Regreso al pasado en Orión: Misión GAIA
Datos del Proyecto
Descripción de la Experiencia
Regreso al pasado en Orión es un proyecto que trata de responder a la siguiente pregunta: ¿Cómo se miden las distancias en el Universo?
La Luna está a 384400 km de la Tierra, el Sol a 149,6 millones de km, la estrella Sirio a 8,6 años-luz, la galaxia de Andrómeda a 2,5 millones de años-luz, la galaxia más lejana observada por el Hubble, GN-z11, a 13400 millones de años-luz, en los límites del universo observable… ¿cómo se sabe esto? ¿tienen los astrónomos alguna “super regla” para medir distancias cósmicas?
Un poco de historia
En 2014, llevamos a cabo un proyecto de divulgación sobre la Misión Rosetta de la Agencia Espacial Europea (ESA), y supuso la creación en nuestro instituto de un Grupo de divulgación de Astronomía, llamado Philae.
Por un lado, la astronomía permite trabajar, de forma transversal, muchos contenidos de diversas materias como física, química, geología, biología, matemáticas, tecnología… Por otro lado, despierta en casi todo el mundo curiosidad e interés, por lo que añadimos la motivación. Por todo esto, y porque a los profes implicados nos encanta, todos nuestros proyectos desde el inicio giran en torno a la astronomía.
Nuestra metodología general suele ser: tomando como objetivo base, divulgar sobre misiones actuales de la ESA, informarnos todo lo posible de la misión, consultando fuentes rigurosas, tratar de comprender los aspectos fundamentales de la misma y crear maquetas, módulos demostrativos, pósteres, audiovisuales, software, etc. para que el alumnado divulge en ferias de ciencia, certámenes y concursos nacionales y en medios de comunicación como televisión, radio, prensa, blogs…
Por ejemplo, el curso pasado, nuestro proyecto Vacas marcianas, divulgaba sobre la Misión ExoMars y para ello, entre otras cosas, construimos una maqueta a tamaño real (escala 1:1) del módulo Schiaparelli y creamos un espectroscopio, nuestro Cazafantasmas, para entender cómo los astrónomos utilizan la luz para obtener información y, en particular, cómo los espectrómetros de ExoMars estudiaban los gases con importancia biológica en Marte (más información de este y de todos los proyectos, en el sitio web del Grupo Philae).
Gestando el proyecto
Este curso, hemos continuado con la metodología y hemos tomado como base la Misión GAIA de la ESA, que ha producido el catálogo de estrellas más completo hasta la fecha, con mediciones de alta precisión de casi 1.700 millones de estrellas y detalles de nuestra Galaxia nunca antes vistos.
Esta misión lleva implícita nuestra cuestión de base ¿cómo se miden las distancias en el universo? ¿cómo lo hace el satélite GAIA?
Buscando información que responda a nuestra cuestión, descubrimos que los astrónomos emplean diferentes técnicas o métodos para medir objetos cada vez más lejanos, que pueden clasificarse en “escalones” de lo que se denomina escalera de distancias cósmicas.
El proyecto
Debido al elevado número de alumnas/os interesados en participar, y después de hacer un “casting” para reducir ese número a 19, decidimos hacer dos grupos, un grupo con alumnado de 1º y 2º de ESO y otro de 3º y 4º de ESO.
El primer grupo ha trabajado en el proyecto de Andalucía Profundiza que coordino, titulado Regreso al pasado en Orión: Misión GAIA y el segundo, en el proyecto coordinado por mi compañero Andrés Jobacho, titulado Regreso al pasado en Orión: Midiendo distancias a distancia, publicado en otra entrada de Profundiza. Ambos se complementan y conforman nuestro proyecto, Regreso al pasado en Orión.
Si a estas alturas, te estás preguntando por qué este nombre, es el momento de decirte que no dejes de visitar el blog del proyecto.
El primer grupo se ha encargado de preparar la divulgación de la Misión GAIA y del método de la paralaje estelar. Distribuyendose el alumnado de este grupo en dos subgrupos especializados en cada parte, pero con conocimiento del proyecto global.
El segundo grupo se ha encargado de los métodos basados en las candelas estándar para medir distancias o objetos más lejanos, para los que la paralaje no sirve.
Paralaje estelar
El método más preciso para medir distancias a objetos celestes es mediante la paralaje estelar y se basa en un cálculo trigonométrico. Es el primer peldaño de la escalera cósmica.
Se define paralaje como “la variación aparente de la posición de un objeto, al cambiar la posición del observador.”
Esto puede entenderse muy bien haciendo el siguiente experimento:
“sitúa un dedo frente a tu cara y cierra uno de tus ojos. Fíjate en su posición en relación a los objetos más distantes situados en el fondo; ahora abre el otro ojo y cierra el primero”.
Tu dedo parece haberse movido respecto a los objetos más alejados. Esto es la paralaje.
En astronomía, llamamos paralaje estelar o anual, a la variación aparente de la posición de un astro, desde dos puntos de la órbita de la Tierra, distanciados seis meses.
Para entenderlo bien y explicárselo a otras personas hemos construido un módulo que hemos llamado Pinball estelar, por su forma parecida a un pinball.
Imagen: Pinball estelar
En el podemos simular la observación de algunas de las estrellas más importantes de la constelación de Orión (el cazador), desde la Tierra en una posición de su órbita (por ejemplo en enero) y a los seis meses (en julio).
El módulo da pie a explicar cómo es la órbita de la Tierra (elíptica con poca excentricidad y el sol en uno de sus focos), considerándose circular con una distancia media sol-tierra de 150 millones de km (1 unidad astronómica). También puede hablarse de las estaciones, debidas a la inclinación del eje de rotación terrestre.
Volviendo a la paralaje, vamos a simular en nuestro módulo, las líneas de visión de una de las estrellas con ayuda de un elástico. Observamos que se forma un triángulo entre las dos líneas de visión y el segmento que une las dos posiciones de la Tierra, pasando por el Sol. Conociendo el ángulo que forman dichas líneas de visión, que se llama ángulo paraláctico o paralaje (por convenio se considera la mitad), con unos sencillos cálculos, que el alumnado desarrolla en una pequeña pizarra, se obtiene la distancia a la que está la estrella.
Misión GAIA
Para atraer la atención del público a nuestro stand, y para apoyar nuestras explicaciones, hemos creado una maqueta a escala del satélite GAIA.
Además hemos creado un libro-guía con la información más relevante que queríamos divulgar, aprovechando para dar a conocer aspectos de nuestra galaxia, la vía láctea.
Hemos elaborado un póster relativo a la paralaje y a la misión GAIA, además de marcapáginas del proyecto.
Marcapáginas_anverso Marcapáginas_reverso
+ info
Hemos trabajado en horario extraescolar, prácticamente todos los martes de 17:00 a 19:30 en el taller de tecnología, desde enero hasta mayo. En abril, cercanos al estreno de nuestro proyecto, tuvimos que trabajar varios sábados durante toda la mañana.
Hemos participado en:
- VI Feria de la Ciencia en la Calle de Jerez – Imágenes
- 21ª Feria de la Ciencia de Granada – Imágenes
- XVIII Concurso de Módulos Interactivos de Ciencia y Experimentos Científicos – Premio – Imágenes – Vídeo
Obteniendo el Primer Premio – Noticias en la prensa local
- Noche europea de los investigadores (próximo 28 de septiembre, en Jerez).
Visitas recomendadas:
- Blog del proyecto: https://regresoalpasadoenorion.blogspot.com/
- Blog del Grupo: http://grupophilae.blogspot.com/
- Canal de Youtube del Grupo: PhilaeTube
Photo by Bryan Goff on Unsplash
Sobre el colaborador
Francisco Javier Pérez Barbero De Cádiz. Licenciado en Matemáticas. Profesor de matemáticas en Secundaria y Bachillerato. Actualmente en el I.E.S. José M. Caballero Bonald de Jerez de la Frontera.
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