Eclipse - Eclipse
Un eclipse es un evento astronómico que ocurre cuando un objeto astronómico o una nave espacial se oscurece temporalmente, al pasar a la sombra de otro cuerpo o al hacer que otro cuerpo pase entre él y el espectador. Esta alineación de tres objetos celestes se conoce como sicigia . Además de sicigia, el término eclipse también se usa cuando una nave espacial alcanza una posición en la que puede observar dos cuerpos celestes alineados. Un eclipse es el resultado de una ocultación (completamente oculta) o de un tránsito (parcialmente oculto).
El término eclipse se usa con mayor frecuencia para describir un eclipse solar , cuando la sombra de la Luna cruza la superficie de la Tierra, o un eclipse lunar , cuando la Luna se mueve hacia la sombra de la Tierra. Sin embargo, también puede referirse a eventos más allá del sistema Tierra-Luna: por ejemplo, un planeta que se mueve hacia la sombra proyectada por una de sus lunas, una luna que pasa a la sombra proyectada por su planeta anfitrión o una luna que pasa al sombra de otra luna. Un sistema estelar binario también puede producir eclipses si el plano de la órbita de sus estrellas constituyentes se cruza con la posición del observador.
Para los casos especiales de eclipses solares y lunares, estos solo ocurren durante una " temporada de eclipses ", las dos veces de cada año en que el plano de la órbita de la Tierra alrededor del Sol se cruza con el plano de la órbita de la Luna alrededor de la Tierra cuando esa línea de puntos de planos que se cruzan cerca del Sol. El tipo de eclipse solar que ocurre durante cada estación (ya sea total, anular, híbrido o parcial) depende de los tamaños aparentes del Sol y la Luna. Si la órbita de la Tierra alrededor del Sol y la órbita de la Luna alrededor de la Tierra estuvieran en el mismo plano entre sí, los eclipses ocurrirían todos los meses. Habría un eclipse lunar en cada luna llena y un eclipse solar en cada luna nueva. Y si ambas órbitas fueran perfectamente circulares, entonces cada eclipse solar sería del mismo tipo todos los meses. Debido a las diferencias no planas y no circulares, los eclipses no son un evento común. Los eclipses lunares se pueden ver desde toda la mitad del lado nocturno de la Tierra. Pero los eclipses solares, particularmente los eclipses totales que ocurren en cualquier punto particular de la superficie de la Tierra, son eventos muy raros que pueden tener muchas décadas de diferencia.
Etimología
El término se deriva del sustantivo griego antiguo ἔκλειψις ( ékleipsis ), que significa "el abandono", "la caída" o "el oscurecimiento de un cuerpo celeste", que se deriva del verbo ἐκλείπω ( ekleípō ) que significa "para abandonar " 'para oscurecer', o 'dejar de existir,' una combinación de prefijo ἐκ- ( ek- ), desde preposición ἐκ ( ek ), 'fuera' y del verbo λείπω ( leípō )," a estar ausente ".
Umbra, penumbra y antumbra
Para dos objetos cualesquiera en el espacio, se puede extender una línea desde el primero hasta el segundo. El último objeto bloqueará cierta cantidad de luz emitida por el primero, creando una región de sombra alrededor del eje de la línea. Por lo general, estos objetos se mueven entre sí y sus alrededores, por lo que la sombra resultante se desplazará a través de una región del espacio y solo pasará por una ubicación particular en la región durante un intervalo de tiempo fijo. Visto desde una ubicación de este tipo, este evento de sombra se conoce como eclipse.
Por lo general, la sección transversal de los objetos involucrados en un eclipse astronómico tiene una forma aproximada de disco. La región de la sombra de un objeto durante un eclipse se divide en tres partes:
- La umbra , dentro de la cual el objeto cubre completamente la fuente de luz. Para el Sol , esta fuente de luz es la fotosfera.
- La antumbra , que se extiende más allá de la punta de la umbra, dentro de la cual el objeto está completamente enfrente de la fuente de luz pero es demasiado pequeño para cubrirlo por completo.
- La penumbra , dentro de la cual el objeto está solo parcialmente frente a la fuente de luz.
Un eclipse total ocurre cuando el observador está dentro de la umbra, un eclipse anular cuando el observador está dentro de la antumbra y un eclipse parcial cuando el observador está dentro de la penumbra. Durante un eclipse lunar solo son aplicables la umbra y la penumbra, porque la antumbra del sistema Sol-Tierra se encuentra mucho más allá de la Luna. De manera análoga, el diámetro aparente de la Tierra desde el punto de vista de la Luna es casi cuatro veces mayor que el del Sol y, por lo tanto, no puede producir un eclipse anular. Los mismos términos pueden usarse de manera análoga para describir otros eclipses, por ejemplo, la antumbra de Deimos cruzando Marte o Fobos entrando en la penumbra de Marte.
El primer contacto ocurre cuando el disco del objeto eclipsante comienza a incidir por primera vez en la fuente de luz; el segundo contacto es cuando el disco se mueve completamente dentro de la fuente de luz; tercer contacto cuando comienza a alejarse de la luz; y cuarto o último contacto cuando finalmente abandona el disco de la fuente de luz por completo.
Para cuerpos esféricos, cuando el objeto oculto es más pequeño que la estrella, la longitud ( L ) de la sombra en forma de cono de la umbra viene dada por:
donde R s es el radio de la estrella, R o es el radio del objeto que oculta y r es la distancia desde la estrella al objeto que oculta. Para la Tierra , en promedio L es igual a 1.384 × 10 6 km , que es mucho más grande que el semieje mayor de la Luna de 3.844 × 10 5 km. Por lo tanto, el cono umbral de la Tierra puede envolver completamente a la Luna durante un eclipse lunar . Sin embargo, si el objeto oculto tiene atmósfera, parte de la luminosidad de la estrella puede refractarse en el volumen de la umbra. Esto ocurre, por ejemplo, durante un eclipse de Luna por parte de la Tierra, produciendo una iluminación tenue y rojiza de la Luna incluso en su totalidad.
En la Tierra, la sombra proyectada durante un eclipse se mueve aproximadamente a 1 km por segundo. Esto depende de la ubicación de la sombra en la Tierra y del ángulo en el que se mueve.
Ciclos de eclipse
Un ciclo de eclipse tiene lugar cuando los eclipses en una serie están separados por un cierto intervalo de tiempo. Esto sucede cuando los movimientos orbitales de los cuerpos forman patrones armónicos repetidos. Un caso particular es el saros , que resulta en una repetición de un eclipse solar o lunar cada 6.585,3 días, o un poco más de 18 años. Debido a que no es un número entero de días, los sucesivos eclipses serán visibles desde diferentes partes del mundo. En un período saros hay 239.0 períodos anómalos, 241.0 períodos siderales, 242.0 períodos nódicos y 223.0 períodos sinódicos. Aunque la órbita de la Luna no da números enteros exactos, el número de ciclos de órbita está lo suficientemente cerca de los números enteros para dar una gran similitud para los eclipses espaciados a intervalos de 18,03 años.
Sistema Tierra-Luna
Un eclipse que involucre al Sol, la Tierra y la Luna solo puede ocurrir cuando están casi en línea recta, lo que permite que uno se oculte detrás de otro, visto desde el tercero. Debido a que el plano orbital de la Luna está inclinado con respecto al plano orbital de la Tierra (la eclíptica ), los eclipses pueden ocurrir solo cuando la Luna está cerca de la intersección de estos dos planos (los nodos ). El Sol, la Tierra y los nodos se alinean dos veces al año (durante una temporada de eclipses ), y los eclipses pueden ocurrir durante un período de aproximadamente dos meses alrededor de estas fechas. Puede haber de cuatro a siete eclipses en un año calendario, que se repiten de acuerdo con varios ciclos de eclipses , como un saros .
Entre 1901 y 2100 hay un máximo de siete eclipses en:
- cuatro (penumbral) lunares y tres eclipses solares: 1908, 2038 .
- cuatro eclipses solares y tres lunares: 1918, 1973 , 2094.
- cinco eclipses solares y dos lunares: 1934.
Excluyendo los eclipses lunares penumbrales, hay un máximo de siete eclipses en:
- 1591, 1656, 1787, 1805, 1918, 1935, 1982 y 2094.
Eclipse solar
Como se observa desde la Tierra, un eclipse solar ocurre cuando la Luna pasa frente al Sol. El tipo de evento de eclipse solar depende de la distancia entre la Luna y la Tierra durante el evento. Un eclipse solar total ocurre cuando la Tierra se cruza con la porción de sombra de la Luna. Cuando la umbra no llega a la superficie de la Tierra, el Sol solo está parcialmente oculto, lo que resulta en un eclipse anular. Los eclipses solares parciales ocurren cuando el espectador está dentro de la penumbra.
La magnitud del eclipse es la fracción del diámetro del Sol que está cubierta por la Luna. Para un eclipse total, este valor siempre es mayor o igual a uno. Tanto en los eclipses anulares como en los totales, la magnitud del eclipse es la relación entre los tamaños angulares de la Luna y el Sol.
Los eclipses solares son eventos relativamente breves que solo se pueden ver en su totalidad a lo largo de una pista relativamente estrecha. En las circunstancias más favorables, un eclipse solar total puede durar 7 minutos, 31 segundos y puede verse a lo largo de una pista de hasta 250 km de ancho. Sin embargo, la región donde se puede observar un eclipse parcial es mucho más grande. La umbra de la Luna avanzará hacia el este a una velocidad de 1.700 km / h, hasta que ya no se cruce con la superficie de la Tierra.
Durante un eclipse solar, la Luna a veces puede cubrir perfectamente el Sol porque su tamaño aparente es casi el mismo que el del Sol cuando se ve desde la Tierra. Un eclipse solar total es de hecho una ocultación, mientras que un eclipse solar anular es un tránsito .
Cuando se observa en puntos del espacio distintos de la superficie de la Tierra, el Sol puede ser eclipsado por cuerpos distintos a la Luna. Dos ejemplos incluyen cuando la tripulación del Apolo 12 observó que la Tierra eclipsaba al Sol en 1969 y cuando la sonda Cassini observó que Saturno eclipsaba al Sol en 2006.
Eclipse lunar
Los eclipses lunares ocurren cuando la Luna atraviesa la sombra de la Tierra. Esto sucede solo durante la luna llena , cuando la Luna está en el lado más alejado de la Tierra del Sol. A diferencia de un eclipse solar, un eclipse de Luna se puede observar desde casi todo un hemisferio. Por esta razón es mucho más común observar un eclipse lunar desde un lugar determinado. Un eclipse lunar dura más, tarda varias horas en completarse, y la totalidad en sí suele promediar entre 30 minutos y más de una hora.
Hay tres tipos de eclipses lunares: penumbral, cuando la Luna cruza solo la penumbra de la Tierra; parcial, cuando la Luna atraviesa parcialmente la umbra de la Tierra ; y total, cuando la Luna atraviesa por completo la umbra de la Tierra. Los eclipses lunares totales pasan por las tres fases. Incluso durante un eclipse lunar total, sin embargo, la Luna no está completamente oscura. La luz solar refractada a través de la atmósfera terrestre entra en la umbra y proporciona una iluminación tenue. Al igual que en una puesta de sol, la atmósfera tiende a dispersar la luz con más fuerza con longitudes de onda más cortas, por lo que la iluminación de la Luna por luz refractada tiene un tono rojo, por lo que la frase 'Luna de sangre' se encuentra a menudo en descripciones de eventos lunares tan lejanos. de regreso a medida que se registran los eclipses.
Récord histórico
Los registros de los eclipses solares se han mantenido desde la antigüedad. Las fechas de los eclipses se pueden utilizar para la datación cronológica de registros históricos. Una tablilla de arcilla siria , en idioma ugarítico, registra un eclipse solar que ocurrió el 5 de marzo de 1223 a. C., mientras que Paul Griffin sostiene que una piedra en Irlanda registra un eclipse el 30 de noviembre de 3340 a. C. Los registros de eclipses en su mayoría del siglo XIII a.C.proporcionan una explicación factible y matemáticamente consistente para que el griego encontrara los tres movimientos medios lunares (sinódico, anomalístico, draconítico) con una precisión de aproximadamente una parte en un millón o mejor. Los registros históricos chinos de eclipses solares se remontan a más de 3.000 años y se han utilizado para medir los cambios en la velocidad de giro de la Tierra.
En el siglo XVII, los astrónomos europeos publicaban libros con diagramas que explicaban cómo ocurrían los eclipses lunares y solares. Con el fin de difundir esta información a una audiencia más amplia y disminuir el miedo a las consecuencias de los eclipses, los libreros imprimieron folletos explicando el evento, ya sea utilizando la ciencia o mediante la astrología.
Otros planetas y planetas enanos
Gigantes de gas
Los planetas gigantes gaseosos tienen muchas lunas y, por lo tanto, presentan eclipses con frecuencia. El más sorprendente involucra a Júpiter , que tiene cuatro grandes lunas y una baja inclinación axial , lo que hace que los eclipses sean más frecuentes a medida que estos cuerpos atraviesan la sombra del planeta más grande. Los tránsitos ocurren con la misma frecuencia. Es común ver las lunas más grandes proyectando sombras circulares sobre las nubes de Júpiter.
Los eclipses de las lunas galileanas por Júpiter se volvieron predecibles con precisión una vez que se conocieron sus elementos orbitales. Durante la década de 1670, se descubrió que estos eventos ocurrían unos 17 minutos más tarde de lo esperado cuando Júpiter estaba en el lado opuesto del Sol. Ole Rømer dedujo que el retraso fue causado por el tiempo necesario para que la luz viaje desde Júpiter a la Tierra. Esto se utilizó para producir la primera estimación de la velocidad de la luz .
En los otros tres gigantes gaseosos ( Saturno , Urano y Neptuno ) los eclipses solo ocurren en ciertos períodos durante la órbita del planeta, debido a su mayor inclinación entre las órbitas de la luna y el plano orbital del planeta. La luna Titán , por ejemplo, tiene un plano orbital inclinado alrededor de 1,6 ° con respecto al plano ecuatorial de Saturno. Pero Saturno tiene una inclinación axial de casi 27 °. El plano orbital de Titán solo cruza la línea de visión del Sol en dos puntos a lo largo de la órbita de Saturno. Como el período orbital de Saturno es de 29,7 años, un eclipse solo es posible aproximadamente cada 15 años.
La sincronización de los eclipses de satélites jovianos también se utilizó para calcular la longitud de un observador sobre la Tierra. Al conocer la hora prevista en la que se observaría un eclipse en una longitud estándar (como Greenwich ), la diferencia de tiempo podría calcularse observando con precisión la hora local del eclipse. La diferencia de tiempo da la longitud del observador porque cada hora de diferencia corresponde a 15 ° alrededor del ecuador de la Tierra. Esta técnica fue utilizada, por ejemplo, por Giovanni D. Cassini en 1679 para volver a mapear Francia .
Marte
En Marte , solo son posibles los eclipses solares parciales ( tránsitos ), porque ninguna de sus lunas es lo suficientemente grande, en sus respectivos radios orbitales, para cubrir el disco del Sol visto desde la superficie del planeta. Los eclipses de las lunas por Marte no solo son posibles, sino también comunes, con cientos que ocurren cada año terrestre. También hay raras ocasiones en las que Deimos es eclipsada por Phobos. Los eclipses marcianos se han fotografiado tanto desde la superficie de Marte como desde la órbita.
Plutón
Plutón , con su luna Caronte proporcionalmente más grande , es también el lugar de muchos eclipses. Una serie de estos eclipses mutuos ocurrió entre 1985 y 1990. Estos eventos diarios llevaron a las primeras mediciones precisas de los parámetros físicos de ambos objetos.
Mercurio y Venus
Los eclipses son imposibles en Mercurio y Venus , que no tienen lunas. Sin embargo, visto desde la Tierra, se ha observado que ambos transitan por la faz del Sol. Hay un promedio de 13 tránsitos de Mercurio cada siglo. Los tránsitos de Venus ocurren en pares separados por un intervalo de ocho años, pero cada par de eventos ocurre menos de una vez por siglo. Según la NASA, el próximo par de tránsitos de Venus ocurrirá el 10 de diciembre de 2117 y el 8 de diciembre de 2125. Los tránsitos de Mercurio son mucho más comunes.
Eclipsando binarios
Un sistema estelar binario consta de dos estrellas que orbitan alrededor de su centro de masa común . Los movimientos de ambas estrellas se encuentran en un plano orbital común en el espacio. Cuando este plano está muy alineado con la ubicación de un observador, se puede ver que las estrellas pasan una frente a la otra. El resultado es un tipo de sistema estelar variable extrínseco llamado binario eclipsante .
La luminosidad máxima de un sistema binario eclipsante es igual a la suma de las contribuciones de luminosidad de las estrellas individuales. Cuando una estrella pasa frente a la otra, se ve que la luminosidad del sistema disminuye. La luminosidad vuelve a la normalidad una vez que las dos estrellas ya no están alineadas.
El primer sistema estelar binario eclipsante que se descubrió fue Algol , un sistema estelar en la constelación de Perseo . Normalmente, este sistema estelar tiene una magnitud visual de 2,1. Sin embargo, cada 2.867 días la magnitud disminuye a 3.4 durante más de nueve horas. Esto se debe al paso del miembro más tenue del par frente a la estrella más brillante. El concepto de que un cuerpo eclipsante causaba estas variaciones de luminosidad fue introducido por John Goodricke en 1783.
Tipos
Sol - Luna - Tierra: Eclipse solar | eclipse anular | eclipse híbrido | eclipse parcial
Sol - Tierra - Luna: Eclipse de Luna | eclipse penumbral | eclipse lunar parcial | eclipse lunar central
Sol - Fobos - Marte: Tránsito de Fobos desde Marte | Eclipses solares en Marte
Sol - Deimos - Marte: Tránsito de Deimos desde Marte | Eclipses solares en Marte
Otros tipos: Eclipses solares en Júpiter | Eclipses solares en Saturno | Eclipses solares en Urano | Eclipses solares en Neptuno | Eclipses solares en Plutón
Ver también
Referencias
enlaces externos
- Fobos eclipsando a Marte observado por Curiosity Rover en YouTube
- Un catálogo de ciclos de Eclipse
- Busca 5.000 años de eclipses
- Página de inicio del eclipse de la NASA
- Grupo de trabajo de la Unión Astronómica Internacional sobre eclipses solares
- Sitio interactivo de mapas de eclipses
- Demostración en el aula de cómo ocurre un eclipse.
- Galerías de imágenes