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

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miércoles, 29 de mayo de 2024

Saturno y la Luna, los encuentros de la pareja más vistosa del cielo.

Siempre que he organizado una observación con telescopio para todo tipo de público, lo primero que enseñaba era la Luna, y luego Saturno. Si ambos astros estaban en el cielo, claro.

Los cráteres lunares y los anillos del sexto planeta era sin duda lo más llamativo, y lo que provocaba expresiones de asombro por parte de los asistentes, aunque para ver a Saturno haya que cambiar el ocular y poner más aumentos.

Este próximo viernes día 31 estarán ambos muy juntos dando una preciosa imagen, aunque no creo que se lo enseñe a nadie porque por aquí serán visibles solo de madrugada cuando no hay muchas personas dispuestas a acudir a una convocatoria de este tipo: O “que estoy ya camino del trabajo”, o “que me gusta dormir” pueden ser excusas repetidas.

Posición relativa en que se verán desde España. Se ha aumentado ligeramente la imagen  de Saturno en esta composición.

Pero quizás la cosa cambie en el cono sur americano, en Chile, Argentina o Uruguay, porque allí se producirá un fenómeno muy especial que es posible convenza a mucha gente para ponerse al pie del telescopio, en plena noche, unas 4 horas antes de amanecer. Desde allí se producirá una ocultación: 

La Luna en su movimiento de traslación alrededor de la Tierra pasa por delante de Saturno tapándolo de la vista del observador, y después de un tiempo el planeta reaparecerá por el otro lado … Como el fenómeno ocurre solo un día después del cuarto menguante las imágenes de la pareja serán atractivas, Saturno desparecerá por la zona iluminada de la Luna y reaparecerá por su parte oscura, con lo que la espera (un punto brillante apareciendo de repente como de la nada) tendrá algo de misterio.

Además de la fase de la Luna en estos fenómenos también cambia la inclinación del ecuador de Saturno aunque mucho más despacio, un poco año a año. Ahora los anillos están casi de perfil, mostrándonos una fina línea. Quizás no es la imagen más atractiva pero tiene su interés. 

En esta foto tomada por Paul Stewart en una ocultación en 2014 los anillos estaban muy abiertos.


¿Por qué en Europa no se produce la ocultación? Visto desde aquí, la Luna pasa en esta ocasión por el sur de Saturno. Como está mucho más cerca, si nos desplazamos hacia el Sur, por ejemplo a África, por el efecto de paralaje la imagen de nuestro satélite la veremos más hacia el norte, hasta que tape a Saturno. Por si acaso hay que decir que en las zonas de Africa en que se viese esta ocultación ocurriría en pleno día, pero con un telescopio podría observarse.

Otro motivo por el que desde algunos lugares no se vea, es que aunque en una proyección teórica taparía a Saturno, por ejemplo en puntos del sur de Asia, esto ocurre con los astros debajo del horizonte.

Desde Luego la Luna puede ocultar a todos los planetas, pero la ocultación más llamativa es la de Saturno porque se aprecia cómo va desapareciendo parte del anillo, luego el cuerpo del planeta, y la reaparición también será así.

Aprovechando el fenómeno del día 31 de mayo voy a tratar de explicar los detalles que suelen aparecer en los mapas, concretamente en el de ahora, y tiempo habrá para los siguientes:

- En la franja azul clara se verá todo el fenómeno pero de día: en gran parte de África ecuatorial y del Atlántico Sur.

- En la franja gris se verá el fenómeno completo de noche, la situación ideal: en Uruguay, gran parte de Chile y Argentina, y una pequeña zona del sur de Brasil.

- En el óvalo verde se verá solo la ocultación, porque se pone la Luna antes de la reaparición.

- Al este de esta zona no se verá porque la Luna se pone antes de comenzar la ocultación, por ejemplo en el cuerno de Somalia.

- El el óvalo granate se verá solo la reaparición porque cuando salga la Luna, Saturno ya estará ocultado. 

- Al Oeste de esta zona no se verá porque cuando salga la Luna ya se habrá acabado el fenómeno. 

- En la zona central amarilla la ocultación se produce con el Sol aún debajo del horizonte y la reaparición ya de día.

- En las líneas de los bordes superior e inferior de todo el gráfico se producirá una ocultación rasante, que quizás sea la más atractiva porque aunque Saturno no se llegue a ocultar totalmente se moverá por el borde lunar, tocando al satélite con el fino anillo, según la zona, como puede verse en el siguiente vídeo que se ha realizado utilizando Stellarium.

- Por el norte de toda la zona la Luna pasará por el Sur de Saturno, y lo contrario por el sur de la misma.


Después de la última, que fue en 2019, y durante un año, todos los meses habrá ocultación. Las dos primeras, a principio y final de abril, habrán tenido muy pocos observadores porque solo se vio desde la Antártida, pero hasta febrero de 2025 los dos astros no fallarán a la cita desde lugares menos inhóspitos, y luego se despedirán hasta marzo de 2031. En cada caso será visible en una región del planeta diferente.

Todo este proceso, con los motivos y claves geométricas espero recogerlo el próximo mes de agosto cuando la ocultación será visible desde la península Ibérica, así como también en diciembre.

jueves, 23 de mayo de 2024

Cuando se hizo de día en plena noche

 

Alguien ha dicho que en la madrugada del domingo pasado ocurrió un fenómeno excepcional, casi mágico cuando, de pronto y al contrario que en los eclipses totales de Sol, la noche se convirtió en día.

Quizás sea algo exagerado, pero efectivamente la noticia astronómica del mencionado día 19 fue la espectacular caída de un objeto celeste, según parece un fragmento de un cometa de apenas un metro, pero que al explotar a causa del calentamiento por la fricción con la atmósfera en un momento iluminó cielos y paisajes hasta una gran distancia.

4 tomas de un vídeo publicado por ELTiempo.es en Instagram
 
Desde un vehículo en marcha: En apenas 10 segundos, que separan estas 4 imágenes, surge una pequeña luz que va aumentando, explota alumbrando todo el paisaje y continúa dejando un señuelo ya más débil.

No es solo que se viera un objeto brillante cruzando el cielo como en otras ocasiones, sino que todo quedó iluminado.

Hay un par de vídeos que se han hecho virales, muy similares entre sí, de sendas personas que están contando algo haciendo una grabación con el móvil y se ven sorprendidas por el fogonazo. No es de extrañar que con el uso tan frecuente del dispositivo, alguien tuviera la suerte de cazarlo sin querer y contarlo en directo, y aunque a algunos les ha hecho sospechar de un montaje, parece que no.

Lo cierto es que ambos son desde Portugal, desde donde mejor se vio.

El primero, colgado inicialmente por @milaferacho en su perfil de Instagram, y que según alguna versión estaba emitiendo un programa en directo.


Este otro que puede verse en X (circula en diferentes cuentas), que curiosamente es similar, con la sorpresa de la chica que está grabando algo haciéndose un selfie y  en el campo se mete también un protagonista no esperado. La toma final es de otra grabación.


Hay muchos ejemplos más, no tan espectaculares porque la cámara estaba mucho más lejos de la zona sobre la que pasó, a cientos de kilómetros, pero algunas se han utilizado para el estudio científico del fenómeno.

Esta desde el prestigioso observatorio de Calar Alto y publicada por @GalileoAlmeria: primero una imagen y luego el vídeo: 

Un dato añadido que se puede ver a continuación, en el vídeo completo de la grabación, es la persistencia del señuelo dejado entre las nubes una vez que explotó:

Y en el sentido citado, tienen un valor importante los obtenidos por diversas cámaras de la Red de Investigación de Bólidos y Meteoritos (SPMN) @RedSpmn, que se dedican precisamente al estudio de estos fenómenos.

Por ejemplo es muy llamativo el que fue captado por  Miguel Angel Furones (@MAFurones) correspondiente a esta imagen y cuyo vídeo completo y el hilo en twitter con otras grabaciones se puede ver en este enlace.

Con las aportaciones similares de otros compañeros se ha podido hacer un estudio completo del meteoro, y su trayectoria.

Amplia información sobre estos fenómenos puede obtenerse en la web del proyecto en el que participa una serie de astrónomos profesionales y aficionados estudiando estos impactos que son mucho más frecuentes de lo que podemos pensar, si bien es cierto que este de ahora ha sido excepcional.

¿Meteorito o bólido?

Muchas veces se confunden los términos “meteorito”, “meteoro” o “meteoroide”, y en este caso se ha utilizado también el término "bólido" o "superbólido"

Meteorito es la piedra que cae hasta el suelo, mientras que meteoro es el trazo luminoso que se hace visible al cruzar la atmósfera y meteoroide es el objeto que está en el espacio, suficientemente pequeño (y en eso se diferencia de un asteroide) como para desintegrarse en caso de ingresar en la atmósfera terrestre.

Por ejemplo las estrellas fugaces son meteoros, como también lo ha sido éste, pero a los meteoros de gran brillo (más brillantes que -4, cuanto menor sea el número más brillo) se les llama también  bólidos. Incluso hay quien ha estimado en -16 la extraordinaria magnitud de éste, mucho más  brillante que la Luna llena (-12) y por ello lo de superbólido


En estos casos lo más frecuente es oír o leer en los titulares “meteorito” porque es el término más conocido, pero aunque ahora también se haya dicho así en muchos lugares, lo cierto es que el objeto fue un meteoroide mientras estaba en el espacio, luego sería un meteoro al entrar en la atmósfera terrestre y encenderse, pero en ningún caso puede hablarse de meteorito porque se desintegró y vaporizó totalmente antes de caer. Aunque algunos policías portugueses afirmaron lo contrario (¿o lo suponían?)

A lo largo del año caen muchos bólidos, más de lo que pueda creerse, pero no se ven tantos porque son imprevisibles. Además caen a horas intempestivas porque si es de día no se ven: 

Sabemos que el 12 de agosto habrá muchos meteoros más bien débiles, los de las Perseidas, pero el ¿siguiente bólido? Parece ser que en este mismo mes de mayo ha habido otro también bastante brillante. ¿Ha influido ahora que al ser en fin de semana había mucha gente por la calle? En las dos grabaciones virales está claro que sí.

 


Datos de este impacto:

El impacto se produjo a las 0:46 del día 19 hora CET (la hora oficial en España), y cuando pocos segundos después pasó sobre Portugal allí serían las 23:46 del día 18 por tener diferente hora legal, y podría decirse que el fenómeno comenzó el domingo día 19 y terminó el sábado 18.

Durante unos 500 kilómetros estuvo atravesando la atmósfera como una espectacular bola de fuego, calentándose hasta que explotó y se desintegró ya sobre el mar, todo ello en menos de 10 segundos, y con una altura inicial de 122 km en la provincia de Badajoz y final de 54 ya sobre el Atlántico, según los datos obtenidos por la red SPMN

Aparte del fenómeno en sí y de su espectacularidad, puede ser interesante pensar sobre la geometría del impacto, deducir la procedencia del meteoroide y la órbita que le ha llevado a impactar con nuestro planeta. Por supuesto que podría hacerse utilizando datos numéricos y fórmulas matemáticas, pero también de una manera más intuitiva:

En principio está claro que se movió hacia el Noroeste, y teniendo todo esto en cuenta podemos representar la situación respecto al planeta a esa hora, con la posición de la Tierra en estas fechas.

Los siguientes gráficos solamente pretenden ser aclaraciones didácticas de la situación mostrando cómo pueden deducirse de lo que se ha observado, utilizando el gráfico anterior inspirado en los datos del SPMN y de la hora en que ocurrió el fenómeno.

En rojo, la posición y dirección del bólido, según diferentes proyecciones

La órbita del meteoroide podría ser así, en planta y perfil:

A trazos, los tramos de órbita que hubiera seguido, si no hubiera colisionado con la Tierra

Las posiciones de los planetas corresponden a la fecha del impacto.

La teórica órbita circunvala al Sol en sentido directo (opción roja) porque el impacto ha ocurrido antes de medianoche y en dirección ligeramente oeste. Si hubiera sido muy cerca de la medianoche y en dirección aproximada del meridiano pasaría aún más cerca del Sol (opción blanca en el siguiente gráfico) y si hubiera sido después la órbita circunvalaría al Sol en sentido retrógrado (opción verde)

Por supuesto hay más opciones, si la trayectoria tuviera una componente muy diferente a la dirección Norte-Sur, pero valgan estos como ejemplos más sencillos.

En cuanto a las velocidades, el meteoroide impactó con la atmósfera terrestre a poco más de 160.000 Km/h (casi 45 Km/s) considerando nuestro punto de vista. Siendo la velocidad de la Tierra en su órbita de 30 Km/s, se puede estimar cuál sería la velocidad real del meteoroide.

Los impactos que se producen de madrugada son choques frontales mientras que al principio de la noche se producen por alcance.

En este caso al ocurrir poco antes de medianoche es un impacto lateral pero al estar dirigido hacia el oeste, ligeramente hacia atrás en el movimiento de traslación de la Tierra, la velocidad de impacto debe ser un poco superior a que la que llevaba el meteoroide (supongamos 40 Km/s, por decir algo ligeramente inferior a 45). Si hubiera sido un choque frontal (opción azul en el siguiente gráfico) la velocidad de impacto habría sido la suma de la del meteoroide y la de la Tierra, en este caso de 70 Km/s. El meteoro no habría rozado la atmósfera casi paralelo al suelo como en este caso, sino que habría penetrado mucho más rápido y el episodio habría sido más breve.

Distintas situaciones de impactos, y la actual de perfil

Por supuesto, todo esto se puede calcular con los datos exactos de velocidades y ángulos, pero no es el objetivo de este blog de divulgación.

En la representación de perfil se recoge el hecho de que va de sur a norte. La rama será más o menos cerrada según el punto de vista, e incluso se puede dibujar una línea recta, que sería correcto desde una posición dada estando de perfil tanto la eclíptica como el plano orbital del meteoroide. La altura que alcanza sobre la eclíptica depende de la escala, pero evidentemente en un momento debe retroceder hacia el sur.





jueves, 21 de marzo de 2024

De nuevo eclipse lunar en Semana Santa

 

Este próximo lunes día 25 (en la noche del domingo 24 al lunes) se produce un eclipse penumbral de Luna.

Aunque este tipo de eclipse es poco apreciable y podría decirse que se verá fundamentalmente en el continente americano, lo cierto es que en el oeste de Europa cuando la Luna esté próxima a ponerse por el Oeste, el eclipse estará ya avanzado, y por tanto puede intentar observarse y obtener unas bonitas imágenes sobre los objetos (árboles o edificaciones) del horizonte, con el cielo ya algo brillante por el comienzo del día.

Desde el centro de la península Ibérica podría verse hasta poco después de las 7 de la mañana, cuando la Luna se pone en un horizonte teórico. 

Imagen de un eclipse en la fase penumbral, que pude observar el 7-8-2017, en ese caso poco después de la salida de la Luna. La zona inferior derecha de la Luna está ligeramente oscurecida como corresponde a este tipo de eclipse.

He dicho que la Luna se pondrá por el Oeste, y será casi casi exacto, solo ligerísimamente hacia el SO, y esto es debido a que prácticamente es el equinoccio, cuando el Sol sale por el Este, y al haber eclipse el Sol y la Luna ocupan lugares contrapuestos.

En estos eclipses penumbrales la Luna no entra en el cono de sombra de la Tierra sino solo en el de penumbra, de manera que en todo momento recibirá luz del Sol en toda la cara visible, tal como expliqué en este post, en los lugares de la Luna que veremos ligeramente oscurecidos recibirán un poco menos y desde allí se vería un eclipse parcial de Sol al colocarse la Tierra ocultando una parte del astro rey.

Como puede apreciarse en estos gráficos de NASA, a los que he añadido alguna indicación, este eclipse será muy similar al del 10-1-2020 :


Casi la misma magnitud (cercanía de la Luna con la sombra terrestre), siendo también la zona sur de la Luna la que se acerca a dicha sombra, y con la diferencia de que aquel pude verlo casi completo desde Bilbao y en este caso serán los habitantes del continente americano quienes tendrán ese privilegio. Por ello casi exactamente se repetirán estas imágenes que obtuve entonces, ya adecuada la hora en T.U. de ahora, y desde otros lugares:


Desde Europa solo se verán imágenes anteriores a éstas, o análogas a las 4 últimas pero en orden inverso. 

Zonas desde las que se verá

Si analizamos un mapa del eclipse, pueden sacarse varias conclusiones:

Mapa tomado de https://eclipse.gsfc.nasa.gov/

- Como los eclipses de Luna, a diferencia de los de Sol son un hecho objetivo, el mapa debe recoger los lugares en que la Luna está sobre el horizonte durante el desarrollo del eclipse: de las 5:53 a las 9:32 TU. En horario central europeo serán 2 horas más porque la víspera del eclipse se cambia la hora.

En realidad en muchos lugares de América el eclipse comenzará el día 24 porque aún siendo simultáneo, la hora local y con ello la fecha serán diferentes.

- Como se puede apreciar, se verá prácticamente completo desde todo el continente americano excepto en la zona más oriental de Brasil, y será imposible de apreciar en la mayor parte de Asia.

Comparemos el mapa de este eclipse con el citado de 2020:

Aunque la geometría del eclipse es similar, el momento del año no lo es, y por ello en este caso de 2024 las líneas de separación de las diferentes zonas coinciden casi con los meridianos: líneas rectas Norte-Sur frente a las curvas sinusoidales del de 2020.

Esto es por la estación. La proximidad al equinoccio hace que el Sol (y por tanto también la Luna Llena) salgan a la misma hora en puntos de igual longitud geográfica. En el invierno boreal los días duran mucho menos y el recorrido sobre el horizonte de la luna Llena, situada en la zona opuesta, mucho más. Por eso aquel eclipse de 2020 se vio en zonas más amplias del hemisferio norte:

Eclipses de Luna durante la Semana Santa:

Recuerdo que en 1997, preparando con mi alumnado la observación de un eclipse de Luna, alguien comentó ¡Pero si es en vacaciones de Semana Santa! Y yo recordé que el año anterior también. Vaya casualidad. Todo ello suponía que algunos estarían fuera, pero por otra parte el horario intempestivo no sería un mayor obstáculo porque luego no habría clase y se podría dormir.

Aparentemente es muy curiosa la frecuencia en que los eclipses de Luna ocurren en la Semana Santa: Concretamente desde 1975 hasta 2025 serán 10: y hasta pueden ocurrir en series de 3 años seguidos. (95, 96, 97 o 14, 15, 16)

Estos 10 corresponden a estas fechas:   4-4-77, 24-3-78, 14-4-1987,  15-4-95, 4-4-96, 24-3-97,   15-4-2014, 4-4-2015, 23-3-2016  y  25-3-24 

Que un eclipse ocurra en una semana concreta cualquiera la probabilidad sería algo menor de 3/52=0.058. He puesto 3 porque 2 hay todos los años, pero puede haber más.

Y en la Semana Santa, según los datos anteriores 10/50=0.2. Mucho mayor

Los eclipses se van adelantando cada año, y las fechas de semana Santa parecen un tanto anárquicas. Pero ¿acaso se mueven buscando los eclipses? No exactamente, pero sí buscan la fase lunar adecuada: En Semana Santa siempre hay luna llena, y en un eclipse de luna también.

El tema es que el domingo de pascua es el domingo siguiente a la primera luna llena de primavera, por lo que siempre habrá luna llena en esa semana, y esta fase es imprescindible para que se produzca un eclipse de Luna, y por ello la probabilidad hay que multiplicarla por 4.

A lo largo del año hay dos “estaciones de eclipse” que se van adelantando y completan un ciclo cada 9 años. En ese movimiento hacia adelante entran en la primavera y puede producirse el eclipse en Semana Santa. Si la Luna llena ha entrado tardía en primavera pero sin exceder un mes, el año siguiente será 11 días antes y también en Semana Santa, y al siguiente puede que también.

Pero si ha entrado enseguida de comenzar la primavera (como este año 2024) en el siguiente (2025) ocurrirá 11 días antes que no vale porque es invierno. 

Añado un cuadro con la situación de las lunas llenas y los eclipses lunares desde 1975 a 2025, con el que además de comprobar las fechas indicadas puede servir para analizar diferentes situaciones que se dan en las series de eclipses. Algo que ya señalé hace unos años, pero que quizás sea más interesante deducirlo a partir de los datos intentando sacar conclusiones:

El rectángulo verde evidentemente no indica la Semana Santa, sino que las lunas llenas incluidas en ese tramo estarán dentro de la Semana Santa, debido a la curiosa manera de definir esa semana. Por ello si hay eclipse lunar dentro del rectángulo (siempre son en luna llena) el eclipse ocurrirá en la Semana Santa.

Por supuesto, en Semana Santa nunca habrá ningún eclipse de Sol porque para ello tiene que ser luna nueva, y eso sí que es imposible.


Pero sí hay eclipse de Sol dos semanas después de éste (siempre van por pares). Un magnífico fenómeno, que también favorecerá al continente americano, y del que seguramente aparecerá información en este blog.




miércoles, 13 de diciembre de 2023

Y Betelgeuse se oscureció

 

Aunque no fuera total, y a la espera de hacer estudios de su curva de luz en las observaciones realizadas y la situación geográfica de cada una, la anunciada ocultación de la estrella Betelgeuse por el asteroide Leona ocurrió la madrugada del día 12 como estaba previsto.


            Momento preciso de la ocultación, obtenido por Oscar Martín Mesonero (startrails.es)

Hay que resaltar que, tal como se dijo, es la primera vez que se tiene constancia de un fenómeno de este tipo: una ocultación parcial y progresiva de una estrella por un asteroide, que aunque las ocultaciones ocurren a menudo, siempre son instantáneas y totales. Por tanto hay que valorar y justificar la emoción que se aprecia en algunos audios, ya que puede decirse que ha sido algo histórico.

Es por ello que he decidido recoger, aunque me salga del esquema habitual de usar mis materiales, varias observaciones con el permiso de sus autores, a quienes se lo agradezco.

Desgraciadamente la transmisión en directo que anuncié en el anterior post fue suspendida a causa de las nubes en el lugar de observación:

Pero pero voy a poner a continuación algunas imágenes y vídeos del fenómeno, que pudieron verse desde otros lugares en que hubo más suerte.

- A pesar de las nubes altas que hubo durante toda la observación, mis colegas de ApEA y amigos Sensi Pastor y José Antonio de los Reyes desde su observatorio de Cehegín, a 14 km de la teórica línea central de la ocultación obtuvieron este vídeo, donde Betelgeuse aparece a la derecha de la imagen:

En esta curva de luz que elaboraron, se aprecia la caída de la magnitud de la estrella entre las 1:15:15 y 1:15:25 (TU)



- Desde Cieza (Murcia), justo en la teórica línea central, a donde se desplazó Oscar Martín Mesonero (startrails.es): 

Y obtuvo este magnífico vídeo, con varias secuencias de la ocultación al final tomadas con diferentes ampliaciones:


Que se puede ver en Youtube https://www.youtube.com/watch?v=SWHkEqFgtmA&t=51s y realmente merece  la pena.

- Un vídeo donde también se ve claramente la bajada de brillo de Betelgeuse es el que obtuvo José Franco de Astroingeo (Alicante):



- Un estético montaje realizado por Leonor Ana Hernández, con imágenes de Orión y Betelgeuse eclipsada y sin eclipsar, enmarcadas en otra con mayor campo desde La Sagra (Granada)

Leonor publicó esta imagen en Twitter, como siempre acompañada de comentarios jugosos y emotivos, que te aconsejo lo veas:  https://twitter.com/LeoAstronomada/status/1735002158884425781/photo/1


- Aquí otro vídeo de la ocultación (hay imagen a partir del segundo 10), en este caso obtenido desde La Romana (Alicante) por Josep Masalles, que tuvo como colaboradores a Toni Selva, Rafael Quiles, Carles Schnabel, Carles Perelló y Jordi Juan: 


Que además recogen en https://astronomia.josepmasalles.cat/transits-i-ocultacions/ocultacio-de-betelgeuse-per-lasteroide-leona-2023-12-12/ los detalles de la observación y resultados obtenidos.

Analizando los diferentes datos y emplazamientos de las observaciones se obtendrán sin duda mejoras en la órbita de Leona, la posición de Betelgeuse, los tamaños de ambas,... Tal como se indicaba en el post anterior.

Es posible que vaya añadiendo algún dato más, pero quería dejar constancia cuanto antes de este fenómeno que ocurrió ayer 12-12 y quedará en los anales de la astronomía.


viernes, 8 de diciembre de 2023

Un fenómeno quizás nunca visto antes

Imaginemos que el próximo 11 de diciembre estamos en Córdoba o en Alicante, o en un lugar cercano a la línea que une estas dos capitales. Trasnochamos y algo después de las 2, ya del día 12, estamos mirando al cielo. Sería muy probable que dirigiésemos nuestra vista hacia la zona de Orión por ser la constelación más llamativa, que aparece en una extraña posición vertical, y quizás nos detendríamos en Betelgeuse, su estrella más destacada que a esa hora estará en la esquina superior izquierda de la constelación.

Justamente a las 2:15 veríamos algo extraño: Durante unos 10 o 12 segundos, que quizás nos parecieran mucho más, el brillo de esta estrella rojiza empezaría a debilitarse, quizás se apagase del todo, para volver a encenderse y alcanzar su brillo habitual.

Simulación de lo que podría ser la ocultación

No sería un efecto de nuestro subconsciente, sino algo que realmente había ocurrido y que no se tienen referencias de que haya sido observado antes: La ocultación parcial de una estrella por un asteroide.

Zona de la península Ibérica desde donde podría observarse la ocultación. El mayor oscurecimiento de la estrella se vería previsiblemente desde la línea roja y hay probabilidad de ver algo dentro de la franja, aunque disminuye según nos alejamos de la línea central. Imagen de cloud.occultwatcher.net

En general, este fenómeno de ocultaciones de estrellas por asteroides es frecuente porque hay un gran número tanto de unas como de los otros, y suele ocurrir que un asteroide, que evidentemente no tiene luz propia y por su pequeño tamaño prácticamente no nos llega la luz que refleja, pasa por delante de la estrella y bloquea la luz que nos llegaría de ella. Vemos cómo la estrella se apaga. Pero otros observadores que estuvieran en otros lugares no lo verían:

Desde el punto A de la superficie de la Tierra se apreciaría en ese momento la ocultación, pero desde el punto B no. La distancia a la estrella es infinitamente mayor que la reflejada en este esquema.

Pero esto suele ocurrir con estrellas débiles porque su número es muchísimo mayor, aunque en este caso se trata de una de las estrellas más brillantes del cielo, y no solo eso sino que es la de mayor tamaño angular vista desde la Tierra. 

Esa es la clave para que su ocultación sea "diferente" y no se tenga referencia de la observación de algo igual.

Exceptuando el Sol, las estrellas están tan lejos que se ven como puntos, pero Betelgeuse fue la primera que pudo detectarse como un disco. Por ello en cualquier otra ocultación el punto de luz de la estrella desaparece repentinamente pero en este caso la luz de Betelgeuse irá debilitándose y hasta es posible que desaparezca, aunque las previsiones indican que probablemente será un eclipse anular y si el cielo está limpio no llegará a apagarse del todo.

La mejor imagen de Betelgeuse de que se dispone, obtenida por el gran telescopio VLT



El asteroide que provocará este fenómeno se llama (319) Leona, y se conoce su forma y tamaño aproximado precisamente porque se han analizado dos ocultaciones que produjo en dos débiles estrellas hace pocos meses.

¿Cómo se hace para conocer tamaño y forma, además de su rotación?

Una red de observadores situados en diferentes lugares cronometran el tiempo que dura la ocultación y la hora en que se produce, y como la lejanía de la estrella hace que es como si proyectara su forma sobre la superficie de manera directa, la diferencia de latitud de los dos lugares más alejados desde los que hubo observación y la diferente duración de la misma en distintos puntos intermedios darán las dimensiones del asteroide según su orientación en ese momento.  A partir de su sombra se obtiene la forma del asteroide.

Digo “sombra” en sentido figurado porque no es que oscurezca, evidentemente, porque la estrella no nos alumbra, sino que dejamos de verla cuando estamos bajo la “sombra” del asteroide.

En el punto A se vería una ocultación mucho más breve que en B y que en C. Empezaría a la vez que en B y terminaría a la vez que en C

Como la trayectoria de los lugares desde los que se ve la ocultación de la estrella es larga, (en este caso se podrá observar de China a México) tardará unos cuantos minutos de un punto a otro  y el asteroide va girando, con lo que los diferentes resultados de las observaciones permiten estimar su rotación. 

En este caso no solo podrán determinarse de manera más exacta las características de Leona, que ya se sabe que tiene un tamaño entre 50 y 80 km siendo irregular y ligeramente elíptico, sino también el tamaño real de Betelgeuse o su posición real en el cielo, ya que al ser de gran tamaño es más difícil que con otras estrellas. Además su superficie tiene zonas más claras y más oscuras, y su disco no es uniforme, y esto quizás también podría estimarse con los datos de la ocultación.

Da también la casualidad de que el tamaño aparente de Betelgeuse y de Leona (vistos desde la Tierra) son muy similares, del orden de 50 milésimas de segundo de arco, pero el asteroide no es circular sino de bordes irregulares, por lo que según la orientación de Leona podría producirse una ocultación total o anular.

Curiosamente en 2019 se apreció un paulatino debilitamiento de Betelgeuse e incluso se pensó que eso indicaba una próxima explosión como supernova, aunque finalmente se comprobó que se debía a una gran eyección de masa en su superficie que luego formó una nube de polvo que bloqueó la luz de la estrella, en un fenómeno que nunca se había observado anteriormente y que duró varios meses. 


Imagen de Betelgeuse obtenida por el VLT en diciembre de 2019 donde se aprecia el polvo que oscurece parte de la luz de la estrella. Créditos / ESO/M. Montargès

Lo de ahora no tiene nada que ver con aquello, será muchísimo más breve pero más evidente para quienes tengan la suerte de verlo, y también será un fenómeno único.

En cualquier caso, se trata de un fenómeno excepcional por su rareza y, aunque no podamos verlo directamente, habrá transmisiones vía internet, por ejemplo en este enlace

También hay proyectos de ciencia ciudadana relacionados con la ocultación, como el organizado por Starblink.org . En su web (que incluye un interesante simulador) y en otras páginas técnicas se describen los materiales y los procedimientos a utilizar para obtener datos que se puedan luego compartir; pero si lo que quieres es disfrutar del excepcional evento solo necesitas desplazarte a la franja de observación, que no haya nubes por la zona, y abrir los ojos.

.....................

12-12-23

Próximamente incluiré imágenes y vídeos de la ocultación, obtenidas esta madrugada por astrónomos aficionados, en un nuevo y breve post.

lunes, 4 de diciembre de 2023

Eclipses: Parejas y tríos


Atendiendo a una petición, y aunque sea con algo de retraso, voy a tratar algunos aspectos relativos a los eclipses

Sin duda los eclipses son los fenómenos astronómicos más relevantes sobre todo de cara al gran público.

Hace un par de meses ocurrieron dos eclipses, el 14 de octubre de sol y el 28 de Luna

Alguien me dijo que parecía una casualidad, dos tan seguidos, aunque lo cierto es que siempre ocurre algo parecido. Precisamente los próximos serán el 25 de marzo, penumbral de luna, y el 8 de abril, total de sol.  Pero podrían haber sido tres.

Como en la mayoría de las relaciones humanas, los eclipses normalmente van por parejas pero de vez en cuando también aparecen los tríos. Dos de luna escoltando a uno de sol o al revés, todos ellos separados por 14 o 15 días.


Veamos las razones, empezando por el principio:

Si la órbita en que la Tierra gira alrededor del Sol (la eclíptica) y la de la Luna alrededor de la Tierra estuvieran en el mismo plano, en todas las lunas llenas y nuevas habría eclipse:

Pero entre ambos planos orbitales hay una inclinación de poco más de 5º, y los puntos en que se cortan (en los que la Luna se ve en la eclíptica) se llaman nodos. La Luna estará en el nodo ascendente (que se representa por la letra omega) cuando pasa del sur al norte de la Eclíptica, y el descendente (una omega invertida) el contrario.

Para que se produzca un eclipse la Luna debe estar cerca de uno de los nodos y así se interponga en la dirección del Sol (eclipse de Sol) o entre en la sombra de la Tierra (eclipse de Luna). Además, tal como se ha dicho, deberá ser luna llena o nueva para que los 3 astros estén alineados

Tanto en A como en B se han representado las dos posiciones de la luna en llena y nueva. En A no hay eclipse porque aunque están alineados los tres astros, la Luna no está en la eclíptica y las sombras pasan por debajo del otro astro. En B hay eclipses.

Después de un eclipse en que la sombra pase exactamente por el nodo, debido a la traslación de la Tierra, en cada lunación la línea Sol-Tierra-Luna (o Sol-Luna-Tierra) va apuntando a lugares diferentes y se va alejando del nodo (cada media lunación va retrasando el paso por el nodo) de manera que no se producirá un nuevo eclipse, aunque el nodo también se desplaza pero mucho menos:

En 1 hay eclipse de luna al coincidir la luna llena con el paso por el nodo (en este caso el ascendente). En la siguiente lunación en 2 no hay eclipse porque la Luna no está en el nodo y la sombra de la Tierra pasará por encima de ella.

Si la Luna nueva está exactamente en el nodo se producirá un eclipse total o anular de sol, y si la luna llena está en el nodo (o muy cerca de él) se producirá un eclipse total de Luna. Pero no es necesario que esté exactamente en el nodo para que ocurra un eclipse, y considerando también los parciales y penumbrales, es suficiente que la Luna (nueva o llena) esté a una distancia al nodo menor de 16.4º  en los de sol y 15.7º en los de luna, tal como se calcula en el anexo. Estos números pueden variar ligeramente según las distancias entre los 3 astros ese día, de manera que estos números son los valores medios.

Por ejemplo, el siguiente gráfico representa la situación del último eclipse de Luna, del 28 de octubre de 2023, donde la distancia de la Luna (en el momento del máximo del eclipse) al nodo es de 14.52º después de pasar por él. Al ser menor que 15.7º se produjo el eclipse, pero al no estar muy cerca del nodo fue bastante pobre.

Si la distancia de la Luna al nodo durante el eclipse hubiera sido menor, como en el siguiente caso, la parte eclipsada de la Luna lógicamente habría sido mayor.

Estas imágenes planas son la representación de una porción de la esfera celeste, por lo que la distancia del nodo al centro de la sombra de la Tierra es un ángulo y se expresa en grados, siendo prácticamente igual a la distancia del nodo a la posición de la Luna.

Como se ha dicho, la clave está en que los eclipses ocurren necesariamente en luna nueva o llena, y cerca de los nodos de la órbita lunar, con los márgenes indicados antes. Tal como se representa en el siguiente gráfico, si ocurre un eclipse antes del nodo (por ejemplo de Sol y luna nueva en la posición 1) al cabo de media lunación ocurrirá otro (en luna llena -2-) después de pasar la Luna por el otro nodo.

Debido a que la Tierra se ha desplazado en esas 2 semanas en su movimiento de traslación, la posición relativa respecto al nodo de la luna llena o nueva no será la misma y en la mayoría de los casos en la siguiente ocasión ya se habrá alejado y no habrá eclipse. Como se verá luego, también influye en menor medida el ligero desplazamiento de los nodos.

Pero en ocasiones hay margen para que ocurran 3 eclipses también separados por 2 semanas del primero al segundo y del segundo al tercero: de Luna-Sol-Luna como en el siguiente gráfico, o de Sol-Luna-Sol.

En este caso el primero (1) ocurrirá con la Luna relativamente alejada del nodo, aunque dentro del margen indicado, el segundo (2) muy cerca del nodo con lo que será un eclipse muy bueno, y el tercero (3) con la Luna alejada también del nodo.

Esta situación, vista desde la Tierra, se representa en el siguiente gráfico, donde se ha desplegado toda la línea de la eclíptica en una recta:

Se ha situado el primer eclipse (a la derecha) justo en el borde del margen para ver la situación más favorable para que ocurran más eclipses. Aún así, y aunque se producen 3 eclipses, el tercero está casi en el otro borde, por lo que es extremadamente difícil que en las situaciones medias, ocurran 3 seguidos: A poco que el 1 se acerque al nodo, el 3 se saldría del margen.

Para mayor detalle repito el mismo gráfico con más parámetros que, aunque puedan hacerlo más engorroso, justifican mejor el resultado. 


Al igual que en el gráfico anterior y el siguiente, todo está a escala

Por tanto, cabe justo justo un trío comenzando y acabando con eclipses penumbrales mínimos (en el borde de los márgenes), pero sería mucha casualidad.

Una pareja siempre entrará, porque el primer eclipse (1) siempre estará en el margen previo al nodo (antes de él, porque si estuviera después del nodo habría ocurrido otro eclipse antes), con lo que media lunación después (en 2) también habrá eclipse porque estará también en la zona dentro del margen del siguiente nodo, pero si el primer eclipse no ocurre al principio del margen como antes, en 3 ya se saldrá y no habrá más, como se aprecia en este otro gráfico:

En este caso se producen solo dos eclipses seguidos, que es lo más habitual.

Todo esto se obtiene redondeando y utilizando valores medios de los parámetros, pero que varían ligeramente según las posiciones de la Tierra y la Luna en sus órbitas. En el anexo se calculan los diferentes parámetros y se recogen en los gráficos.

 

¿Hay muchos tríos?

Tal como puede deducirse de la anterior explicación y los gráficos, no son muchos.

Concretamente entre 1950 y 2050 ocurren 22 tríos frente a 184 parejas. Los tríos son 10 de Sol-Luna-Sol y 12 de Luna-Sol-Luna. 

El último fue en 2020 y el próximo será en 2029, ambos en junio y julio. De todas formas no hay que decir la frase de "¡Todavía faltan más de 5 años!" porque una pareja es más interesante que un trío, ya que los de los extremos de éste son eclipses muy pequeños (los de sol solo parciales y visibles desde latitudes muy altas, y los de luna solo penumbrales) 

Por ejemplo, desde la mayor parte de la península Ibérica se verá un extraordinario eclipse de sol total y un eclipse de luna casi total en agosto de 2026. ¡Ya queda menos!

Es muy curioso constatar que todos los tríos de este periodo ocurren en la misma época del año:

De los 22 citados, 9 fueron en junio-julio, 7 en julio-agosto, 3 en agosto-septiembre y 2 en mayo-junio y 1 en abril-mayo

Claramente prevalece las cercanías a julio y en esos 100 años no ocurre nunca en invierno ni en otoño.

Esto es porque en el afelio (principios de julio) la Tierra se mueve más despacio y por ello la lunación es más corta (como se explica en el anexo de este artículo). Con ello se acortarían los intervalos entre las lunas nuevas y llenas, y como se deduce de los gráficos anteriores entrarían más fácilmente dentro de los márgenes. En los meses próximos a enero ocurre lo contrario: al pasar la Tierra por el perihelio las lunaciones son más largas, la distancia entre la posición 1 y 3 de los gráficos anteriores será más grande y será difícil (aunque no imposible) que ambas queden incluidas en los márgenes con lo que normalmente no habrá tríos.



En este anexo aparece mucha geometría y trigonometría, para deducir el tamaño de los márgenes de los eclipses. Si no te gustan esas cosas, te aconsejo que no lo mires.

Vamos a obtener los diferentes parámetros numéricos que se han utilizado en la explicación, concretamente los márgenes en torno al nodo, dentro de los cuales se producen los eclipses. 

- En los eclipses penumbrales de Luna: (su margen será el máximo incluyendo todos los tipos de eclipses lunares)

a) Cálculo previo. Gráfico en alzado, con la eclíptica de perfil.

Como el cono de penumbra está determinado por las rectas que tocan el Sol y la Tierra cruzándose entre los dos astros, se calcula primero la distancia del borde del cono, a la Tierra (Y). Se utilizan como datos la distancia media del Sol a la Tierra y el radio de los dos astros, utilizando triángulos semejantes.

  

b) Se calcula la distancia máxima de la Luna al eje del cono de la sombra para que se produzca un eclipse penumbral (Z), y luego el ángulo desde la Tierra del eje del cono al centro de la Luna Se traza desde el centro de la Tierra porque el gráfico no está a escala y el tamaño a escala de nuestro planeta sería mínimo. (z)

c) El siguiente gráfico está en un plano perpendicular al anterior, delante de él. Está en alzado, con la eclíptica horizontal. Se calcula la separación máxima u de la Luna respecto al nodo, se le llama n al valor obtenido de alfa, y está a escala.

 

- En los eclipses de Sol

Tal como se representa en el siguiente gráfico, en principio para que haya eclipse la distancia angular entre el centro del Sol y el de la Luna debería ser menor de 0.5º porque cada uno de ellos tiene un radio aparente de 0.25º. Pero desde cada lugar de la Tierra se ve la Luna en diferente posición por el paralaje, y los eclipses de Sol no se ven igual desde diferentes lugares. Desde una posición media la Luna puede verse a 0.95º desde un extremo, tal como se calcula.

Así al sumar 0.95º + 0.5º queda 1.45º a los que estaría la Luna separada del Sol como máximo para que se produzca el eclipse.


Si buscas estos datos en internet, es probable que encuentres valores diferentes. Eso es porque aquí se han tomado valores medios y en el caso de los eclipses de luna en ocasiones se no se consideran los penumbrales.

Eclipse parcial.

a) Si queremos obtener el margen para un eclipse parcial, habrá que empezar calculando la longitud del cono de sombra de la Tierra (Z), que en promedio, será:

b) Distancia máxima de la Luna al eje del cono de la sombra para que se produzca un eclipse parcial (La Luna tocará el cono de sombra, o mejor dicho lo intersectará muy levemente)

c) Ángulo desde la Tierra del eje del cono al centro de la Luna. Se traza desde el centro de la Tierra porque el gráfico no está a escala y el tamaño a escala de nuestro planeta sería mínimo. Se toma el centro de la Luna porque es la referencia que se utiliza para determinar su situación:

d) Finalmente en un triángulo esférico situado en un plano perpendicular a los anteriores se calcula el margen N:

10.5º es el margen medio para un eclipse parcial. Si queremos calcular el margen máximo, que es lo que suele aparecer, el cálculo será igual pero con la Tierra en el afelio  (distancia al Sol 152100000 km) y la Luna en el perigeo (a una distancia de 356600 k)
 
Margen máximo de un eclipse parcial

Se obtiene exactamente igual que en el cálculo anterior pero tomando la posición de la Tierra en el afelio (Distancia Tierra-Sol= 152000000 km) y la Luna en el perigeo (Distancia Tierra-Luna = 356595):

Este es el valor que se suele encontrar: "Un eclipse lunar solo puede ocurrir cuando la luna está  a menos de 11.4º de uno de los nodos" 
Pero cuidado, que esta condición es necesaria pero no suficiente.

Eclipse total de Luna

 Los cálculos serían igual que los anteriores, pero en el apartado c) en vez de sumar el radio lunar (0.25º) habría que restarlo porque toda la Luna debe quedar dentro del cono de sombra.