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

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sábado, 24 de septiembre de 2022

Júpiter se acerca

 

Como en otras muchas ocasiones los medios de comunicación, con mayor o menor fortuna, se han hecho eco de un tema astronómico que aunque no tiene una excesiva importancia, de él podemos sacar conclusiones y aprender algunas cosas.


Como suele ser frecuente en estos casos, se han colado algunas imprecisiones en los titulares. Los números no son correctos (es cierto que en 1951 Júpiter estuvo más cerca que ahora, pero también en 1963) y cuando dicen "Júpiter y sus lunas" querrán decir "también sus lunas".

Pero esto último puede dar pie a un absurdo: 

Quizás han tomado e interpretado erróneamente alguna otra información. Porque Júpiter se ve siempre a simple vista y destaca mucho, aunque esta errata suele ser frecuente con los planetas.

Lo cierto es que la mayoría de personas podremos ver al quinto planeta más brillante, y por un telescopio más grande, de lo que nunca lo hemos hecho porque está lo más cerca de los últimos 59 años: a una distancia de 591 millones de km. Aunque la diferencia con algunas otras ocasiones sea muy pequeña, 

Por ello hay que decir que no es ningún fenómeno espectacular, pero pensemos en que muchas personas (probablemente tú) en toda su vida no han estado nunca tan cerca del planeta gigante ni lo volverán a estar; por lo que aunque no se vea muy diferente de lo habitual no deberíamos perder la ocasión.

Júpiter en días próximos a su oposición en 2020. Aunque sea en fechas lejanas del máximo acercamiento, si no está visible la Luna ni Venus ni Marte en oposición, Júpiter es el astro más brillante en el cielo nocturno.

En realidad la distancia Tierra-Júpiter cambia a lo largo del año, fundamentalmente debido al movimiento de la Tierra alrededor del Sol y oscila aproximadamente entre unos 600 y 900 millones de km.

Órbitas a escala y distancias aproximadas

Estos números están en una proporción de 2 a 3 (1 a 1.5) que puede parecer proporcionalmente mucha diferencia pero por ejemplo en el caso de Marte es de 1 a 6.

Júpiter en un año terrestre se mueve poco, ya que tarda 12 en completar su órbita. La situación más favorable, cuando está más cercano a la Tierra se llama oposición porque desde aquí aparece en la parte opuesta al Sol: Sale cuando éste se pone y por el punto contrario del horizonte, es decir hacia el Este. En esta situación, y visto en planta, se podría trazar una línea recta que pasara por el Sol, la Tierra y Júpiter.

Júpiter en oposición.
Los tamaños y las formas de las órbitas están a escala. No así los tamaños de los astros.

Si Júpiter está en oposición, al cabo de poco más de 13 meses vuelve a estarlo. 

Este intervalo no es fijo y puede variar entre un año y 30 días, y un año y 38 días debido a la diferente velocidad de los astros según la zona de la órbita en que estén, por la segunda ley de Kepler.

Al cabo de 12 meses la Tierra vuelve a estar donde ocurrió la anterior oposición, pero Júpiter ha avanzado 15º (360º/12) por lo que nuestro planeta necesita un mes más para situarse enfrente de esa nueva posición, y unos pocos días más para compensar lo que Júpiter ha recorrido en ese mes, y ocurra así una nueva oposición.

Prácticamente todos los años hay oposición (excepto si la del año anterior ocurre en diciembre o finales de noviembre). Entonces ¿por qué ahora está más cercano que otras veces?  Todas las oposiciones no son iguales de cercanas debido a que las órbitas son ligeramente elípticas, la de Júpiter algo más que la de la Tierra, y por ello serán más favorables aquellas en que Júpiter se encuentra cerca de su perihelio (más cerca del Sol, y por tanto más cerca de la Tierra)

El perihelio de Júpiter (lugar de su órbita más cercano al Sol) se produce en un punto en que se alinea la posición de la Tierra con el Sol el 3 de octubre: Si el 3 de octubre trazamos una línea Sol -Tierra y lo prolongamos, pasaría por el perihelio de Júpiter.

Se ha exagerado mucho la excentricidad de la órbita de Júpiter para apreciar las diferencias

Como cada año la oposición de Júpiter se produce en diferente fecha, cuanto más próxima esté al 3 de octubre, más cercanos estarán los dos planetas, salvo pequeñas variaciones en sus órbitas por influencias gravitatorias. Este año la oposición ocurre a solo 7 días antes de esa fecha, en 1963 fue 5 días después y en 1951 fue precisamente el día 3.

Observar a Júpiter

Vamos a lo práctico: Cómo localizar a Júpiter. Según lo que se ha dicho es el objeto más brillante del cielo nocturno (estos días no están no están la Luna ni Venus) teóricamente el día de la oposición sale por el Este en el momento de ponerse el Sol. como nuestro horizonte no será perfecto, habrá que esperar, pero cuando el cielo esté negro ya estará visible a no ser que tengamos un horizonte muy alto con lo que la espera será mayor. Luego cada día sale un poco antes con lo que cuando se haga de noche estará cada vez más alto.

En realidad la oposición de un planeta es una situación favorable, tanto porque esté más cerca como porque es visible durante toda la noche.

Si no hay tanta diferencia con otras ocasiones, ¿dónde está la ventaja que tanto se anuncia? ¿Quizás en la posibilidad de observar alguno de sus 4 principales satélites con prismáticos, tal como se cita en algunas noticias?

En muchos lugares siempre se ha dicho que es posible verlos, no solamente ahora. 

Pero depende mucho de las características de los prismáticos (al menos un 7X50 o mejor 10X50), su colocación, de la agudeza visual, el punto de enfoque exacto, la altura sobre el horizonte, la oscuridad del cielo y otros factores, porque es algo crítico. Lógicamente cuanto más cerca esté Júpiter de nosotros más fácil será, y es cierto que yo no lo había conseguido nunca hasta ahora. No es preciso que sea el día 26 y hay mucho margen, pero también es posible que no lo consigas. Desde luego con cualquier telescopio no tendrás problema; podrás apreciar también sus bandas nubosas, su famosa mancha roja,... todo más cerca que nunca, pero solo poquito más que en otras oposiciones.

Ilustración de lo que podría verse con prismáticos, realizada a partir de una foto con teleobjetivo, de Júpiter y 3 de sus satélites. El cuarto podría estar delante del disco, detrás, u ocultado por la sombra del planeta. La observación de estos fenómenos es muy interesante.

La clave fundamental para ver los satélites con prismáticos es no mantenerlos a pulso, sino colocarlos apoyados en algún elemento como una ventana o una valla, pero mucho mejor montados sobre un trípode con un adaptador (son muy baratos) o incluso atados con una cuerda o una goma orientándolos siempre con los mandos del trípode.


En realidad no se va a ver algo muy distinto a otras veces, no hay mucha diferencia, pero aprovechemos la que hay. 

¡Qué mala suerte (he oído por ahí), justo ahora que llega el mal tiempo en muchos lugares! No importa porque la situación varía muy poco y dentro de unos días será casi igual; y mientras tanto seguro que se abren claros entre las nubes por donde aparezca Júpiter.


Toda esta historia es un juego de números: Como se ha dicho, de una oposición a otra hay 13 meses y unos días, luego cada año se produce en el mes siguiente al año anterior. Así en un ciclo de 11 años se van acercando a la de finales de septiembre o primeros de octubre y será una oposición cercana. 

Precisamente cuando vuelva a ocurrir por estas fechas, será en 2034 y estará prácticamente tan próximo como ahora porque será el 2 de octubre, casi en la fecha ideal. 

Solo una ligera modificación de la órbita terrestre por atracciones gravitatorias de otros planetas hará que se acerque un poquito menos.

Lugares en que se producirán las próximas oposiciones de Júpiter. Se ha trazado una circunferencia y se ha exagerado la excentricidad de la órbita para apreciar mejor las diferencias en las distancias entre los dos planetas.


Unos cuantos números:
Para dejar claro que aunque esta es una oposición muy buena, las diferencias relativas con otras situaciones proporcionalmente son pequeñas, precisaremos las distancias entre los dos planetas en varias situaciones de otras fechas: 
La oposición actual 26-9-22          591,315 millones de kilómetros
La última mejor que ésta 8-10-63  591,307      "
La mejor de las citadas 3-10-51    590,743       "
La próxima similar a ésta 2-10-34  591,390     "
La próxima mejor que esta  7-10-2129   590,670   "
Las oposiciones malas (por ejemplo el 12-4-29)    665,584   "
Las peores situaciones, cuando más lejos está Júpiter, son del orden de 965 millones de kilómetros, pero como corresponden con conjunciones, la situación también es mala por estar angularmente muy cerca del Sol
Aunque el día de la oposición haga mal tiempo, no te preocupes porque unos días después la situación no cambia mucho:
El 1-10-22   591,853   millones de km
El 6-10-22   593,537,          "          , que es solo un 0,3% más lejos que el día 26, o sea que 10 días después de la oposición será totalmente inapreciable la diferencia en brillo y tamaño.

Y  no hay que olvidar que la distancia media entre Júpiter y la Tierra es de 778,5 millones de kilómetros.



viernes, 18 de febrero de 2022

Un lugar con un cielo muy especial


A lo largo de varios capítulos de este blog he ido recogiendo algunas características del cielo y la mecánica celeste de los diferentes planetas y algunos satélites, pero todavía no ha acabado la serie:

Imagina que miras al cielo y ves una estrella muy brillante que ilumina tenuemente todo el paisaje. Una luna enorme que rápidamente cambia de fase pero siempre está en el mismo sitio, y donde cada día se producen 2 eclipses. Preguntas en qué tipo de lugar estás y recibes respuestas contradictorias: "Que si es un planeta", "que no lo es..."

Efectivamente, estarías en Plutón. Precisamente hoy día 18 de febrero se cumplen los años (ya 92) en que se descubrió este controvertido astro y es el momento de imaginar que estamos allí y miramos su cielo.

Ya he dicho alguna vez que yo estuve a favor de la degradación de este astro cuando se le rebajó de categoría, pero voy a utilizar el apelativo de "planeta" aunque solo sea para compararlo con otros, porque además planeta es, aunque sea "planeta enano".

Su cielo tiene 3 características únicas, que no se dan en ninguno de los planetas del Sistema Solar:

1- Aparece un satélite de tamaño aparente descomunal

Si nosotros vemos la Luna con un diámetro de medio grado y el satélite que se ve más grande es Ío en el cielo de Júpiter solo ocupa un poquito más (33´), Caronte el Satélite de Plutón se vería con un tamaño de casi 3.5º  ¡7 veces más!

Tamaños aparentes de los 3 satélites que más grandes se ven, vistos desde la superficie de sus planetas

En realidad el diámetro de Caronte es menos de la mitad que el de la Luna, pero está enormemente cerca de Plutón. Tanto, que el centro de masas está fuera de Plutón y ambos giran alrededor de ese punto.

2- Caronte se mantiene fijo, pero cambia de fase muy rápido.

Aunque desde Plutón se ve girar todo el cielo como ocurre en todos los astros, completando una vuelta cada día (que dura 6.4 días terrestres), y por ello el Sol, la Luna y las estrellas se mueven respecto al horizonte casi todos a la misma velocidad, sorprendentemente el gran satélite Caronte permanece estático respecto al horizonte.

Puede ser indicativo el gráfico simbólico con el que ilustré este tema en mi libro "Lugares mágicos en el Sistema Solar", Caronte enganchado con un clip al horizonte porque no se puede marchar de ahí.


Pasan las horas, los días y las noches y el gran satélite va cambiando de fase pero no se le ve moverse aunque sí lo hagan el Sol y las estrellas. Una lunación, o ciclo de fases se completa en un día de Plutón que equivalen a 6,4 días terrestres, que es lo mismo que la duración de un día en Plutón.

Cada fase se repite al día siguiente a la misma hora, con lo que podría utilizarse como reloj: En fase llena (o fracción máxima iluminada) será medianoche, cuarto menguante al amanecer o fase nueva a mediodía. 

Animación recogiendo varias fases, pero siempre en el mismo sitio

Aunque la duración del ciclo de fases siempre es prácticamente la misma, su geometría no lo es, como se verá luego

Pero Caronte solo se ve desde uno de los hemisferios. Si hipotéticamente Plutón estuviera habitado (es imposible pero supongámoslo) la mitad de sus habitantes no lo verían nunca si no viajasen al otro lado, por ejemplo a sus antípodas, donde seguro que sí lo verían.

Desde un lugar concreto situado en el ecuador de Plutón, Caronte se ve siempre en el cenit. Desde cada uno de los dos polos se verá junto al horizonte, sobresaliendo del mismo solo medio satélite si este horizonte es plano de altura 0.

Situación desde los dos polos de Caronte (que permanece estático, como sujeto con un clip) y dos constelaciones clásicas que sí se verían moverse en las direcciones de las flechas y repetirían posición cada 6.4  días terrestres, que es un día en Plutón. La Osa Mayor nunca se ve desde el polo o latitudes medias del hemisferio sur, ni Casiopea desde el norte.

Esto ocurre porque tanto Caronte como Plutón han ido frenando su rotación a causa de las mareas (sólidas) hasta que han quedado cada uno mostrando la misma cara al otro. Casi la totalidad de los satélites del sistema Solar muestran la misma cara al planeta, pero de momento este es el único caso en que el astro central hace lo mismo, y desde Caronte siempre se vería la misma imagen de Plutón. En el Sistema Tierra-Luna ocurrirá dentro de unos 4000 millones de años.

3- El color del cielo 

Es cambiante y aproximadamente cada medio año plutoniano presenta distinto aspecto. Aunque el cielo también de día se ve dominantemente negro, en ocasiones toma un ligero tono azulado sobre todo cerca del horizonte.

Como todos los astros del cinturón de Kuiper, Plutón está formado fundamentalmente por hielos. Como tiene una órbita relativamente excéntrica (durante parte de la misma está más cerca del Sol que Neptuno) en los periodos que más se acerca al Sol parte del hielo se evapora formando una tenue atmósfera, sobre todo de nitrógeno como en nuestro planeta. Analizándola se han encontrado muchas moléculas que realizarían el efecto Rayleigh y difundirían el color azul como aquí.

En esta imagen en blanco y negro se aprecian tenues capas de atmósfera


En esta otra imagen a color donde el Sol está situado detrás de Plutón, se aprecia como la luz solar es difundida por su atmósfera con un tono azulado. Es una imagen similar, aunque de diferente color, a como se ve la Tierra desde la Luna cuando aquí hay un eclipse lunar, o la que podemos ver desde aquí con un telescopio cuando Venus pasa por delante del Sol (o muy próximo)

 


Hay otros aspectos interesantes que podrían citarse:

- Por estar Plutón tan alejado del Sol, éste brilla solo con magnitud -19 , y se vería como un pequeño disco de solo un minuto de arco, casi como una estrella, con una luz 1500 veces menor que la que nos llega a nosotros. Podemos imaginar en pleno día unos paisajes oscuros con una iluminación mortecina poco más que en nuestras noches de luna llena (desde aquí la Luna tiene una magnitud de -12  y el Sol  -27). Los planetas o no se verían o no destacarían por su brillo. Solo Venus y Júpiter que pueden alcanzar casi la magnitud 3, y por supuesto, siempre aparecerían cerca del Sol.

Imagen artística donde se aprecia un sol diminuto que ilumina levemente la superficie de Plutón.

- Por el contrario, el cielo estrellado se vería mejor que desde la Tierra porque la atmósfera es muy tenue, e incluso de día se verían las estrellas. Aunque considerando en el efecto de nuestra luna pudiera pensarse que en los lugares desde los que se ve Caronte por la noche estarían muy iluminados (por un foco enorme y una fase siempre llena o próxima), no ocurre así porque lógicamente al satélite tampoco le llega mucha luz que pueda reflejar, y solo tiene magnitud -8, que son 40 veces menos que la Luna.

A diferencia de las fotos que se hicieron desde la Luna en que el cielo aparecía totalmente negro, aquí si se podrían fotografiar las estrellas en pleno día, porque al estar muy poco iluminado no se velaría la imagen tal como expliqué en "Los colores del cielo"

En esta magnífica imagen aparecen estrellas desde una zona en peno día y la superficie solo está un poco sobreexpuesta ya que en realidad es más oscura.

Aunque no es una foto real, sino una imagen realizada a partir de datos obtenidos por la misión News Horizons, representa muy bien lo que podría obtenerse directamente

Debido a la inclinación del eje de rotación, las estrellas se verían moverse  en sentido contrario que en la Tierra, es decir que desde el hemisferio norte de Plutón (por convenio se toma aquel cuyo polo está más cerca de Polaris) las estrellas circumpolares se verían girar en el sentido de las agujas del reloj, y el resto saldrían por el Oeste y se moverían hacia la izquierda (hacia el Este)

Desde una latitud 40º Norte de Plutón, la Osa Mayor y Casiopea no serían circumpolares, y se verían muy bien la cruz del Sur o el Centauro

También desde la latitud 40ºN pero mirando en dirección contraria, se apreciaría que Sirio y su constelación del Can Mayor están cerca del polo celeste, Orión es casi circumpolar y la Cruz del Sur junto a alfa y beta del Centauro se mantienen sobre el horizonte durante la mayor parte del tiempo.

- Otros satélites: 

Además de Caronte, Se conocen otros 4 satélites de Plutón. Todos mucho más pequeños y más alejados del planeta. Nix e Hydra se verían un poco menores que la mitad de nuestra Luna, y pueden llegar a la magnitud -2.5 mientras que Cerbero y Estigia, aún mucho más pequeños, pueden llegar a tener magnitud negativa, pero rondando el 0. De Cerbero aún podría distinguirse su forma pero Estigia parecería solo una estrella brillante. 

Se producen frecuentes ocultaciones, ya que al igual que Caronte, estos otros 4 se mueven en el plano ecuatorial de Plutón, por lo que salen exactamente por el Oeste y se ponen por el Este (a diferencia de nuestra Luna que cada día sale por un sitio diferente porque su plano orbital está inclinado respecto a nuestro ecuador). Mientras que Caronte se ve inmóvil sobre el horizonte de Plutón, los otros 4 en cada vuelta son ocultados, pasando por detrás del primero: Por ejemplo el próximo día 26 aparecerán por encima de Caronte y en fila Cerbero, Nix y Estigia, que serán ocultados a las 4:30, 10:30 y 13:30 (T.U.) Todavía quedan unos días, pero aunque me temo que no nos va a dar tiempo a llegar, podemos imaginarlas. Estas ocultaciones se repiten frecuentemente pero no tan seguidas un satélite tras otro como el próximo sábado.

Caronte, que se ve siempre en el mismo sitio, es visitado continuamente por los otros 4 satélites, y visto desde el ecuador de Plutón se produce siempre la ocultación (siempre pasan por detrás de Caronte). Concretamente desde una zona del ecuador de Plutón mirando hacia el Este el próximo día 26 se verían las ocultaciones consecutivas de 3 satélites por Caronte. La longitud de las flechas indica velocidad aparente.

- Satélites impredecibles:

Quizás lo más curioso de estos pequeños satélites es que no podría saberse de antemano con qué cara saldrán al día siguiente, al menos Nix e Hidra porque tienen rotación caótica, siendo de los poquísimos satélites del Sistema Solar que no enseñan siempre la misma cara al planeta. Por la misma razón, desde estos dos astros no podría saberse por donde va a salir Plutón o el Sol al día siguiente.  Es posible que ocurra lo mismo con los otros dos, los pequeños Cerbero y Estigia. Desde Caronte la situación es diferente porque también Plutón está quieto en su cielo y no sale ni se pone.

Nix e Hidra, con forma irregular y postura impredecible

- Estaciones: Como el eje de Plutón está inclinado 32.5º (se suele decir que 122.5º porque gira en sentido contrario), en principio las estaciones serían más extremas que las de la Tierra, en cuanto a la diferencia en la duración del día y la noche. Por ejemplo ahora mismo en el hemisferio norte es Primavera, cerca del solsticio, y en la latitud 40ºN hay día perpetuo. Pero en los años 1960 era noche perpetua. 

No obstante, debido a la lejanía del Sol y la excentricidad de la órbita, la diferencia de temperaturas está más condicionada por su muy variable distancia al Sol. 

La dirección hacia la que se inclina el eje de rotación y su simetría respecto a la línea afelio-perihelio determina que en el hemisferio norte la duración de el verano y el otoño sean prácticamente iguales, y mucho más largas (casi 4 veces más) que la primavera y el invierno.

- Constelaciones zodiacales: Como la órbita de Plutón está inclinada 17º respecto al plano de la eclíptica (mucho más que la de ningún planeta del SS), el Sol no se le vería recorrer exactamente las constelaciones zodiacales que vemos desde la Tierra, sino nada menos que 18, y de algunas sale y vuelve a entrar por los límites aserrados de las constelaciones. 

La línea roja indica el recorrido del Sol por las constelaciones, visto desde Plutón

Como las estrellas se ven también de día podría comprobarse en qué constelación se encuentra el Sol, aunque para verlas todas harían falta 248 años. Actualmente está en Géminis, pasará a Cáncer en 2023, a Leo en 2034, luego a Cabellera de Berenice, Virgo, Boyero, de nuevo Virgo, Libra, Serpiente (cabeza), de nuevo Libra, Ofiuco, Escorpio, de nuevo Ofiuco, Serpiente (cola), de nuevo toca Ofiuco, Sagitario, Capricornio, Acuario, Ballena, Tauro, Orión, de nuevo Tauro, de nuevo Orión, y vuelta a Géminis. Los astrólogos lo tendrían complicado para hacer los horóscopos. 

- Fases de los satélites:

La inclinación del Ecuador respecto al plano orbital es de 57.5º (90º - 32.5º) y los satélites se mueven en el plano ecuatorial. Por ello normalmente no hay fases nuevas ni llenas. El caso más extremo se recoge en los siguientes gráficos, y lo más habitual es algo similar:

Cuando Caronte está en dirección opuesta del Sol desde Plutón se ve una zona oscura arriba o abajo, no quedando totalmente iluminado; y cuando está en la dirección del Sol se ve un casquete iluminado.

La lunación completa más habitual sería aproximadamente así, con diferentes amplitudes de las zonas claras y oscuras en 1, 5 y 9.


Habrá fases nuevas y llenas completas cuando la línea Plutón-Caronte apunte exactamente al Sol, 2 veces en cada año de Plutón (cada 124 años terrestres) que, aunque dura un cierto periodo, es la excepción.

- Eclipses

Considerando solamente a Caronte, al igual que en la Tierra los eclipses se producen cuando el satélite está en las cercanías de los nodos y en fase próxima a llena o nueva. Si en nuestro planeta hay eclipses cada medio año (cuando se producen 2 o 3 seguidos), Como el año de Plutón dura 248 años terrestres, allí ocurrirán varios eclipses seguidos cada 124 años de promedio (la gran excentricidad de la órbita hace que los intervalos sean diferentes), justo cuando se producen las fases nuevas o llenas. 



Al verse Caronte de un tamaño tan grande y ser el movimiento de Plutón muy lento, las circunstancias favorables se mantienen bastante tiempo, algo más de 5 años, durante los cuales ocurren eclipses de Sol siempre que Caronte está en fase nueva (todos los mediodías) y de Luna (Caronte) cuando esté en fase llena (todas las medianoches). Teniendo en cuenta que el día dura 6.3 días terrestres, se producirán unos 580 eclipses seguidos, dos cada día. Pero evidentemente solo se verán en el hemisferio en que es visible Caronte, siempre el mismo.

Y si tenemos en cuenta los eclipses de los pequeños satélites, que se producirán en las mismas épocas, en este caso los lugares de observación cambian. Pero cuando coincidan, en un solo día podrían verse hasta otros 4 más. Eso sin contar alguno esporádico de Sol producido por estos pequeños astros, que ya sería mucha casualidad. 

Pero entre dos temporadas de eclipses no habrá ninguno. Como la próxima temporada comenzará en 2106, quizás haya tiempo de preparar un viajecito para ir a verlos.





sábado, 12 de febrero de 2022

El último planeta en abandonar los cielos vespertinos

De los 4 planetas que en diciembre se podían observar al principio de la noche o al menos en el crepúsculo vespertino a simple vista (Urano y Neptuno solo se ven con instrumentos ópticos y Marte ya no estaba), ya solo queda Júpiter y por poco tiempo.

El pasado verano estuvieron los 5 aunque no pudieron verse todos con claridad ya que Marte tenía una elongación muy pequeña (angularmente estaba muy cerca del Sol), y efectivamente fue el primero en irse.  

12-7-21 La Luna en fase fina y los planetas situados a su oeste en un cielo todavía brillante 

- Despedida de Marte. En julio ya se veía Marte muy justito, y aguantó hasta octubre al Este del Sol aunque con mala visibilidad. La aparición muy cerca de una fina luna creciente incluso más al Oeste, indica que Marte está angularmente cerca del Sol y en próximas fechas dejará de verse. Con Venus no funciona esta norma porque al ser un planeta interior puede estar aumentando o disminuyendo su elongación. En este caso estaba aumentando.
También el que uel planeta distinto de Venus aparezca cerca del horizonte en un cielo todavía crepuscular es otro indicativo de que pronto dejará de verse.

- Luego se fue Mercurio. En el caso de este esquivo planeta, desde el hemisferio Norte solo se ve en el crepúsculo y cerca del horizonte. Pero también tiene el mismo significado ya que como se ve pocos días, siempre que se vea puede decirse que pronto dejará de verse



En una animación con la puesta de Mercurio:

Mercurio se pone el 30 de diciembre, con la presencia de Venus

- Pasaron ya las fechas en que Júpiter, Venus y Saturno se mostraban en fila y guardando las distancias. Parece claro que nos estaban indicando el orden de despedida: Primero Venus, que ya estaba disminuyendo su elongación, luego Saturno y luego Júpiter.


Imagen tomada el 22 de diciembre de 2021

- Venus. Aquellos últimos días del año pudimos aprovechar para ver la fase de Venus con unos simples prismáticos o intuirla en las fotos, incluso sin utilizar mucho zoom (no se ve una imagen redonda, sino alargada y con curvatura). El que se ocultase aún en el crepúsculo con una la fase apreciable indicaba que pronto dejaría de verse por la tarde, 

Ocaso de Venus los días 28 y 29 de diciembre

- Luego también se fue Saturno, el lento planeta sin llamar la atención, de manera que Venus, Mercurio y Saturno se han pasado ya al Oeste del Sol (vistos desde la Tierra) acompañando a Marte que llevaba ya tiempo por allí como esperándoles, y Júpiter pronto los acompañará aunque todavía se hace el remolón.

Posición de los planetas hoy 12-2


- Pero nos quedan unos pocos días para observar a Júpiter tras la puesta de Sol, y ya no puede verse en noche cerrada porque se oculta también en el crepúsculo.

Incluso ayer día 11 muy poco antes de ocultarse, pero con el cielo aún claro y distinguiéndose el horizonte.

11-2-22 Júpiter entre las nubes junto al horizonte

Hoy mismo, a punto de publicar el post se ha abierto un claro entre las nubes y se ve mucho mejor la situación.

12-2-22: Júpiter en un claro, con el cielo aún brillante

Durante el mes de marzo estarán los cinco al Oeste del Sol no muy alejados angularmente de él por lo que estarán situados sobre el horizonte Este en el crepúsculo matutino, pero Júpiter al principio de mes y Mercurio al final todavía demasiado cerca del Sol para poder observarlos, será difícil ver a los 5. 

Posiciones de los planetas el 15 de marzo de 2022. Júpiter todavía demasiado cerca angularmente del Sol.

Una situación con todos al mismo lado y visibles con facilidad que aunque no es muy infrecuente, debido a las dificultades de observación de Mercurio al menos en el hemisferio norte, no se repetía desde el verano de 2020  (Los 5 planetas visibles simultáneamente)

El 2 de abril Mercurio se pasa al atardecer y volverá al amanecer el 21 de mayo y a mediados de junio,  en esta ocasión sí, quienes madruguen podrán ver los cinco planetas a la vez. Y da la casualidad de que aunque no se vean sin ayuda óptica, también Urano y Neptuno estarán en esa misma zona.

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Posición de los planetas el 15 de junio de 2122, con los 5 planetas observables de madrugada

Así, ofrecerán varios espectáculos interesantes, conjunciones, entre ellos y con la Luna como los que recogí en  "Conjunciones planetariasy en  "La Luna con los planetas".

Pero como el protagonista de hoy es el planeta gigante, aquí está su última conjunción con la Luna, precisamente el día después del año nuevo chino, y por lo tanto con una finísima luna de un solo día.

2-2-22 Además de la bonita estampa de la pareja, se aprecia cómo oscurece poco antes del ocaso de Júpiter.

Ha sido la última vez que ha podido verse con esta compañía por esta temporada, ya que cuando vuelva el fino creciente lunar Júpiter estará casi junto al Sol (en la dirección del Sol) y no se podrá observar.


ACTUALIZACIÓN 19-2-2022

El 17 y el 19 de febrero aún pude verlo ocultarse tras los árboles del horizonte en el crepúsculo vespertino, pero probablemente serán las últimas veces, y habrá que esperarle luego de madrugada.

- Día 17


- Día 19


La gran diferencia en la claridad del cielo en estas dos imágenes, con Júpiter a la misma altura, con las condiciones atmosféricas similares, la misma exposición y con solo dos días de diferencia, indica claramente que el quinto planeta se está despidiendo. 







lunes, 10 de enero de 2022

Lucy y los asteroides troyanos

Continuando con el tema del post anterior que recogía la visita de un ingenio espacial a puntos de equilibrio gravitatorio, hoy es el turno de la sonda Lucy, lanzada el pasado mes de octubre y cuyo objetivo es visitar 6 asteroides (dos de ellos binarios) y 5 de los cuales son muy especiales no solo porque parecen ser de diferentes tipos y procedencia sino por su ubicación también en torno a dos puntos de equilibrio gravitatorio a causa de lo cual se les llama troyanos.

Lanzamiento de Lucy y recreación de su llegada a uno de los asteroides binarios (NASA)

Se trata de unos asteroides que se encuentran en la misma órbita de Júpiter, moviéndose casi al unísono con el quinto planeta, aproximadamente 60º por delante y por detrás de él en las cercanías de los denominados puntos de Lagrange L4 y L5, lugares de estabilidad gravitatoria de manera que un objeto o astro pequeño que se ubiqué allí, permanecerá en ese mismo lugar debido a la atracción gravitatoria conjunta del Sol y el planeta. A diferencia de los otros 3 puntos de Lagrange, de los que trata el post anterior, en este caso si por cualquier otra interacción se desplazase de ese punto, nunca se alejará demasiado y quedará en sus inmediaciones circunvalando dicho punto

Situación de los puntos de Lagrange L4 y L5, en cuyos alrededores se encuentran los asteroides troyanos.

En 1906 el astrónomo alemán Max Wolf descubrió el primero de ellos. Era el asteroide nº 588 y se movía muy lento, más que ningún otro asteroide conocido, por lo que en aquel momento era el más lejano; y cuando se calculó su órbita se comprobó que estaba a la misma distancia del Sol que Júpiter y se movía 60º por delante de él, formando los tres astros un triángulo equilátero, en el mencionado punto L4. Se le llamó Aquiles, un nombre masculino como correspondía por tradición a los asteroides de órbita extraña o fuera del cinturón principal (el primero fue el 433 al que se le había llamado Eros porque se salía del cinturón de asteroides, en ese caso por dentro)

Aunque la situación pudiera parecer sorprendente, compartiendo órbita con Júpiter, ya un siglo antes Lagrange había calculado esos puntos como lugares de estabilidad gravitatoria

El mismo año del descubrimiento de Aquiles se encontró otro asteroide que se movía también en una órbita muy similar a la de Júpiter pero 60º por detrás (en L5) al que se le llamó Patroclo, el amigo de Aquiles en la guerra de Troya.

Representación de Aquiles y Patroclo, sobre los que hay una curiosa controversia (aunque no venga a cuento) respecto a que si eran amigos o amantes. Como en la Iliada solo hay indicios de una u otra situación, no creo que tenga sentido el debate porque son personajes imaginarios.

En los años siguientes se descubrieron otros dos asteroides situados en lugares próximos a Aquiles, que fueron nombrados Héctor (del bando troyano) y Néstor (del bando griego de Aquiles y Patroclo). Actualmente se conocen muchos más y se piensa que quizás pudiera haber cerca de un millón, tantos como en el cinturón principal entre Marte y Júpiter, siendo los que preceden a Júpiter (en L4) casi el triple que los que le siguen. (En L5)

Para los mayores, a los que se les ha dado nombre propio, se han elegido personajes de la guerra de Troya, de donde les viene el nombre genérico: los que están en las proximidades de L4 se designan con nombres de personajes griegos que participaron en aquella guerra, mientras que los que están en L5 con personajes troyanos. Patroclo y Héctor nombrados previamente a establecerse este criterio suponen las únicas excepciones de infiltrados, y casualmente en el relato de la Iliada los cuerpos de ambos personajes quedaron en el bando contrario después de morir.

La entrada del caballo a Troya (G. D. Tiepolo). Los personajes de la guerra de Troya, al igual que los de muchos otros relatos de la Grecia clásica, han servido para nombrar numerosos astros.
En cuanto al origen de los asteroides troyanos de Júpiter, según unos recientes estudios sobre la densidad de Patroclo y otro asteroide satélite suyo, parece ser que no son rocosos como los del cinturón principal, sino núcleos cometarios de hielo procedentes del cinturón de Kuiper que han quedado capturados en los puntos de Lagrange, y se especula con que éste sea el origen de todos o la mayoría de los troyanos de Júpiter. Lucy ayudará a saberlo.

- La configuración troyana en los puntos L4 y L5 no es exclusiva del sistema Sol-Júpiter, y desde hace unos años se conocen otros casos, entre los que se pueden citar:

- Dos satélites de Saturno tienen troyanos: Los también satélites Calipso y Telesto giran en la órbita de Tetis en sus puntos L4 y L5, y en esos mismos puntos de la órbita de Dione se encuentran el satélite Helene y Polydeuces (o Polux)

Montaje con las imágenes de Saturno, Tetis, Calipso y Telesto

- Marte tiene varios, siendo 5261 Eureka el más destacado.

- También en la órbita de Urano se han descubierto varios troyanos: 2001 QR322,  2011 QF99,..

- También la Tierra tiene al menos un troyano: 2010 TK7  

Si curiosa es la norma utilizada en el nombramiento de los troyanos de Júpiter y las excepciones casuales de Patroclo y Héctor, no lo es menos otra circunstancia, también totalmente casual, que se da considerando los últimos descubrimientos; y es que el primer astro diferente de Júpiter al que se le descubrieron troyanos es Tetis, que en la Iliada era precisamente la madre de Aquiles, el primer troyano descubierto. Esto es también una pura casualidad ya que Tetis fue nombrado mucho antes de descubrirse Aquiles, y éste fue nombrado mucho antes de descubrirse los “troyanos” de Tetis.

Tetis entrega a su hijo Aquiles una armadura
Lo que no es casualidad es el nombre de Helene, que se refiere a la famosa Helena de Troya. Este satélite fue nombrado a proposito cuando ya se había comprobado que se trataba de un troyano (situado en L4 de Dione), y no rompe la norma de los nombres masculinos-femeninos porque se refiere solo a los asteroides. De esta manera pudo utilizarse ese personaje para nombrar un astro troyano.

Volviendo a la misión Lucy, es curioso constatar su recorrido: tras el lanzamiento volverá a aproximarse en dos ocasiones a la Tierra para ganar energía en sendas asistencias gravitatorias y se dirigirá luego hacia L4, acercándose durante el camino al asteroide del cinturón principal Donaldjohanson. Después visitará a los griegos Eurybates, Polymele, Leucus y Orus durante 2027 y 2028, volverá luego a la órbita terrestre y en 2033 se dirigirá a L5 para visitar a Patroclo

Recorrido de Lucy en su visita a  los asteroides troyanos. Las diversas posiciones de Júpiter corresponden a la situación del planeta cuando Lucy llega a cada uno de ellos.

A pesar de que los dos grupos de asteroides están separados por 120º, debido al intervalo de 5 años entre las dos visitas, Patroclo ocupará, cuando sea visitado, la misma zona en que estaban antes los otros, y en ambos viajes Lucy se dirigirá a la misma zona. Es imposible, pero si pudiera quedarse allí esperando, se ahorraría mucho camino.

 


ORBITAS TROYANAS EN FORMA DE GOTA


Aunque se dice en general que estos asteroides troyanos están en los puntos L4 y L5, lógicamente no pueden estar todos apelotonados situados exactamente en esos puntos, sino que oscilan en torno a ellos siguiendo unas trayectorias relativas en forma de gota o de lágrima como las de la siguiente figura, aunque con diversa amplitud y tamaño:

A diferencia de los puntos L1, L2 y L3 que aparecieron en el artículo anterior, L4 y L5 son estables y aunque un asteroide aparezca separado de uno de esos puntos, trazará trayectorias en torno a él, en principio sin alejarse definitivamente.

Hay que insistir en que estas trayectorias, que tienen forma de gota o de lágrima, son relativas a la posición de Júpiter parando el movimiento del planeta alrededor del Sol, y que en realidad cada asteroide troyano tiene su órbita elíptica habitual en torno al Sol, que va modificándose ligeramente por la influencia gravitatoria del planeta. Estas modificaciones van trazando la trayectoria de gota.

Las flechas azules en las dos trayectorias de gota no indican la dirección del asteroide alrededor del Sol, sino la evolución de su órbita y posición respecto a Júpiter y al punto de Lagrange.

 ¿Por qué realizan esos extraños recorridos?


Si un asteroide está en las proximidades de L4 se mueve delante de Júpiter. Si a causa de una interacción gravitatoria pasara a una órbita ligeramente exterior (posición A) o simplemente partiendo de esta posición inicial, al estar más alejado del Sol que Júpiter se moverá más despacio por lo que poco a poco se irá acercando al planeta hasta la posición B. Allí Júpiter lo atrae con lo que lo frena y le hace caer a una órbita más interior que es más rápida y por ello paradógicamente se volverá a alejar de Júpiter pasando al punto C junto a L4. Pero una vez sobrepasado L4 (donde con un ángulo de 60º habría estabilidad gravitatoria) la atracción conjunta de Júpiter y el Sol (cuya resultante está dirigida a un lugar entre el centro de masas y el Sol) le hace ir aumentando su distancia al Sol (al atraerlo lo acelera y saca hacia afuera) de manera que al pasar por D y alejarse más que la órbita de Júpiter, vuelve a moverse más lento que éste y llega nuevamente al punto A, completando la trayectoria de gota y repitiéndose el proceso que puede durar unos 150 o 200 años, según la posición de partida o el tamaño de “la gota”

De manera similar ocurre con un asteroide cercano a L5, que se encuentre por ejemplo en el punto E: se acerca por detrás a Júpiter, éste lo acelera en F haciéndolo salir a una órbita más externa que será más lenta y lo hará pasar por G y H hasta completar el recorrido en E (De G a E al recibir un impulso gravitatorio hacia un punto situado entre el Sol y el centro de masas es frenado y cae hacia dentro)

Analizada en detalle la situación es más compleja:

Estas trayectorias de gota son solo una primera aproximación sin entrar en detalle. En realidad las órbitas de los troyanos difieren de la de Júpiter, tanto en su excentricidad como en la posición de los nodos o inclinación del plano orbital. El semieje mayor (el tamaño de la órbita) ya se ha visto que va cambiando, siendo inferior al de Júpiter durante un largo periodo (de B a D pasando por C) y luego es mayor (de D a B pasando por A), todo ello si está en las cercanías de L4.

Teniendo en cuenta estas órbitas, durante los casi 12 años que tardan en completarlas, la posición respecto a Júpiter también va cambiando; y dejando al planeta en una posición fija, el asteroide trazará un bucle:

En el siguiente ejemplo un asteroide cercano a L4 estaría en el punto 1, siendo el semieje mayor del asteroide (el tamaño de su órbita)  algo más grande que el de Júpiter y por ello será algo más lento, completando su vuelta después que Júpiter:


En 1 está cerca del afelio, por fuera de la órbita joviana. De 1 a 2 va más lento y por eso en la órbita relativa se mueve hacia atrás. De 2 a 3 atraviesa la órbita de Júpiter y se vuelve más rápido que el planeta: en la representación relativa cambia de sentido y atraviesa la órbita. En los alrededores de 3 alcanza su máxima velocidad al pasar por su perihelio, mayor que la del planeta y así en la representación relativa realiza un bucle. En 4 atraviesa la órbita hacia fuera y a partir de ahí volverá a moverse más lento. En 5 Júpiter ha completado su órbita pero el asteroide no, acabando el bucle más atrás que al comienzo, más cerca de Júpiter.

Se han representado de color amarillo y azul los siguientes bucles, cada uno de ellos de casi 12 años, y son consecuencia de la excentricidad de la órbita del troyano.

Cada uno de estos bucles comienza más cerca de Júpiter, hasta que se aproximan suficientemente, Júpiter le reduce la órbita, y se vuelve más rápido que el propio planeta, volviendo a separarse.

Lógicamente en un momento el tamaño de las órbitas y por tanto el periodo serán similares.

Una vez que el asteroide se va separando de Júpiter por ir más rápido, se produce la siguiente situación, razonando de manera similar al caso anterior:


Y cuando ya se ha alejado lo suficiente vuelve a salir a una órbita más externa como se dijo, y se completa el itinerario con forma de gota, que en realidad está formada por unos cuantos bucles.


Conviene recalcar que mientras que la trayectoria de gota es debido a las interacciones gravitatorias y como consecuencia las modificaciones de las órbitas de los asteroides, las que tienen forma de lazo se deben únicamente a posiciones geométricas derivadas de la segunda ley de Kepler.