Curiosidades sobre los astros, propuestas de observaciones sencillas, aspectos cotidianos pero poco conocidos, todo ello con un enfoque didáctico.

jueves, 28 de abril de 2022

¡A observar la conjunción planetaria!

 

Esta es la segunda parte del artículo sobre la conjunción de los planetas Venus y Júpiter. Si no leíste el anterior puedes hacerlo en este enlace.

Venus y Júpiter ya se están aproximando para ofrecernos en la madrugada del día 1 de mayo una imagen muy especial, con los dos astros más brillantes (después del Sol y la Luna, claro), uno junto al otro.

Aunque esto es solo un montaje, espero que el domingo las nubes no acompañen y pueda verse esta imagen

Así se veían los días 25 y 26 de abril (y añadida la imagen del 29), que tomando referencias en el horizonte permite apreciar el progresivo acercamiento:

Día 25

Día 26

   
Edición posterior para incluir la imagen del día 29


Localización del lugar:

En el hemisferio sur y lugares cercanos no habrá problema en localizar a los dos brillantes planetas, pero en latitudes medias del hemisferio norte como se ven justo en el crepúsculo matutino, con el cielo clareando, habrá que estar alerta para ver cuándo aparecen por el horizonte y aproximadamente por qué lugar, que puede depender de los obstáculos que haya. Cuanto antes los veamos mejor será la imagen porque el cielo estará más oscuro.

Pero habrá un método muy sencillo: tendremos una guía muy clara en Saturno y Marte, los dos puntos brillantes cercanos al horizonte Este-Sureste. Lo ideal sería empezar a observar cuando todavía sea de noche, y allí tendremos a estos dos planetas teloneros que nos indicarán, siguiendo la línea que marcan y casi a la misma distancia, el lugar de salida de los protagonistas. Luego solo habrá que esperar a que estos aparezcan. 

Desde latitudes medias del hemisferio norte Marte aparecerá una media hora antes que la pareja protagonista y desde el sur una hora antes

En esos momentos ya estará clareando (sobre todo, como he dicho, si miramos desde el hemisferio norte) y según la limpieza del cielo es posible que ya cueste distinguir a Marte y Saturno, pero ya habrán realizado su función de guía.


Por un telescopio

A simple vista será llamativo apreciar los dos luceros (como en muchos sitios les llaman a los planetas brillantes) , uno junto al otro; pero si utilizamos un telescopio podremos captar más detalles.

Quizás la característica más importante de una conjunción planetaria es la cercanía angular de los protagonistas. En este caso se les verá muy próximos, casi tanto como Júpiter y Saturno en 2020, por lo que se podrán observar simultáneamente con un telescopio utilizando poca focal, mostrado una bonita imagen Júpiter con sus satélites, y Venus con una fase que sin ser muy fina (se verá iluminado del orden de un 68% de su disco) es evidente. 


 Fecha real de la conjunción

Hay un dato muy curioso respecto a la fecha de esta conjunción. Debería tomarse en el momento en que la separación angular es la mínima, concretamente de solo 14´, que supone la mitad del tamaño angular de la Luna o del Sol. Eso ocurrirá el día 30 de abril a las 21 hora de tiempo universal.

Pero debido a los diferentes usos horarios y al poco tiempo en que los planetas pueden observarse (desde que aparecen por el horizonte hasta media hora antes de la salida del Sol aproximadamente), nadie verá esa máxima aproximación el día 30.

En el momento citado, Venus y Júpiter podrán verse en una franja del Pacífico, parte de Australia, Indonesia y el Sureste asiático, donde ya será día 1 de mayo:

Desde la zona sombreada en color verde podrá verse la conjunción en el momento de máxima aproximación. La línea azul indica el límite en que los planetas ya han salido en el momento de la conjunción Sol y la roja el límite en que están por encima del horizonte 30 minutos antes de la salida del Sol. En dodos esos lugares será día 1 de mayo en esos momentos.

Cuando horas más tarde se vean en Europa, estarán un poco más separados, entre 20´, y 22´ y también será día 1, por lo que he tomado siempre esa referencia. Sin embargo, en América, y variando un poco según la zona, se verán con una separación similar de alrededor de unos 30´ el día 30 cuando se están acercando y el día 1 cuando ya se estarán separando.

Como curiosidad, en Santiago de Chile y la costa suroccidental de ese país, el mismo día podrá observarse la conjunción planetaria por la mañana, y el eclipse de Sol por la tarde. Ambos el día 30 ya que desde allí esa madrugada Júpiter y Venus estarán casi a la misma distancia que el día siguiente.



Otras conjunciones planetarias en 2022

Para acabar, y aunque solo sirva para destacar ésta sobre las demás, que la mayoría ya han pasado, pongo una relación de las conjunciones de todos los planetas durante este año 2022 para insistir en la relevancia de ésta:

No solamente será la más vistosa por el brillo de los protagonistas, sino que será también la más cercana.


Las 3 últimas no serán visibles debido a la pequeña elongación (angularmente demasiado cerca del Sol) y la del 21-3 solo se vio desde el hemisferio sur y proximidades del ecuador. Pero todavía queda una bastante buena, a finales de mayo.

¿Y después, qué?

La siguiente conjunción entre Venus y Júpiter ocurrirá el 2 de marzo del próximo año y también será buena, pero no tanto por varios factores. Quizás lo que motive a más observadores que ésta, es que se verá al principio de la noche.

Pero no esperes tanto, y aunque no te guste madrugar si las previsiones meteorológicas para tu localidad no son muy malas, haz una excepción: Yo que tú buscaría un lugar adecuado con buen horizonte oriental y pondría el despertador para levantarme aún de noche. Que como es domingo, después del espectáculo (y de felicitar a tu madre si vives en España, Andorra Portugal, Hungría o Angola) puedes volver a meterte en la cama.

sábado, 23 de abril de 2022

Un eclipse para el Cono Sur americano

Con el cambio de mes, en tres días seguidos el cielo nos ofrecerá sendos fenómenos interesantes:

- El 30 de abril eclipse de Sol

- El 1 de mayo conjunción Venus-Júpiter

- El 2 de mayo conjunción de Mercurio con la fina Luna (por supuesto de 2 días)

Había pensado publicar todo junto en un solo post, pero finalmente he decidido separarlo. Aunque alguno de los capítulos quede demasiado corto, seguramente muchos lectores lo agradecerán.

El primero de los tres, el eclipse solar que se producirá el último día de abril es solo parcial. Desde la zona más favorecida, pero inhóspita, solo se eclipsará un 60% pero eso no le quita la magia de estos espectáculos celestes. Para los habitantes del cono sur no dejará de ser algo extraordinario, incluso emotivo como lo fue para mí y para el grupo de gente que se animó, en agosto de 2017 a subir a una colina castellana para buscar un mejor horizonte, donde un sol aplanado por la refracción se ponía con un pequeño “mordisco” de apenas un 20% debido a la interposición de la Luna.

Imagen central del eclipse del 21-8-17, rodeada por los momentos del máximo de este eclipse en diferentes lugares .

El eclipse de Sol, que ya lo anuncié en “Efemérides para el curso 21-22“, será parcial y podrá verse su parte final, antes de la puesta de sol en todo Chile, gran parte de Argentina, sur de Perú y parte de Bolivia, Paraguay y Uruguay. Concretamente desde el sur de Perú podrá observarse el fenómeno completo, aunque solo se verá una pequeña parte del disco solar eclipsado. Desde Chile y el oeste de Argentina podrá verse el máximo del eclipse (cuanto más al sur más zona eclipsada) porque el Sol se pondrá después de ese momento, mientras que en el resto de Argentina y Uruguay se pondrá antes del máximo.

Además también podría observarse muy bajo en el horizonte en zonas de la Antártida cercanas a la península del Labrador, y en condiciones lalgo mejores en cuanto a la porción eclipsada.

A partir del gráfico pueden deducirse diferentes circunstancias en el desarrollo del eclipse:


En cualquier caso en la mayoría de estas regiones no será fácilmente apreciable sin un horizonte Oeste muy bajo, y desde donde mejor se vería, con el Sol a suficiente altura, sería en zonas del Pacífico Sur.

Además de las zonas coloreadas en el mapa, se han colocado 4 puntos concretos que pueden ser ilustrativos:

En 1 el Sol está alto, pero solo se eclipsa un 20%. En 2 se verá un 60% pero con el Sol bastante cercano al horizonte. En 3 se podría ver el máximo del eclipse pero justo en el momento de salida del Sol. 

En el punto 4 el Sol solo se asoma un momento por el horizonte norte. Sale y se pone a continuación, precisamente cuando está ocurriendo el eclipse, y está en un 50%

En la mayor parte de la Antártida no se verá porque en estas fechas es noche perpetua: Si no aparece el Sol, imposible verlo eclipsado.


Añado tres gráficos con las posiciones del Sol y evolución del eclipse desde este punto en la costa antártica, desde Santiago de Chile y desde Buenos Aires.


Por supuesto hay que proteger la vista con gafas especiales u observar por proyección o con un instrumento provisto de un filtro adecuado.

Está claro que a quienes hayan observado un eclipse total (hubo uno en una franja que atravesó Chile y Argentina en diciembre de 2020), este les parecerá muy poca cosa; pero como dije al principio estos fenómenos también tienen su emoción si sabemos encontrarla y disfrutar de ella, y suponen otros retos: Buscar un lugar adecuado, ver como el Sol se acerca al horizonte aún sin eclipsarse, y finalmente ver que …. Buscar el efecto pinhole con las hojas de los árboles, una espumadera o un papel que hayamos agujereado formando letras,…

Algunos de los eclipses que seguí con mi alumnado. Siempre despertando un gran interés.

En este caso hay un dato añadido por la notable actividad solar de estos días, por lo que la  observación del Sol cuando el borde de la zona eclipsada se aproxima a una mancha, o simplemente mientras se espera a que el fenómeno comience puede tener cierto interés para el público en general.

Imagen del Sol con las manchas que presenta el día 26, proyectada con un solarscope. Algunas ya no estarán el día del eclipse, pero seguro que alguna habrá

Este eclipse es solo parcial por dos motivos: El tamaño angular de la Luna es menor que el del Sol (la Luna está cerca del apogeo) y no podría taparle completamente. Además está relativamente lejos del nodo con lo que el centro del cono de sombra no toca la Tierra, ni está dirigida hacia la misma:

Gráfico en alzado: El plano del dibujo es perpendicular a la trayectoria de los movimientos de la Tierra y la Luna.
Si el cono de sombra (1) tocase la superficie de la Tierra en ese punto el eclipse sería total.
En este caso es demasiado corto, pero aún así podría ser anular si la zona 2 tocase la Tierra
Únicamente lo hace la zona 3, y ahí el eclipse es parcial

El siguiente eclipse solar, en octubre, será similar a éste pero hacia el norte. Ocurrirán las mismas circunstancias en el círculo polar norte que ahora en el sur, y quienes vivimos en la península Ibérica tendremos la suerte de que, aunque poquita cosa, podrá verse en parte de la misma, .

lunes, 11 de abril de 2022

El reloj solar más sencillo: El ecuatorial

 

Ya he escrito media docena de artículos sobre relojes solares, que cito y pongo los enlaces al final de éste por si te interesa el tema, pero me había dejado en el tintero precisamente los más habituales, y también los más sencillos de trazar.

Posteriormente publicaré otros post sobre los relojes verticales (los más numerosos) colocados en las paredes de edificios sobre todo iglesias, y los horizontales que también se ven bastante como elementos decorativos en plazas o jardines, pero antes es obligado escribir sobre los relojes de sol ecuatoriales, en los que el plano que recoge la sombra (el cuadrante) es perpendicular a la varilla (el gnomon), y las líneas horarias están separadas por ángulos iguales, lo que no ocurre en los otros tipos en que normalmente hay que realizar laboriosos cálculos para determinar esas líneas.

Aunque son más escasos, didácticamente los ecuatoriales son más lógicos y muy interesantes. Su nombre se debe a que el plano donde se leen las horas está paralelo al ecuador.




Antes de nada hay que advertir que el asunto de elaborar un reloj de sol no consiste simplemente en poner una varilla y marcar la sombra con el paso de las diferentes horas, y que en algunos blogs de bricolage, o incluso en programas supuestamente didácticos se pueden encontrar errores de bulto.

Hay que tener cuidado con lo que hay por ahí, y en varias ocasiones he visto algo así:

Aunque esté en un apartado titulado "Experimentos científicos" en un blog de actividades para niños,... va a ser que no. Que con esto no se puede saber la hora.

Este tipo de tareas pueden ser adecuadas para que los niños pasen un rato y no incordien mucho en la playa, e incluso para que se fijen en la evolución de las sombras según va pasando el tiempo, pero habría que empezar diciéndoles que no nos sirve un listón vertical y que las marcas de las horas están mal colocadas porque, por ejemplo, el Sol nunca estará en la dirección norte (si estamos en el hemisferio boreal) y por tanto la sombra nunca irá hacia el Sur, con lo que el círculo no puede completarse; que los indicadores  de las horas en la arena de la playa no pueden ser equidistantes, o que la sombra volverá al mismo sitio al cabo de 24 horas, y no 12 como la manecilla de un reloj habitual, a lo que seguramente asociaron al poner las piedras.

Incluso si se hace de manera experimental, marcando la posición de la sombra en cada hora, podrá pensarse que el resultado es correcto, pero si con el paso de los días no se borrase se vería que en distintas fechas a una misma hora la sombra de un listón vertical no sigue la misma dirección

No he querido desprestigiar una tarea que puede ser interesante para niños pequeños, sino resaltar las circunstancias que aunque parezcan lógicas no son válidas y sobre las que tendremos que reflexionar (de los errores siempre se aprende). Vayamos a algo más correcto:

Si únicamente quieres elaborar un reloj de sol ecuatorial, puedes saltarte esto e ir directamente a RESUMIENDO (hacia el final, antes del rombo). Pero si quieres entender cómo debe ser y por qué funciona, sigue leyendo aquí:

- Por una parte ya quedó claro en “la varilla torcida” que el gnomon  (la varilla que da la sombra) no se puede colocar de cualquier manera, sino paralelo al eje de la Tierra.

- Los ángulos que forman las líneas horarias marcadas por la sombra de un listón vertical sobre un plano horizontal no son iguales, o solo hay un lugar en todo el planeta (mejor dicho, dos: los dos polos) en que sí lo son, y esto nos ayudará a elaborar de una manera lógica y correcta nuestro reloj.

Un reloj de Sol para el Polo

Imaginémonos que estamos en uno de los polos. Allí el eje terrestre es vertical. Por ello, este poste colocado en el polo Sur podría hacer de gnomon.

Por otra parte debido a la rotación de la Tierra, allí durante la primavera y verano el Sol se vería moverse paralelo al horizonte, de manera uniforme a su alrededor y por ello los ángulos horarios en este caso serían todos iguales, y las líneas horarias estarán separadas por 15º (360º/24=15º ) ¡Ahí sí que valdría el reloj que los niños trazaron en la arena (con una piedra cada 2 horas)! Pero como dice la canción “Ahí no hay playa,¡vaya, vaya!

Movimiento relativo del Sol y las sombras en los dos polos

Así, comenzaremos construyendo un reloj solar para el polo, porque sabemos cómo debe estar colocado el gnomon allí, y este será nuestro primer modelo, que aunque nunca lo utilizaremos para saber la hora porque eso de ir al polo pilla lejos, nos permitirá entender como debe ser el reloj en nuestra localidad y podremos modificarlo para que nos sirva aquí.

Se puede elaborar el reloj para el polo con una base cuadrada de madera o cartón grueso, y una varilla que se colocará en el centro de la base y perpendicular a ella (se hará un agujero para colocar el extremo de la varilla). En dicha base se trazan líneas cada 15º mediante un transportador de ángulos, empezando por una diagonal de manera que tanto en los 4 vértices como en los puntos medios de cada lado pasará alguna línea.

Reloj ecuatorial para el polo norte. Para el polo Sur la numeración irá en sentido contrario

En realidad en el polo geográfico no deberíamos numerar las horas porque, aunque oficialmente la haya, en el mismo polo no hay hora (o son todas las horas a la vez), y si nos movemos un poco la hora dependerá de la dirección en la que lo hayamos hecho. Es interesante reflexionar sobre esta circunstancia.

De todas formas, como referencia numeraremos las líneas trazadas, marcando las 12 del mediodía (hora solar) en una de las líneas perpendiculares a un lado, para más facilidad en los pasos sucesivos.

Si hemos hecho un reloj para el polo Norte la numeración va aumentando en el sentido de movimiento de las agujas del reloj y si es para el polo Sur en sentido contrario.

Para otras latitudes:

Una vez obtenido este primer modelo que sirve para el polo, el siguiente paso es cómo hay que modificarlo para que funcione en otros lugares. En primer lugar, el agujero que hicimos para colocar el gnomon debe traspasar toda la superficie

Antes de elaborar este segundo reloj, puede ser interesante didácticamente utilizar el globo terráqueo y pequeños relojes de cartón para entender mejor el proceso que se seguirá luego:

Se construyen varios relojes iguales al anterior pero de pequeño tamaño con cuadrados de cartón de unos 3 cm de lado perforados en el centro y palillos de dientes. Debido al tamaño no se puede usar el transportador, y las líneas horarias se trazan de manera aproximada.

En este globo terráqueo se coloca un pequeño reloj en el polo correspondiente a nuestro hemisferio (colocamos el globo terráqueo de manera que dé el Sol en el polo) y a ser posible se observa con el sol real. Si este reloj lo movemos paralelamente, seguirá funcionando porque el Sol está muy lejos y los rayos de luz llegan paralelos a cualquier lugar de la Tierra. Para apoyarlo en otro lugar del globo terráqueo debemos mover (introducir) la varilla hasta que al colocarlo en el lugar deseado veamos que la varilla es paralela al eje terrestre.


Hacemos esto con varios de los relojes pequeñitos para diferentes latitudes (por ejemplo 30º, 45º, 60º, 75º) y les colocamos en nuestro meridiano, todos con los gnómones paralelos entre sí y con el eje de la Tierra, apoyando el extremo de la línea de las 12 en su posición en la superficie del globo terráqueo.

Es aún más clarificador si colocamos el globo terráqueo paralelo a la Tierra ("Una bola casi mágica"): Se desmonta el globo de su soporte, se coloca sobre un cilindro de manera que quede nuestra localidad arriba y nuestro meridiano en la dirección Norte-Sur y de esta manera si le da el sol, recibe la misma iluminación que la Tierra real permitiendo simular muchas circunstancias relacionadas con la iluminación solar y las sombras, por ejemplo veremos que si hemos colocado los diferentes relojes en nuestro meridiano, todos marcan la hora correcta (la hora solar de nuestra localidad)

En un globo paralelo, colocados en nuestro meridiano marcan la misma hora, la hora solar correcta (excepto el del polo aunque podremos girarlo para que lo haga)

El colocar el globo terráqueo de esta manera no es imprescindible, si estuviera nublado no se aprecia la ventaja, pero es muy ilustrativo y motivador al visualizar situaciones reales en diferentes lugares del mundo.

Recogemos relojes y les colocamos uno al lado del otro anotando dónde estaban, y comprobamos que la inclinación del gnomon es la latitud del lugar. Aunque esto se puede justificar con el gráfico que pongo después, en un primer momento es interesante visualizarlo sin precisión de manera intuitiva, como en esta imagen:

Aquí la demostración rigurosa:


Si el gnomon es paralelo al eje terrestre, el plano donde se proyectan las sombras será paralelo al plano ecuatorial. Por eso este tipo de reloj recibe el nombre de "reloj ecuatorial".


Marcado de las líneas horarias de otoño e invierno

Tal como lo hemos hecho, el reloj solo funcionará en primavera y verano, cuando hay sol en el polo, que es cuando incidirá en la cara en que se han trazado las horas. En otoño e invierno en el polo el sol estaba por debajo del horizonte, es decir, del plano del reloj por lo que en el reloj que hemos modificado para nuestra latitud la sombra de la varilla se proyectará en el plano inferior.

 Por ello habrá que marcar líneas horarias también en la cara inferior ya que en nuestra latitud sí hay sol en invierno. Estas líneas lógicamente se tienen que corresponder con las que tienen encima. Por eso en la cara superior estarán numeradas en el sentido de avance de las agujas del reloj y en la inferior en sentido contrario si estamos en el hemisferio Norte, o al revés en el hemisferio Sur. 

Como en estas estaciones nunca hay más de 12 horas de sol, será suficiente con marcar desde las 6 hasta las 18.

En la cara superior lógicamente no son necesarias las 24 líneas horarias que habíamos trazado para el polo porque de noche no funciona, pero sí se necesitará alguna más de las 12 horas porque la duración del día en primavera y verano es mayor. Por ejemplo para una latitud de 40º desde las 5 hasta las 19. En la cara inferior, desde las 6 a las 18 son suficientes. Todo ello se recoge en unas imágenes más adelante. 

A modo de prueba del funcionamiento es interesante el colocar varios relojes ecuatoriales de los pequeñitos en distintos lugares del globo terráqueo paralelo (en nuestra misma latitud o en otra distinta, pero cambiando la longitud geográfica), y observar con el Sol real la hora actual en cada lugar, comprobando la diferencia horaria, teniendo en cuenta que lo que estamos viendo es la hora solar, a la que se refiere en toda esta actividad, y nunca a la hora oficial (ver "La horade los relojes de sol")


Resumiendo:

Si queremos realizar un reloj ecuatorial para nuestra latitud, tomaremos un cuadrado de cartón o madera, trazamos las líneas horarias a intervalos de 15º, de manera que 4 de ellas pasen por los vértices del cuadrado. Comenzamos numerando la línea de las 12, que será una de las que pasen por el centro de uno de los lados, y las siguientes y anteriores en el sentido de las agujas del reloj si estamos en el hemisferio norte y en sentido contrario en el sur. 

Taladramos el cuadrado en su punto medio e introducimos una varilla por el agujero, de manera que apoyado en una superficie horizontal el ángulo que forme la varilla con dicha horizontal sea la latitud del lugar.

Y por supuesto, el plano vertical que contiene al gnomon debe quedar en dirección Norte-Sur.



Para ajustarlo correctamente puede ser adecuado trazar y cortar un triángulo rectángulo uno de cuyos catetos sea Igual a la mitad del lado del cuadrado (menos el radio de la varilla) y el ángulo opuesto sea la latitud. La longitud del otro cateto nos determinará el trozo de gnomon que sobresalga por debajo del cuadrante, como se recoge en las siguientes imágenes:


Por la cara inferior del cuadrado también habrá que marcar las horas (que funcionará en otoño e invierno) calcando las posiciones de la cara superior (dibujo), por lo que el sentido creciente de las horas irá en sentido contrario.

En cualquiera de los dos hemisferios la cara superior funcionará en primavera y verano. La diferencia está en la dirección en que van aumentando las indicaciones horarias.

En los equinoccios este reloj no funciona ya que los rayos de luz solar vienen paralelos al plano que contiene las indicaciones horarias.

Por supuesto, en vez de un cuadrado puede utilizarse otra superficie como un rectángulo, un círculo como en la siguiente imagen, o una corona circular como la primera de este artículo, pero siempre la línea del mediodía (las 12 en hora solar verdadera) quedará trazada en la zona más baja.

Junto a este reloj solar ecuatorial situado en Mallorca, mi hijo Iván cuando tenía 9 años permite hacerse idea del tamaño del reloj. 


Tal como he indicado al principio, pongo los enlaces a otros artículos sobre relojes de sol de este blog, porque la mayoría ya han quedado desperdigados, casi ocultos por ser antiguos y por si te interesa especialmente el tema.

- Diferencias entre la hora solar y la hora oficial, y cómo obtener ésta: "La hora de los relojes de sol"


- Los relojes cilíndricos y sus variadas utilidades "Algo más que dar la hora"

- Cómo hay que colocar el gnomon (ya lo puse antes, pero por si acaso) "La varilla torcida


- Tres relojes solares sorprendentes, fuera de lo que es habitual, de diseño propio: "Un reloj ¿de Sol?", "Otro reloj de sol diferente" y "Relojes de sol digitales"


- El reloj analemático, donde la sombra del propio usuario es la que marca la hora: "Un reloj solar interactivo"