Ciencias Naturales 5 (Buenos Aires) - serie Viaje en Estudio

Ciencias Naturales

5

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Capítulo

10

El Sistema Solar ¿Cómo pueden explorarse los planetas que giran en torno al Sol? ¿Qué habrá más allá del Sistema Solar?

Preparamos el equipaje: observamos, comprendemos y debatimos 1

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El Sol, una estrella en la Vía Láctea Cuando hablamos del Sistema Solar, nos referimos al Sol y a todos los cuerpos más pequeños que giran a su alrededor. El Sol es la única estrella del Sistema Solar, es decir, es el único cuerpo capaz de emitir su propia luz. Los demás cuerpos que integran este sistema brillan por el reflejo de la luz solar.

El Sol es una esfera de gas muy caliente y muy grande. Es el cuerpo del Sistema Solar que ocupa más espacio, tan grande es que todos los planetas y demás astros entrarían cómodamente en su interior.

Además de ocupar tanto espacio, el Sol tiene una cantidad de materia que equivale a la de 333.000 planetas como la Tierra. Por tener tanta materia, ejerce una enorme fuerza gravitatoria que mantiene unidos a todos los cuerpos del Sistema Solar. Como la fuerza gravitatoria se hace más débil con la distancia, a medida que nos alejamos del Sol, los cuerpos son retenidos con menos fuerza, por eso, los que están lo suficientemente lejos podrán escapar del Sistema Solar. Eso hace que el Sistema Solar tenga un límite en su extensión.

Las estrellas que vemos a la noche no pertenecen al Sistema Solar. Están más allá del alcance de su fuerza gravitatoria. Tanto el Sol como estas estrellas pertenecen a un sistema muchísimo más grande: nuestra galaxia, la Vía Láctea, que está formada por cientos de miles de millones de estrellas y enormes nubes de gas y polvo llamadas nebulosas. En esta galaxia, las estrellas como el Sol se distribuyen formando un disco delgado y, sobre este, las estrellas más brillantes se destacan trazando las regiones llamadas brazos espirales de la galaxia. Aunque la galaxia parezca descomunal, tenemos que tener en cuenta que existen miles de millones de galaxias en el Universo.

El Sol es una estrella, una gran esfera de gas, en cuyo interior se genera una enorme cantidad de energía que escapa al espacio en forma de luz.

Sistema Solar

El Sistema Solar

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Los planetas en el Sistema Solar Los cuerpos de mayor tamaño que giran alrededor del Sol son los planetas. Actualmente, se considera que el Sistema Solar tiene ocho planetas, cuatro de planetas externos ellos son los planetas internos: Mercurio, Venus, planetas Tierra y Marte. Estos son, en su mayor parte, de roca. internos Los cuatro planetas externos, Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno, son planetas compuestos, en su mayor parte, de gas. Los planetas gaseosos tienen un tamaño mucho mayor que los rocosos, por eso, se los llama planetas gigantes. Júpiter, el mayor de los planetas gaseosos, podría contener en su interior más de 1.300 planetas del tamaño de la Tierra, que es el mayor de los planetas rocosos.

Sol En el Sistema Solar, las distancias son de miles de kilómetros y para expresarlas, se necesitan demasiadas cifras, por eso, se usa la Unidad Astronómica (abreviada como U. A.), que es la distancia media entre la En esta ilustración Tierra y el Sol, y corresponde a 150.000.000 km. se muestran las diferencias de Excepto Mercurio y Venus, todos los planetas tienen satélites natutamaño entre los rales o lunas, que son cuerpos que giran alrededor de un planeta y a su planetas del Sistema Solar. vez lo acompañan en su movimiento alrededor del Sol. Todos los planetas gaseosos tienen anillos formados por millones de pequeñas lunas. Los anillos que más se destacan son los de Saturno.

Excepto Mercurio, todos los planetas poseen atmósferas, que son capas de gas que envuelven la superficie planetaria.

Los planetas del Sistema Solar Planeta

Distancia al Sol (en U. A.)

Tiempo en que recorre la órbita

Diámetro (en diámetros terrestres)

Su mayor parte es de

Atmósfera

Cuerpos que lo orbitan

Mercurio

0,4

88 días terrestres

0,4

Roca

No

No se conocen

Venus

0,7

226 días terrestres

0,9

Roca

Sí

No se conocen

Tierra

1

1 año terrestre

1

Roca

Sí

1 luna

Marte

1,5

1,9 años terrestres

0,5

Roca

Sí

2 lunas

Júpiter

5,2

11,9 años terrestres

11

Gas

Sí

Anillos y 67 lunas

Saturno

9,5

29,5 años terrestres

9

Gas

Sí

Anillos y 62 lunas

Urano

19,2

84 años terrestres

4

Gas

Sí

Anillos y 27 lunas

Neptuno

30,1

164,8 años terrestres

3,9

Gas

Sí

Anillos y 14 lunas

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Capítulo 10

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La Tierra, un planeta diferente Mercurio es un planeta pequeño, sin atmósfera. En su cara iluminada, el calor alcanza para fundir el plomo, mientras que, en el otro lado, la temperatura es menor a los 100 °C bajo cero.

Venus es un planeta similar en tamaño a la Tierra. Sin embargo, su atmósfera está compuesta por dióxido de carbono y por otros gases tóxicos para la mayoría de los seres vivos que viven en la Tierra.

Marte tiene una atmósfera muy delgada, este planeta es un desierto frío, donde el agua se encuentra solo en estado sólido.

Los planetas Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno no poseen superficie sólida por ser gaseosos. En ellos se forman corrientes de nubes de gas que superan los 1.000 km/h.

El planeta Tierra es único. Se encuentra a una distancia del Sol que permite recibir la cantidad justa de energía para que en su superficie haya agua líquida. Piensen lo importante que es el agua líquida para los seres vivos. Sin ella, es prácticamente imposible la existencia de vida.

La atmósfera terrestre también tiene características favorables para los seres vivos: protege la superficie de la radiación solar que puede dañar las células de los seres vivos, además, mantiene estable la temperatura del planeta y tiene gases que utilizan los organismos para realizar sus funciones; algunos de esos gases, a su vez, son productos de los seres vivos.

Las características de la Tierra son propicias para que se desarrolle la vida tal como la conocemos.

¿Es posible la vida en otro lugar del Sistema Solar?

En la actualidad se está explorando Marte con vehículos robóticos especiales capaces de analizar la composición de las rocas y del aire. Se busca vida extraterrestre muy rudimentaria, como bacterias o algas, pero hasta el momento no hay resultados positivos.

Algunas lunas de Júpiter también podrían tener agua líquida, debajo de grandes casquetes de hielo, que haga probable la presencia de vida.

Europa es una de las lunas de Júpiter.

Su superficie es una capa de hielo. Debajo de ella, habría agua líquida donde podría existir alguna forma de vida.

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Nuestro satélite, la Luna

La Luna es relativamente grande si se la compara con la Tierra.

Los eclipses se producen por la alineación de la Tierra, la Luna y el Sol.

La Luna es el satélite natural de la Tierra. Aunque no es el satélite más grande del Sistema Solar, es muy grande en comparación con la Tierra. Su diámetro cabe 3,7 veces en el diámetro terrestre.

La Luna tarda casi 29 días en dar una vuelta alrededor de la Tierra. Este tiempo origina el mes, aunque se suele considerar a los meses de 30 o 31 días, para que haya 12 meses exactos en el año.

A medida que la Luna gira alrededor de la Tierra, el Sol va iluminando distintas partes de su superficie. Por eso, desde nuestro planeta vemos que el aspecto de la Luna va cambiando, tiene distintas fases. Cuando toda la cara visible de la Luna está iluminada, se dice que es luna llena. Al transcurrir el tiempo, la región iluminada comienza a disminuir, hasta que llega al cuarto menguante. Luego de algunos días, la Luna queda reducida a un delgado arco, hasta que finalmente deja de verse. En esos momentos la Luna está en pleno día, cerca del Sol en el cielo, y la fase se llama luna nueva. A medida que se aparta del Sol, la superficie iluminada lunar comienza a aumentar, formando el cuarto creciente.

Al completar el mes, la Luna vuelve a la fase de luna llena.

La Luna cambia de fase a lo largo del mes, al girar alrededor de la Tierra. Eso se debe a que el Sol la va iluminando desde distintas direcciones respecto a nuestro planeta.

Cuando la Tierra, la Luna y el Sol quedan alineados, se producen los eclipses. Si la Luna queda entre la Tierra y el Sol, se produce un eclipse de Sol y, en algunas regiones, el Sol se ve tapado completamente por la Luna (eclipse total). Si es la Tierra la que queda entre la Luna y el Sol, se produce un eclipse de Luna. Los eclipses lunares son más fáciles de observar, ya que pueden ser vistos por la mitad de la Tierra.

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Cuerpos menores del Sistema Solar Alrededor del Sol también se mueven muchos cuerpos de menor tamaño que los planetas. Los más abundantes son los asteroides, que son cuerpos rocosos de forma irregular que llegan a tener cientos de kilómetros de diámetro. Si bien los asteroides se encuentran dispersos en todo el Sistema Solar, hay una mayor cantidad entre las órbitas de Marte y Júpiter, en lo que se conoce como el Cinturón Principal de Asteroides.

Una categoría intermedia entre los planetas y los asteroides es la de los planetas enanos. Entre ellos se encuentra Plutón que, antes de 2006, era considerado como un planeta más. Plutón no es suficientemente grande como para serlo, y además, forma parte de un segundo cinturón de asteroides llamado Cinturón de Kuiper, más allá de Neptuno.

Ceres, al igual que Plutón, Después de Neptuno, también es un planeta enano. existe una gran cantidad de cuerpos formados por hielo y por roca: los cometas. Cuando un cometa se acerca al Sol, se calienta, y algunos de los materiales que lo forman se derriten. Esto hace que se forme una extensa cola de gases y polvo.

En el Sistema Solar, hay una enorme cantidad de rocas que son desprendimientos de asteroides o cometas, y cuyo tamaño va desde el de un automóvil hasta granos de polvo.

Se llaman meteoroides y, si la Tierra los atrae, caen con gran velocidad. Al rozar con el aire de la atmósfera, se calientan, y los más pequeños se desintegran completamente en pocos segundos. El destello que se observa se llama estrella fugaz o meteoro. Si el cuerpo no se desintegra y llega al suelo, esa roca se llama meteorito.

El asteroide Ida fue visitado por la sonda Galileo en 1993. Este asteroide tiene una pequeña luna que gira a su alrededor, llamada Dactyl.

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El Sistema Solar

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La exploración del Sistema Solar Aunque en muchas culturas antiguas se creía que el cielo era el territorio de los dioses, existían muchos estudiosos que pensaban que el cielo era un sistema de cuerpos en movimiento en el espacio.

Los astrónomos de la Antigüedad notaron que, además del Sol y de la Luna, había otros astros que, con los días, cambiaban de posición en el cielo. Se trataba de los planetas, que parecían estrellas muy brillantes pero, a diferencia de estas, no mantenían sus posiciones relativas entre ellos. Se conocían cinco planetas observables a simple vista: Mercurio, siempre cercano al Sol; Venus, brillando intensamente en los atardeceres o en los amaneceres; Marte, de brillo rojizo; Júpiter, un planeta muy brillante; y Saturno, un poco más tenue y de luz amarillenta.

Júpiter y Venus observados a simple vista en el cielo del Hemisferio Norte.

Neptuno

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En un principio, para explicar lo que observaban, los astrónomos suponían que la Tierra estaba fija y que el Sol, la Luna y los planetas giraban en círculos a su alrededor. Como vimos en el capítulo 9, uno de los que pensaba esto era Claudio Ptolomeo (90 a.C. - 168 d.C.), que elaboró el modelo geocéntrico, aceptado sin cuestionamientos por cientos de años.

Sin embargo, los planetas no se comportaban como Ptolomeo había anticipado en su modelo. En 1543, Nicolás Copérnico presentó su modelo heliocéntrico (“centrado en el Sol”), y muchos científicos lo adoptaron rápidamente. Al observar el cielo teniendo en cuenta el modelo de Copérnico, se pudieron descubrir más planetas.

Mediante el uso de un potente telescopio, en 1781, el alemán William Herschel descubrió el planeta Urano. Y luego, en 1846, el francés Urbain Le Verrier y el alemán Johann Gottfried Galle descubrieron Neptuno.

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Los telescopios Un telescopio es un instrumento que recibe la luz de objetos lejanos, y permite observarlos con mayor aumento, brillo y nivel de detalles.

Aunque no fue su inventor, Galileo Galilei fue el primero en usar un telescopio para observar los astros del cielo, en 1609. Con este instrumento descubrió las cuatro lunas mayores del planeta Júpiter, y los cráteres y montañas de la Luna, entre otras cosas.

Los telescopios funcionan con dos lentes o espejos. Uno funciona como objetivo, que es por donde ingresa la luz del objeto lejano, y el otro funciona como ocular, y amplía la imagen como si fuera una lupa. Si el telescopio usa una lente como objetivo, se lo llama telescopio refractor.

Si usa un espejo, se lo denomina telescopio reflector.

Para que un telescopio sea potente, debe tener un objetivo (lente o espejo) de gran tamaño. De esta manera, al tener mayor superficie, podrá juntar más luz proveniente del objeto lejano, formando una imagen más brillante, clara y detallada. Los telescopios actuales más poderosos tienen objetivos que superan los 10 m de diámetro, permitiendo observar con gran detalle los objetos lejanos y débiles. El “objetivo” del ojo humano, que es la pupila, tiene tan solo 4 mm de diámetro.

Los grandes telescopios se sitúan en lugares desérticos y a mucha altura sobre el nivel del mar. Allí, la atmósfera es más transparente y están alejados de cualquier población que pueda contaminar el cielo con luz artificial.

También existen telescopios espaciales, que se lanzan al espacio exterior y pueden captar imágenes del cosmos por fuera de nuestra atmósfera.

El observatorio Gemini tiene telescopios con enormes espejos. Estos están en Hawaii y en Chile.

La Argentina participa de este importante proyecto astronómico.

Actualmente, existen telescopios parecidos a los de Galileo. Con ellos se puede observar con más detalle el cielo desde la terraza de una casa.

El Hubble es un telescopio que está en el espacio, fuera de la Tierra. Permite conocer imágenes como esta, que no se pueden ver desde nuestro planeta.

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LAS MISIONES ESPACIALES NO

TRIPULADAS

El ser humano ha comenzado a explorar el espacio. La Luna es el astro más lejano que ha sido visitado por una persona. Sin embargo, los vuelos tripulados generalmente son peligrosos y requieren muchos recursos para mantener con vida a los astronautas. Por este motivo, actualmente la mayoría de las misiones de exploración espacial se realizan mediante sondas o misiones robóticas no tripuladas. Algunas de estas sondas han viajado hasta los confines del Sistema Solar.

LAS SONDAS VOYAGER I Y II Las sondas Voyager están explorando el Sistema Solar desde 1977. Además de los instrumentos de medición que recolectan datos de los planetas, contienen un disco con fotos y sonidos de la Tierra, incluyendo saludos en todos los idiomas, música y datos para ubicar a la Tierra y comprender la biología humana. Como las sondas no regresarán nunca, quizás en un futuro lejano sean encontradas por una civilización extraterrestre o por los humanos de un futuro distante.

> Cámara fotográfica e instrumentos de medición. > Propulsor: motor para corregir la trayectoria. > Antenas de radio: mide las ondas de radio planetarias. > Generador de corriente eléctrica. > Antena principal: transmite los datos a la Tierra. > Magnetómetro: mide el magnetismo de los planetas.

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ALGUNAS SONDAS VIAJERAS

1. Sol: la sonda Ulysses exploró los polos del Sol en 1994.

2. Mercurio: Messenger es una sonda que estudia este planeta desde 2010.

3. Venus: Venera 13 descendió y tomó las primeras fotos de la ardiente superficie en 1982.

4. Luna: LCROSS fue una sonda que lanzó un proyectil contra un cráter lunar para observar el impacto en busca de agua.

5. Marte: Curiosity es una sonda con ruedas que recorre la superficie marciana desde 2012.

6. Asteroide Vesta: la sonda Dawn entró en órbita alrededor de Vesta en 2011.

7. Júpiter: en 1995, la sonda Galileo lanzó otra pequeña sonda hacia las nubes turbulentas de Júpiter, que duró 58 minutos antes de ser destruida.

8. Saturno: Cassini es una sonda que estudia el planeta y sus lunas desde 2004.

9. Cometa Halley: la sonda Giotto pasó a 596 km del núcleo del cometa en 1986.

10. Urano y Neptuno: Voyager II fue la única sonda que sobrevoló ambos planetas en 1986 y 1989, respectivamente.

PARA SABER MÁS

MISIÓN A PLUTÓN

La sonda New Horizons se encuentra en camino para sobrevolar por primera vez el planeta enano Plutón, y estudiar sus lunas en 2015.

Esta es una representación de su llegada a este astro.

Algunos sitios de Internet suministran mucha información sobre las sondas espaciales. Les recomendamos visitar: http://www.nasa.gov/audience/ forstudents/nasaandyou/home/ index.html. http://www.tudiscovery.com/web/ nasa/fuera_orbita/sondas/. http://www.sondasespaciales.com/ index.php/P%C3%A1gina_Principal.

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Técnicas de estudio Leer e interpretar infografías Las infografías son formas gráficas de comunicar o enseñar sobre un tema, que incluyen datos, esquemas y textos. Una infografía es una forma rápida, impactante y entretenida de acceder a la información, ya que estas tienen poco texto, y la mayoría de las ideas se expresa mediante gráficos o imágenes.

Actualmente, con el auge de los medios visuales, es muy común encontrar infografías en los diarios, en las revistas y en las páginas web de Internet.

En las páginas 154 y 155, se presentó una infografía sobre las sondas espaciales que usaremos como ejemplo.

Introducción

Título Al leerlo, debemos saber rápidamente de qué se trata la infografía.

Es una presentación breve del tema en cuestión.

Debe ser atractiva y generar interés en la infografía.

Fotos e ilustraciones Es material visual atractivo, habitualmente asociado a los cuadros de texto.

Textos En general se presentan en cuadros de texto, concisos y simples. Incluyen datos, comparaciones, fechas, estadísticas, etcétera.

Esquemas

Información adicional

Son representaciones en forma de croquis destinados a reducir la cantidad de texto.

Para todos los interesados en saber más sobre el tema, se les suministra una forma de encontrar información extra.

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Actividades finales 1

Completen la tabla con los nombres de los astros o sistemas de cuerpos relacionados con el Sistema Solar:

Astro o sistema de astros

Nombre

Galaxia que contiene al Sistema Solar.

Estrella del Sistema Solar.

Planetas del Sistema Solar en orden de distancia a su estrella.

Ejemplos de satélites naturales (indicar el planeta al que pertenecen).

2

Unan con flechas cada astro con las características que lo distinguen.

Es un cuerpo de tamaño intermedio entre planeta y asteroide, por ejemplo, Plutón.

Es un planeta rocoso interior.

Entre las órbitas de Marte y de Júpiter, hay una gran cantidad de estos cuerpos rocosos de forma irregular.

Es un planeta gaseoso exterior.

Es una estrella, es decir, una esfera de gas que emite su propia luz.

Es un meteoroide que se desintegra al entrar en la atmósfera terrestre.

Es un cuerpo de hielo y roca que, al acercase al Sol, forma una cola por el derretimiento de sus materiales.

¿Qué aprendimos en este viaje?

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Salimos de excursión

EXPLORAMOS EL SISTEMA SOLAR Y EL UNIVERSO JUNTO A UN ASTRÓNOMO Roberto Venero es astrónomo y trabaja en la Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísicas, que forma parte de la Universidad Nacional de La Plata (UNLP). Él nos acompañó en el recorrido por el Observatorio astronómico que depende de esta facultad y respondió a nuestras preguntas acerca del Sistema Solar y del Universo.

Roberto Venero

Nosotros: Roberto, ¿qué es el Universo?

Roberto: ¿No es fascinante? El Universo abarca a todos los astros, al espacio que los contiene… ¡y también al tiempo! Y los astrónomos nos preguntamos cómo son, cómo eran y cómo serán los cuerpos que pueblan el Universo.

Nosotros: ¿Cómo se siente estudiar el Universo?

Roberto: Cuando estudio una estrella del Universo, ¡me siento pequeño ante tanta inmensidad! pero, a la vez, siento orgullo por poder saber algo de esa estrella remota, de su temperatura, de su luz, de su futura evolución.

Nosotros: Cuando observás el cielo estrellado, ¿qué es lo primero que se te viene a la mente?

Roberto: ¡Uy! Al mirar el cielo, trato de imaginarme que estoy en un planeta en torno a una estrella. Intento recorrer su paisaje distante, nunca visto: mundos de nieves eternas, de tormentas increíbles, de cataratas de lava, ¿mundos en los que florece la vida?

Nosotros: Roberto, antes de que se haga de noche siempre vemos una estrella en el cielo, ¿qué estrella es?

Roberto: ¡¡¡Ah!!! ¡¡¡Venus!!!, pero no es una estrella, Venus es un planeta del Sistema Solar, como lo es la Tierra. Es el astro más brillante del cielo después de la Luna. Lo observamos fácilmente al amanecer (se lo conoce como “el lucero del alba”) y al atardecer (“el lucero de la tarde”). Gira al revés que los demás planetas del Sistema Solar: ¡el Sol, en Venus, se asoma por el Oeste y se oculta por el Este! Además, en Venus, ¡el día es más largo que su año!

Venus

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Nosotros: La maestra nos habló de las constelaciones y nos contó que la Cruz del Sur se usa para orientarnos ¿Cómo es eso?

Roberto: Esta constelación se identifica gracias a dos estrellas brillantes “señaladoras”, llamadas α y ß Centauri. Tomamos con los dedos la medida del eje mayor de la Cruz y prolongamos esa medida cuatro veces y media en el sentido del lado mayor del eje. Llegaremos así a un punto en el cielo. Ese punto marca el Polo Sur. Así se orientaban los navegantes.

Nosotros: ¿Qué otros observatorios o lugares de investigación hay en nuestro país?

Roberto: En la Argentina hay varios observatorios astronómicos, ¡todos son interesantes y tienen mucho para ofrecer! Como el Observatorio Pierre Auger, en Mendoza. Hay otro que mantiene la hora legal en el país: el Observatorio Naval de Buenos Aires.

En el Instituto Argentino de Radioastronomía, cerca de La Plata, hay antenas que reciben señales de ondas de radio del espacio, ¡que incluso buscaban vida extraterrestre en un proyecto llamado SETI! El Centro Astronómico El Leoncito, en San Juan, es otro famoso e increíble lugar de investigación.

Nosotros: ¿Dónde hay telescopios gigantes para observar el cielo?

Roberto: El observatorio Gemini fue construido y es operado por 6 países, incluida la Argentina. Tiene dos telescopios gigantes con espejos de 8,1 metros de diámetro, uno situado en Chile y el otro en Hawai. El hecho de contar con un telescopio en cada hemisferio les permite a los astrónomos observar casi la totalidad de la esfera celeste.

Nosotros: ¿Y qué planetarios hay? Nos dijeron que el del Observatorio de La Plata va a estar buenísimo.

Roberto: En nuestro país hay varios planetarios: en las ciudades de Rosario, Buenos Aires y Malargüe… y ¡Sí!, ¡en la ciudad de La Plata se acaba de inaugurar el planetario más grande y moderno de Latinoamérica! Combina ciencia, tecnología y recreación en una increíble simulación en 3 dimensiones, que nos permitirá, entre otras cosas, viajar juntos al espacio, ¡como si estuviésemos a bordo del telescopio espacial Hubble!

δ Delta

ε Épsilon α Alfa

γ Gamma

β Beta

Telescopio gigante del observatorio Gemini.

Planetario de La Plata

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