alumnos nuestra galaxia, la Vía Láctea. Podrán aprender que aspecto tiene y qué objetos contiene mientras construyen un modelo de ella; así como hacerse una idea general de las distancias en su interior visualizando vídeos como material de ayuda.

Es importante que los alumnos conozcan la existencia y las características de la Vía Láctea porque nuestro Sistema Solar forma parte de esta galaxia. Más aún, las galaxias en su conjunto, son muy importantes en el estudio de cómo se formó el Universo y en su evolución.

Tras la implementación de esta actividad, los alumnos serán capaces de:

• Describir cómo es la Vía Láctea.
• Identificar la posición de nuestro Sistema Solar en la Vía Láctea.
• Explicar que la Vía Láctea contiene polvo, gas y muchísimas estrellas.
• Explicar que tanto la Tierra como nuestra galaxia son parte muy pequeñas en comparación con el Universo.
• Describir de dónde procede el nombre de “Vía Láctea”.

Después de que los alumnos hayan construido sus modelos, descrito los diferentes objetos en la Vía Láctea y señalar éstos en sus maquetas ¿Son capaces de decir dónde está el Sistema Solar? Pregunta a tus alumnos cómo es de grande la Vía Láctea en comparación con el Sistema Solar. ¿Pueden los alumnos explicar de dónde procede el nombre “Vía Láctea”?

Otra forma de evaluar el conocimiento de los alumnos es pedirles que comparen la Vía Láctea con imágenes de otras galaxias (clasificación).

También se les puede preguntar cómo creen que se mueve la Vía Láctea y que traten de imaginar cómo somos capaces de conocer su tamaño. Alguno de los métodos usados para deducir su tamaño se explican en esta web: http://imagine.gsfc.nasa.gov/features/cosmic/milkyway_info.html

Por último, pueden ser útiles, para evaluar los conocimientos de los estudiantes, algunos métodos más tradicionales como enlazar términos con sus definiciones o rellenar los huecos de un texto con las palabras apropiadas.

Por estudiante o maqueta:

• hoja de trabajo en PDF
• 1 una cartulina A4 negra
• compás
• tijeras
• lápiz
• témpera blanca y roja
• pinceles
• algodón
• cola o pegamento
• plastilina o arcilla roja
• brochetas pequeñas
• sedal
• ordenador con internet
• video "Potencias de 10" en YouTube https://www.youtube.com/watch?v=0fKBhvDjuy0

La Vía Láctea:

Nuestra Galaxia, La Vía Láctea, está formada por alrededor de 200 billones de estrellas, de las cuales el Sol es una bastante típica. La nuestra es una galaxia espiral bastante alargada con tres componentes principales: un disco en que el cual se encuentra el Sistema Solar, un bulbo central en el núcleo y un halo que la envuelve por completo. El disco de nuestra galaxia tiene cuatro brazos espirales, un grosor de aproximadamente 300 parsecs y un diámetro de alrededor de 30.000 parsecs. Si un parsec es aproximadamente 3.26 años-luz ¡comparemos estas distancias galácticas con las simples 4 horas que tarda la luz desde el Sol hasta Neptuno! Las estrellas del disco son, predominantemente, del tipo Población I (estrellas azuladas y razonablemente jóvenes, con una edad de entre millón a diez billones de años).

Año luz:

Un año-luz es la forma que tienen los astrónomos de medir las distancias astronómicas. Es igual a la distancia que recorre la luz en un año: cerca de 9.46 trillones de kilómetros.

Agujeros negros

El bulbo central de la galaxia es una elipse achatada de 1000 x 6000 parsecs. Es una región con una alta densidad de materia y donde predominan estrellas de Población II (estrellas rojizas y muy viejas: alrededor de 10 billones de años). Se piensa, con cada vez más seguridad, que en el centro debe existir un agujero negro supermasivo.

¡Los agujeros negros son los monstruos del espacio! Todo lo que pasa demasiado cerca de él es empujado a su interior con una fuerza tal que no tiene oportunidad de escapar. ¡El monstruo lo engullirá! Incluso la luz (lo más rápido del Universo) está condenada si pasa cerca de esos monstruos. Esta es la razón de que los agujeros negros sean negros. Sin embargo, no son realmente agujeros y no están vacíos. Los agujeros negros, en realidad, están llenos con mucho material; que es embutido hacia una región extremadamente pequeña en tamaño.

Materia oscura

El halo es una región esférica difusa que rodea el disco. Tiene una baja densidad de estrellas viejas, principalmente situadas en cúmulos globulares (de entre 10.000 y 1.000.000 estrellas). Se piensa que el halo está compuesto en su mayor parte por materia oscura, la cual se extendería más allá del borde del disco.

Según los científicos, alrededor del 80% de la masa del Universo está hecha de materia que no se puede observar de forma directa. Esta materia, conocida como “materia oscura”, no emite luz ni energía.

Clasificación de Galaxias:

Hay varias categorías principales de galaxias: espirales, elípticas, lenticulares e irregulares.

Nuestra galaxia pertenece a la categoría de galaxias espirales. Las galaxias espirales se subdividen en diversas clases en función de su forma y del tamaño relativo del bulbo. Las espirales ordinarias se etiquetan como Sa, b, c, d, o m, mientras que aquellas que han desarrollado una barra en el interior de los brazos espirales se etiquetan como SBa, b, c, d, o m. Las galaxias espirales se caracterizan por la presencia de gas en el disco, lo que implica que el proceso de formación de estrellas está activo actualmente. De ahí el hecho de que la población de estrellas de esta parte de la galaxia sea de estrellas jóvenes. Las galaxias espirales se encuentran normalmente en campos con baja densidad de galaxias. En estas zonas puede evitar sufrir perturbaciones por fuerzas de marea producidas por la presencia de galaxias vecinas y así conservar su delicada forma.

Las galaxias elípticas se clasifican en categorías E0-7 en función de su grado de achatamiento; siendo E0 las menos elípticas y E7 las de mayor achatamiento. Tienen una luminosidad uniforme y son similares al bulbo de las galaxias espirales pero sin disco. Las estrellas son antiguas y no hay gas presente. Las galaxias elípticas normalmente se hallan en campos con gran densidad de galaxias, en el centro de cúmulos galácticos.

Las galaxias lenticulares se etiquetan como S0 y, si bien poseen tanto bulbo como disco, no tienen brazos espirales. Hay poca o ninguna cantidad de gas y, por tanto, todas las estrellas son viejas. Parecen ser una clase intermedia.

Las galaxias irregulares son galaxias pequeñas. Se etiquetan como Irr, no tienen bulbo ni una forma definida.

Fuerza de marea

Estas fuerzas son un efecto secundario de la interacción gravitatoria entre dos objetos que orbitan uno alrededor del otro, como la Tierra y la Luna. Las fuerzas de marea son las responsable de las fluctuaciones de las mareas en la Tierra así como de la rotación síncrona de ciertas lunas cuando orbitan alrededor de sus planetas.

Consejo: La Vía Láctea se puede ver a simple vista. El mejor momento para verla es en enero en luna nueva. ¡Anima a tus estudiantes a verla en el cielo!.

Preparación

Para la actividad “Muy, muy lejos” utiliza el link de la lista de materiales para ver el vídeo “Potencias de diez” en Youtube. Visiona el video y presta atención de forma que sepas en que momento de habla de cada cuestión. Prepara el vídeo para la clase. Durante los seis primeros minutos se muestran las escalas, desde un metro hasta fuera de rango, de los cúmulos de galaxias.

Actividad 1: Muy, muy lejos

Paso 1:

Lee el e-mail en la tarea 1 de la hoja de trabajo con los estudiantes. Los alumnos han de encontrar las respuestas a las siguientes preguntas de los investigadores:

• ¿Qué aspecto tiene la Vía Láctea?
• ¿En qué lugar de la Vía Láctea esta nuestro Sistema Solar?
• ¿Por qué no se puede ver toda la Vía Láctea desde la Tierra?
• ¿Es la Tierra grande o pequeña en comparación con el Universo?
• ¿Es la Vía Láctea grande o pequeña en comparación con el Universo?
• ¿De qué está hecha la vía Láctea?

Paso 2:

Visiona el video Potencias de Diez con tus estudiantes para encontrar las respuestas a las preguntas de los investigadores. Este video muestra un viaje que comienza en un picnic en un parque en Chicago, Estados Unidos, hasta un lugar muy alejado de la Vía Láctea. A mitad del video, el viaje vuelve al parque y a la mano de uno de los que están en el picnic. Nuestra recomendación es visionar el video hasta que el viaje vuelve al picnic. De esta manera, los alumnos pueden hacerse una buena impresión de inmenso tamaño del Universo y cómo de pequeña es la Tierra en comparación.

Paso 3:

Comienza viendo el video en su totalidad con tus estudiantes, explicándoles que es lo que están viendo. A continuación vuelve a poner el video pero, esta vez, páusalo allí donde sea relevante para dar a tus estudiantes la oportunidad de responder a las preguntas de los investigadores. Tras visionar el film, los estudiantes podrán contestar las preguntas desde la a hasta la e. Una vez hayan completado el trabajo práctico con la maqueta de la Vía Láctea, podrán responder a la pregunta final.

Paso 4:

Los alumnos han de investigar porqué la Vía Láctea tiene el aspecto que tiene y su posición en el Universo en relación a nuestro Sistema Solar.

Actividad 2: Construye una Vía Láctea

Llegados a este punto, los estudiantes tiene ya una idea del aspecto de la Vía Láctea. Ahora realizarán un modelo de ella y completarán la Tarea 2 de la hoja de trabajo.

Actividad 3: ¿Qué sabes sobre la Vía Láctea?

Los estudiantes han de leer las instrucciones de la Tarea 3 y escribir las respuestas a las preguntas del email de la Tarea 1. Si fuera necesario visualiza el video “Potencias de diez” una vez más. A continuación realizad un pequeño debate sobre las respuestas al email.

• Si podemos ver la Vía Láctea desde un lado, parecería un platillo con el bulbo en la parte central.
• El Sistema Solar donde se encuentra la Tierra, está situado en un brazo espiral a dos tercios del camino hacia el centro de la galaxia.
• Nosotros no tenemos telescopios que lleguen lo suficientemente lejos fuera de la Vía Láctea para tomar una buena fotografía de conjunto Las fotos existentes de la Vía Láctea parecen fotografías reales pero, de hecho, son impresiones artísticas sobre cómo creemos que puede ser. Explica a tus alumnos que es posible ver parte del disco de la Vía por la noche cuando el cielo está realmente oscuro. Es fácil fotografiar el disco de nuestra galaxia desde la Tierra, porque es la parte que podemos ver.
• El objetivo más importante de esta parte es que los estudiantes sean conscientes de que, nuestro Sistema Solar, es solo una pequeña parte de la Vía Láctea.
• De Nuevo, la Vía Láctea es sólo una pequeña parte de un Universo mucho mayor.
• La Vía Láctea es una galaxia hecha de polvo, gas y al menos 200 billones de estrellas; la mayoría de las cuales se encuentran en su disco. El sistema contiene estrellas viejas, jóvenes, polvo y nubes de gas. Está formada por un bulbo central y un disco con cuatro grandes brazos espirales y varios brazos más pequeños.

Curiosidades:

La luz tarda 8 minutos en llegar a la Tierra desde el Sol. Tarda mucho más desde otras estrellas; por lo que, cuando observamos el Universo, realmente estamos viendo el pasado. Se estima que la masa del Universo es 10 billones de veces mayor que la del Sol.

Actividad 4: El nombre “Vía Láctea”

Pregunta a los estudiantes si saben de dónde proviene el nombre “Vía Láctea”.

La mitología egipcia describe la Vía Láctea hecha de la leche de una vaca celestial. Las cuatro patas de la vaca se apoyaban en las cuatro esquinas de la Tierra. La mitología griega, por su parte, cuenta la historia de Hera y Hércules. Hera era la mujer de Zeus y se encontraba dando de mamar a Hércules. Cuando se dio cuenta de que no era un hijo suyo lo aparto de su pecho. La leche que se desparramó tras este gesto, formó la Vía Láctea.

Es importante que los estudiantes se den cuenta de que en la antigüedad, la gente no tenía idea de lo que la Vía Láctea era realmente.

Space Awareness curricula topics (EU and South Africa)

Our wonderful Universe, Galaxias

Space Awareness curricula topics (EU and South Africa)

Nuestro Maravilloso Universo: Galaxias.

Currículum Nacional España:

Física y Química (ESO y Bachillerato), Física (Bachillerato), Cultura científica (Bachillerato).

¿Qué parte de la Vía Láctea podemos ver: https://www.youtube.com/watch?v=pdFWbEwsOmA

Explora las diferentes formas de las galaxias contribuyendo a un Proyecto de Ciencia Ciudadana "Zoo Galáctico": http://www.space-awareness.org/fr/games/galaxy-zoo/