tema 7.la tierra en_el_universo
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I.E.S. LAS LAGUNAS. Ciencias de la Naturaleza
TEMA 7
En este tema, debes
• Describir las principales diferencias entre el
sistemageocéntrico y el heliocéntrico.• Identificar las propiedades fundamentales del Sol y los
planetas, así como sus características orbitales.• Enumerar otros cuerpos del sistema solar.• Comprender el modelo actual sobre la posición de la
Tierra en el universo y las características fundamentales de la Vía Láctea.
Bienvenidos al mundo de la ASTRONOMÍA.
La Astronomía es la ciencia que estudia los astros (estrellas, planetas, etc.) que hay en el Universo (*).
(*) El Universo es todo lo que existe.
Desde muy antiguo el ser humano se ha preguntado muchas cosas acerca del
Sol, la Luna, las estrellas y también del mundo en que
vivimos.
?
El instrumento fundamental de los astrónomos es el TELESCOPIO, gracias al cual pueden verse rincones muy lejanos.
En griego, TELE significa “a distancia” y SCOPIO
“ver”. Telescopio significa “ver a
distancia” o “ver cosas lejanas”
Telescopio
El telescopio fue un invento de Galileo Galilei
Telescopio
Llamaré a mi invento
telescopio. En griego, TELE significa “a distancia” y
SCOPIO “ver”. Telescopio
significa “ver a distancia” o “ver cosas lejanas”
1. Ideas antiguas sobre el UniversoLos antiguos griegos creían que las estrellas estaban fijas en una bóveda sólida, la bóveda celeste.
El GnomonPara estudiar los cambios en la posición aparente del Sol a lo largo del día y del año, utilizaban el gnomon
Consiste en una varilla vertical clavada sobre una superficie que permite anotar la dirección y longitud de la sombra proyectada.
Aprende a orientarte de día:
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Este o Levante
Oeste o Poniente
El Sol se levanta por el Este y se pone por el Oeste
N
SE
O
En las latitudes boreales, cuando el Sol alcanza su máxima altura (culminación) sobre el horizonte, se encuentra siempre sobre el punto cardinal Sur. En consecuencia, la sombra señalará hacia el Norte al mediodía solar.Fíjate cómo son las sombras al amanecer y al atardecer:
Sombra al atardecer
Sombra al amanecer
Sombra al mediodía
1 Ideas antiguas sobre el universo
Teoría geocéntrica de Aristóteles y Ptolomeo
Claudio Ptolomeo ha sido en la historia de la Astronomía uno de los personajes mas importantes. Propuso la TEORÍA GEOCÉNTRICA que perduró por más de 1400 años.
Claudio Ptolomeo (siglo II)
Teoría geocéntrica de Ptolomeo
SOL
TIERRA
La TEORÍA GEOCÉNTRICA decía que la Tierra estaba quieta, en el centro del universo, y que todo, incluido el Sol, los planetas y las estrellas giraban en torno a nosotros.
Según la Teoría Geocéntrica, el día y la noche se explicaban porque el Sol daría vueltas alrededor de la Tierra, tardando un día completo en hacerlo.
El Sistema geocéntricoEn el siglo IV a. C. la Tierra no se movía. Era una esfera alrededor de la cual giraban todos los astros.
El Sistema geocéntrico sostenía que la Tierra era el centro del Universo y que alrededor de ella giraba el Sol, la Luna y las estrellas.
Había procesos que no explicaba bien:¿Por qué el recorrido del Sol en verano era mayor que en invierno?¿Por qué había estrellas que no seguían el mismo movimiento que las demás? Las llamaron planetas (estrellas errantes)
Teoría geocéntrica de Ptolomeo
Teoría heliocéntrica de Copérnico y verificada por Galileo
SOL
SOL
TIERRA
TIERRA
Una nueva teoría apareció más tarde…
El sistema heliocéntrico.En el siglo XVI, Nicolás Copérnico señaló que la Tierra no era no era el centro del universo, sino que ese lugar lo ocupa el Sol.
Las ideas de Copérnico se resumen así:• El Sol ocupa el centro
del universo y está inmovil.
• La Tierra es un planeta.• La Tierra tiene un
movimiento de rotación y otro de traslación.
• La Luna gira alrededor de la Tierra.
• Las estrellas se encuentran fijas en una lejana esfera celeste.
GalileoGalileo Galilei (1564 – 1642) descubrió que la Tierra se mueve, y que no es el centro del universo.
Galileo fue juzgado por hereje al afirmar que la Tierra se mueve y que no es el centro del universo.
Si el acusado no renuncia a sus ideas
será condenado a morir en la hoguera
Está bien, renuncio.
…Y sin embargo se mueve
Biografías
Biografía de Nicolás CopérnicoBiografía de Galileo
Biografía de Aristóteles
1. Actividades.
1. IDEAS ANTIGUAS SOBRE EL UNIVERSO. 1.a) ¿Qué idea tenían los antiguos griegos de la bóveda celeste?1.b) ¿Qué es un gnomon?1.c) actividad 20 pág 1101.d) ¿Cuál era la concepción del universo del sistema geocéntrico?1.e) ¿Qué procesos no explicaba bien, el sistema geocéntrico?1.f) ¿Cuál era el modelo del universo del sistema heliocéntrico?1.g) actividades 2, 3 y 4 pág. 103
2. El Sistema SolarEstá constituido por una estrella, el Sol y millones de astros menores que giran entorno a él.• El Sol.• Planetas: Mercurio , Venus, Tierra, Marte, Jupiter,
Saturno,Urano y Neptuno.• Planetas enanos: Ceres, Plutón y Eris.• Satélites.• Cuerpos menores: asteroides y cometas
1. Una estrella mediana: el Sol2. Un conjunto de 8 planetas y 64
satélites conocidos.3. Planetas enanos: Ceres, Plutón,
Eris4. Cuerpos menores: asteroides y
cometas
El Sistema Solar está Formado por
Los satélites son astros que giran alrededor de los planetas.
Los asteroides son fragmentos rocosos de tamaño variable.
Los cometas son cuerpos de roca, hielo y polvo.
6 El sistema solar
Sol
Mercurio
Venus
Tierra
Marte
Júpiter
Saturno
Urano
Neptuno
Cometas
Asteroides
El Sol
Es una enorme esfera de gases. Los más abundantes son el hidrógeno y el helio.En su interior se producen reacciones nucleares qie liberan gran cantidad de energía.El Sol tiene un movimiento de rotación que tarda en completarlo 28 días.
Mercurio.
Es el planeta más cercano al Sol y el segundo más pequeño del Sistema Solar Mercurio es menor que la Tierra pero más grande que la Luna.Si nos situásemos sobre Mercurio, el Sol nos parecería dos veces y media más grande. El cielo, sin embargo, lo veríamos siempre negro, porque no tiene atmósfera que pueda dispersar la luz. Los romanos le pusieron el nombre del mensajero de los dioses porque se movía más rápido que los demás planetas. Da la vuelta al Sol en menos de tres meses. En cambio, Mercurio gira lentamente sobre su eje, una vez cada 58 días y medio. Antes lo hacía más rápido, pero la influencia del Sol le ha ido frenando.
Mercurio Es el más pequeño de los planetas interiores y el más próximo al Sol.
Eje de rotación casi no inclinado (0,1º).Periodo de rotación muy lento: 59 días terrestres.
No tiene atmósfera ni ningún satélite.
Mercurio
Su superficie se parece a la de la Luna.
Mercurio.- Así debe ser por dentro
Su núcleo de hierro ocupa el 70% del volumen total del planeta.
Venus.
Es el segundo planeta del Sistema Solar y el más semejante a La Tierra por su tamaño, masa, densidad y volumen. Los dos se formaron en la misma época, a partir de la misma nebulosa.Sin embargo, es diferente de la Tierra. No tiene océanos y su densa atmósfera provoca un efecto invernadero que eleva la temperatura hasta los 480 ºC. Es abrasador. Los primeros astrónomos pensaban que Venus eran dos cuerpos diferentes porque, unas veces se ve un poco antes de salir el Sol y, otras, justo después de la puesta. Venus gira sobre su eje muy lentamente y en sentido contrario al de los otros planetas . El Sol sale por el oeste y se pone por el este, al revés de lo que ocurre en La Tierra. Además, el día en Venus dura más que el año.
Venus Tiene un tamaño parecido al de la Tierra.
Eje de rotación inclinado 177º. Rota en sentido contrario al del resto de planetas y su día dura un poco más que el año.
Venus.- Su atmósfera es muy densa, formada por dióxido de carbono y nubes de ácido sulfúrico.
La temperatura superficial es muy elevada.
Venus.- Su atmósfera es muy densa, formada por dióxido de carbono y nubes de ácido sulfúrico.
La temperatura superficial es muy elevada.
Venus Así debe ser Venus por dentro.
La Tierra
Es nuestro planeta y el único habitado. Está en la ecosfera, un espacio que rodea al Sol y que tiene las condiciones necesarias para que exista vida.La Tierra es el mayor de los planetas rocosos. Eso hace que pueda retener una capa de gases, la atmósfera, que dispersa la luz y absorbe calor. De día evita que la Tierra se caliente demasiado y, de noche, que se enfríe. Siete de cada diez partes de su superficie están cubiertas de agua. Los mares y océanos también ayudan a regular la temperatura. El agua que se evapora forma nubes y cae en forma de lluvia o nieve, formando rios y lagos. En los polos, que reciben poca energía solar, el agua se hiela y forma los casquetes polares. El del sur és más grande y concentra la mayor reserva de agua dulce.
La Tierra
Líneas del campo magnético terrestre
Líneas del campo
magnético de un imán, vistas
gracias a limaduras de
hierro.
La Tierra: Nuestro planeta origina un Campo Magnético
N S
EO
La aguja imantada de la brújula siempre señala en la misma dirección.
Marte
Es el cuarto planeta del Sistema Solar. Conocido como el planeta rojo por sus tonos rosados, los romanos lo identificaban con la sangre y le pusieron el nombre de su dios de la guerra.
El planeta Marte tiene una atmósfera muy fina, formada principalmente por dióxido de carbono, que se congela alternativamente en cada uno de los polos. Contiene sólo un 0,03% de agua, mil veces menos que la Tierra.
Marte: el “planeta rojo” Se parece un poco a la Tierra, en tamaño, periodo de rotación…
Eje de rotación inclinado 25º.Su día es sólo un poco más largo que el terrestre y presenta también estaciones.
Atmósfera de Marte
Nuestro planeta no es el único que tiene una atmósfera, pero sí el único que tiene oxígeno (O2) en la atmósfera
Marte
Marte Así debe ser Marte por dentro.
Júpiter.
Es el planeta más grande del Sistema Solar, tiene más materia que todos los otros planetas juntos y su volumen es mil veces el de la Tierra.
Júpiter tiene un tenue sistema de anillos, invisible desde la Tierra. También tiene 16 satélites.
Júpiter tiene una composición semejante a la del Sol, formada por hidrógeno, helio y pequeñas cantidades de amoníaco, metano, vapor de agua y otros compuestos.
La rotación de Jupiter es la más rápida entre todos los planetas y tiene una atmósfera compleja, con nubes y tempestades. Por ello muestra franjas de diversos colores y algunas manchas.
Júpiter
De enorme tamaño en comparación con la Tierra, este “gigante gaseoso” está formado por hidrógeno (90%) y helio (casi 10%).
Tierra12.756 Km
142.984 Km
Júpiter
Ganímedes
Calisto
Europa
Ío
Estas son algunas de las “lunas” o satélites de Júpiter:
Júpiter
Saturno
Saturno es el segundo planeta más grande del Sistema Solar y el único con anillos visibles desde la Tierra. Se ve claramente achatado por los polos a causa de la rápida rotación.
La atmósfera es de hidrógeno, con un poco de helio y metano. Es el único planeta que tiene una densidad menor que el agua. Si encontrásemos un océano suficientemente grande, Saturno flotaría.
El color amarillento de las nubes tiene bandas de otros colores, como Júpiter, pero no tan marcadas. Cerca del ecuador de Saturno el viento sopla a 500 Km/h.
Saturno: el “Señor de los Anillos”
Es el otro “gigante gaseoso” está formado por hidrógeno (97%) y helio (casi 3%).
Anillos de Saturno
Se conocen 19 “lunas” o satélites de Saturno
Saturno
Anillos de Saturno
Los anillos están formados por hielo, pequeñas rocas y
partículas de polvo.
Son dos planetas gaseosos de tamaño y masas muy parecidos, formados por hidrógeno, helio y metano.
Al estar tan lejos del Sol, las temperaturas en su superficie son muy bajas.
Urano y Neptuno
Urano. Es el septimo planeta desde el Sol y el
tercero más grande del Sistema Solar. Urano es también el primero que se descubrió gracias al telescopio.La atmósfera de Urano está formada por hidrógeno, metano y otros hidrocarburos. El metano absorbe la luz roja, por eso refleja los tonos azules y verdes. Urano está inclinado de manera que el ecuador hace casi ángulo recto, 98 º, con la trayectoria de la órbita. Esto hace que en algunos momentos la parte más caliente, encarada al Sol, sea uno de los polos. Su distancia al Sol es el doble que la de Saturno. Está tan lejos que, desde Urano, el Sol parece una estrella más. Aunque, mucho más brillante que las otras.
Urano
Neptuno.
Es el planeta más exterior de los gigantes gaseosos y el primero que fue descubierto gracias a predicciones matemáticas.
El interior de Neptuno es roca fundida con agua, metano y amoníaco líquidos. El exterior es hidrógeno, helio, vapor de agua y metano, que le da el color azul.
Neptuno es un planeta dinámico, con manchas que recuerdan las tempestades de Júpiter. La más grande, la Gran Mancha Oscura, tenía un tamaño similar al de la Tierra, pero en 1994 desapareció y se ha formado otra.
Los vientos más fuertes de cualquier planeta del Sistema Solar son los de Neptuno. Muchos de ellos soplan en sentido contrario al de rotación. Cerca de la Gran Mancha Oscura se han medido vientos de 2.000 Km/h.
Neptuno
Plutón
Es el planeta enano más desconocido, por su lejanía y su pequeño tamaño. Es incluso más pequeño que nuestra Luna
Su órbita se entrecruza con la de Neptuno, aunque en
un plano distinto.
Plutón y Caronte
Plutón tiene una pequeña “luna” o satélite llamado Caronte.
Planetas interiores o terrestres.
Este grupo lo forman Mercurio, Venus, La Tierra y Marte.• Son los más cercanos al Sol.• Tienen un tamaño pequeño.• Poseen una superficie rocosa.• Tienen una atmósfera gaseosa, excepto Mercurio por
su cercanía al Sol.
Planetas exteriores o gigantes.
Este grupo lo forman Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno.• Se encuentran más alejados del Sol.• Son los cuatro planetras de mayor tamaño.• Se encuentran en estado gaseod¡so o líquido.• Están rodeados por anillos
2. Actividades.
2. EL SISTEMA SOLAR 2.a) Indica las características del sol.2.b) ¿Cuáles son los componentes del sistema solar?2.c) ¿Cuáles son los planetas terrestres? ¿Qué características tienen?2.d) ¿Cuáles son los planetas gigantes? ¿Qué características tienen?2.e) actividad 5 y 6 pág 105
Las órbitas planetariasEn su movimiento de traslación, los planetas describen trayectorias cerradas que se denominan órbitas
3
Los planetas tienen dos movimientos: de Traslación, alrededor del Sol, y de Rotación, en torno a su propio eje.
SOL
Traslación Rotación
Eje de rotación
Planeta Mercurio
Órbita
Planeta Júpiter
Kepler
En el siglo XVII, Johanes Kepler, descubió que las órbitas de los planetas no eran circulares sino elípticas.
SOL
Urano
Mercurio
Venus
Tierra
Marte
Júpiter
SaturnoNeptunoPlutón
y Luna
O
Las órbitas que todos los planetas describen alrededor del Sol, excepto la de Plutón, se encuentran aproximadamente en el mismo plano.
Tierra
Plutón
Mercurio
Otros
3 Las distancias en el universo
Las distancias son tan formidables que sería muy poco práctico utilizar las medidas de distancia terrestres. Por ello, los astrónomos emplean las siguientes unidades:
-Unidad astronómica (UA)-Año luz (al)
150 millones de Km
SOL
La luz tarda 8,4 segundos en llegar
TIERRA
La UA (Unidad Astronómica) es la distancia media entre la Tierra y el Sol. Equivale a 149 600 000 Km, aunque esta cifra suele redondearse a 150 000 000 Km.
1 UA
3 Las distancias en el universo
SOL
La luz tarda 8,4 segundos en llegar
PLUTÓN y su satélite CARONTE
La distancia entre el Sol y el planeta Plutón es casi 40 veces mayor que la distancia Tierra-Sol.
39,5 UA
La unidad astronómica
La distancia media de la Tierra al Sol se llama unidad astronómica (U.A.) equivale a 150 millones de kilómetros.Se usa para medir distancias en el Sistema Solar.
Actividades
2. EL SISTEMA SOLAR2.a) Indica las características del sol.2.b) ¿Cuáles son los componentes del sistema solar?2.c) ¿Cuáles son los planetas terrestres? ¿Qué características tienen?2.d) ¿Cuáles son los planetas gigantes?¿Qué características tienen?2.e) actividad 5 y 6 pág 105
3. LAS ÓRBITAS PLANETARIAS.3.a) ¿Qué movimientos poseen los planetas? Indica la duración de cada uno de ellos para la Tierra.3.b) ¿Qué es una órbita? ¿Hay alguna diferencia entre las órbitas descritas por Copérnico y las de Kepler en el siglo XVII?3.c) ¿Qué es una unidad astronómica?¿A cuántos kilómetros corresponde?3.d) actividad 9 y 10 pág. 106.3.e) actividad 21 y 22 pág. 110
SATÉLITES, PLANETAS ENANOS Y CUERPOS MENORES
LA LUNA. Tarda casi 28 días en dar una vuelta a nuestro planeta.Su diámetro mide 3.476 km, algo más de la cuarta parte de la Tierra.Carece de atmósfera.Su superficie es rocosa y carece de agua.Se encuentra salpicada de cráteres.
4
La Luna es el único satélite natural de la Tierra
Como no hay atmósfera, el cielo se ve negro desde la superficie lunar, incluso de día.
La gravedad en la Luna es muy baja
Los mares de la LunaAunque reciban este nombre, en ellos no hay agua. Son, simplemente, grandes llanuras de nuestro satélite.
Cráteres de impactoComo la luna no tiene atmósfera, los asteroides impactan en su superficie, formando cráteres de impacto.
Como la Luna no tiene atmósfera, no está protegida contra los impactos de meteoritos.
Cráteres de la superficie lunar (por impactos de meteoritos)
Primeras fotos reales de la superficie lunar tomadas por los astronautas de la Misión Apollo
La Luna por dentro:
Planetas enanos
El Sistema Solar tiene dos gruesos anillos con millones de cuerpos menores:El cinturón de asteroides, entre las órbitas de Marte y Júpiter.El cinturón de kuiper, situado más allá de la órbita de Neptuno.
Ceres en el cinturón de asteroides y Plutón y Eris en el cinturón de kuiper son los planetas enanos mas grandes descubiertos hasta el momento.
Cuerpos menores Asteroides.Son cuerpos rocosos, generalmente de forma irregular. A veces colisionan y cambian su órbita, pudiendo caer sobre la Tierra, recibiendo el nombre de meteoritos.Los meteoritos se queman al entrar en la atmósfera terrestre, y forman las estrellas fugaces.
Los asteroides son fragmentos rocosos de tamaño variable.
La mayoría de los asteroides de nuestro Sistema Solar están en el CINTURÓN DE ASTEROIDES:
Marte
Júpiter
Cuando algún trozo rocoso cae a la Tierra recibe el nombre de meteorito. La mayoría se desintegran al chocar contra la atmósfera, y no llegan a caer al suelo más que como un fino polvo.
En algunas zonas de la
Tierra hay cráteres debidos
a impactos de meteoritos
grandes.
Cráter Meteor (Arizona), producido por un meteorito de unas 300.000 toneladas hace unos 50.000 años
cometas
Son pequeños cuerpos celestes, orbitan más allá de Neptuno y están constituidos por hielo y partículas de polvo.
No es lo mismo
Asteroide
Cometa
Meteorito
5 Las estrellas
Características de las estrellas:
1. Brillo: depende de lo lejos que esté y de la cantidad de energía que emite.
2. Color: depende la temperatura superficial de la estrella.
Enana blanca
Supernova
Supergigante rojaGigante roja
Estrella mediana
5 Las estrellas
Las estrellas cambian con el tiempo, pasan por diferentes etapas. Al final de su vida, cuando todo su “combustible” se ha consumido, una estrella normal se puede convertir en un objeto cósmico curioso: un agujero negro, una estrella de neutrones, una supernova, una gigante roja, una enana blanca, etc.
5
82
Manchas solares
El Sol es nuestra estrella más próxima, y el centro del Sistema Solar
Las estrellas
El Sol
Imagen real
5 Las estrellas
Protuberancias solares
Imágen real del Sol
El universo que conocemos: las galaxiasLas galaxias son enormes agrupaciones de estrellas, gas y polvo interestelares.Pueden contener billones o trillones de estrellas que, a su vez, poseen en muchas ocasiones sistemas planetarios.
Galaxia de AndrómedaVía Láctea
Nos hallamos aquí
5. La Vía Láctea.Una galaxia es una agrupación de miles de millones de estrellas. Nuestra galaxia es la Vía Láctea y tiene 400.000 millones de estrellas, una de ellas es el Sol.Las galaxias se clasifican en espirales, elípticas o irregulares. La Vía Láctea es una galaxia espiral.
El universo que conocemos: las galaxias
Nuestra galaxia: la Vía Láctea
Brazo de Perseo
Brazo de Orión
Brazo de Sagitario Brazo del
Cisne
Vista de frente
Vista de canto
Núcleo
100 000 año
s luz
Halo
25 000 años luz
Nos hallamos aquí
2 Nuestro lugar en el universo
Nos hallamos aquí
Posición que ocupamos en nuestra galaxia, la Vía Láctea
Perdidos en el espacio
Andrómeda, la galaxia más cercana a la Vía Láctea
Vía Láctea
3 Las distancias en el universo
La luz recorre 300.000 Km en un segundo
¡Imagínate los kilómetros que recorre en un año!
Un año luz es la distancia que recorre la luz en un año, propagándose a la velocidad de 300 000 Km cada segundo.
Las distancias en el universo
La luz de Andrómeda tarda dos millones de años en llegar a nosotros
RECUERDAUn año luz es la distancia que recorre la luz en un año. Andrómeda, la
galaxia más próxima
Vía Láctea
Nos hallamos aquí
Distancia = 2 millones de años luz
Cada galaxi
a Cúmulos estelares
Nebulosas de varios tipos
las galaxias
Contiene billones o trillones de
Formando parte de
ConPlanetas y Satélites
Asteroides
CometasEstrellas de varios tipos
Galaxia sombrero: imagen real tomada por el Telescopio Espacial Hubble
Cúmulo tipo abierto Cúmulo globular
Los cúmulos estelares son agrupaciones más o menos compactas de estrellas próximas entre sí.
Nebulosas y cúmulos estelares
Nebulosas y cúmulos estelares
Nebulosa del cangrejo Gran Nebulosa de Orión Nebulosa M16
Las nebulosas son concentraciones de gas (principalmente hidrógeno y helio) y polvo interestelar.
Nebulosa de Orión
Las nebulosas son concentraciones de gas (principalmente hidrógeno y helio) y polvo interestelar.
80
Nebulosa M16
Estrella POLAR
Osa menor
Osa menor
Osa mayor
Carro
Estrella POLAR
Una Constelación es un grupo de estrellas unidas por líneas imaginarias, que parecen formar figuras en el cielo nocturno.
La Estrella Polar siempre la veremos indicando el NORTE.
Estrella polar
ORION
Casiopea
Actividades4. SATÉLITES , PLANETAS ENANOS Y CUERPOS MENORES
4.a) Indica características de la luna4.b) ¿Dónde se sitúan los dos anillos de cuerpos menores?4.c) Indica el nombre de los planetas enanos conocidos y su localización.4.d) ¿Qué son los asteroides? ¿y los cometas?4.e) ¿Qué es una estrella fugaz?4.f) actividades 11 y 12 pág. 107
5. MÁS ALLÁ DEL SISTEMA SOLAR
5.a) ¿Qué es una galaxia?¿Que tipos de galaxias existen?5.b) actividad 13, 14, 15 y 16 pág.108
V0CABULARIOAño luz,
Asteroide, Cometa,
Constelación, Cuerpo planetario,
Densidad, Galaxia, Gnomon, Meteorito,
Planisferio celeste, Plano de la eclíptica,