¿Cómo descubrió la ciencia las estrellas? Aprendiendo y Estudiando para siempre

Deseo preguntar qué significa el interrogador por “ciencia” descubriendo algo.

La existencia de estrellas ha sido conocida desde que existió la humanidad, estoy seguro, aunque su naturaleza se descubrió hace relativamente poco tiempo.

Distancia.

El primer indicio sólido de su naturaleza fue proporcionado al tomar paralajes de ellos a través de la órbita de la Tierra. Que las estrellas debieran tener paralajes era una predicción de la hipótesis heliocéntrica para el Sistema Solar, y su incumplimiento era un gran problema para el heliocentrismo.

Pero los astrónomos descubrieron cómo medir las posiciones angulares de las estrellas con una precisión muy alta, y en 1838, sus esfuerzos finalmente dieron sus frutos. Friedrich Wilhelm Bessell logró medir el paralaje de la estrella 61 Cygni, Thomas Henderson tuvo éxito para Alpha Centauri y Friedrich von Struve tuvo éxito para Vega (http://www.bgfax.com/school/dist…). A finales del siglo XIX, las paralazas se midieron en alrededor de cien estrellas y, a mediados del siglo XX, las paralajes se conocían incluso por más estrellas.

Esto hizo evidente que las estrellas eran objetos tan brillantes como el Sol, y en ocasiones mucho más brillantes. Algunas estrellas están en sistemas binarios o sistemas con incluso más estrellas, y al observarlas, se podrían obtener las masas de esas estrellas. Eran tan masivos como el sol.

Composición.

Una de las primeras personas en proponer una composición de cuerpos celestes a partir de la observación fue Anaxágoras de Clazomenae (~ 510 – ~ 428 BCE). Extrapola de los meteoritos para proponer que los cuerpos celestes son objetos rocosos como los meteoritos. Pero Aristóteles, Ptolomeo y otros preferían creer que estaban hechos de algún material celeste especial. Pero después de que Galileo comenzó sus observaciones, una composición más parecida a la Tierra se volvió popular nuevamente, y eso fue respaldado por meteoritos que se mostraron extraterrestres a principios del siglo XIX.

Eso fue evidente para el Sistema Solar, pero fuera de él, el filósofo Auguste Comte propuso en 1835 que nunca conoceremos la composición de las estrellas. Pero un contemporáneo suyo, Joseph von Fraunhofer, hizo algunos trabajos sobre espectroscopia, una técnica que eventualmente probaría que estaba equivocado. Fraunhofer observó el espectro del Sol, identificando líneas espectrales que todavía llamamos líneas de Fraunhofer. Cuando se tomaron espectros de estrellas a finales del siglo XIX, se hizo evidente que, como el Sol, estaban compuestos de elementos familiares.

La primera clasificación de los espectros estelares fue hecha por Angelo Secchi en 1866, una clasificación con tres tipos principales. Los clasificadores posteriores elaboraron este sistema, y Annie Jump Cannon decidió el sistema que todavía utilizamos en la actualidad. El Sol encaja muy bien en este sistema como G2V.

Convertir los puntos fuertes de las líneas en valores de composición requirió una física avanzada, pero Cecilia Payne-Gaposchkin asumió ese desafío, y propuso en 1925 que las estrellas eran en su mayoría hidrógeno y helio, con elementos como el carbono y el silicio en proporciones relativas bastante típicas de la Tierra. . Otros astrónomos encontraron este resultado difícil de creer al principio, pero finalmente lo confirmaron.

Estructura y fuentes de energía.

El primer mecanismo propuesto para la luminosidad del Sol fue la contracción, el mecanismo de Kelvin-Helmholtz. A medida que se encoge, su energía gravitacional se convierte en energía térmica, y esa energía se irradia. Eso le dio una edad de unos 100 millones de años.

Pero cuando Bertram Borden Boltwood, Arthur Holmes y otros comenzaron a realizar la datación radiométrica de la Tierra alrededor de 1907, descubrieron que la Tierra era mucho más antigua. Sin embargo, las cantidades de energía liberada por la radioactividad sugirieron que las reacciones nucleares podrían liberar suficiente energía para alimentar al Sol durante los tiempos que encontraron en las edades de las rocas, y para fines de la década de 1930, Hans Bethe y otros físicos nucleares y astrofísicos habían cerrado sobre qué reacciones : hidrógeno a helio a través de los procesos protón-protón y CNO.

Uno necesitaba hacer cálculos de estructura estelar para obtener el radio y la luminosidad de las estrellas, y para estrellas de “secuencia principal” como el Sol, estos cálculos con reacciones de hidrógeno a helio dieron buena concordancia. Las estrellas a los lados, las gigantes rojas y las enanas blancas, también fueron eventualmente comprendidas.

Así que ahora estamos en el punto en que entendemos el interior del Sol mejor que el interior de la Tierra, algo que también es cierto para muchas de las (otras) estrellas. Algo que es lo contrario de lo que propuso Auguste Comte.