Las otras caras de la Luna

Este artículo tengo que dedicárselo a Kruchi, la persona de mi agrupación astronómica que más sabe sobre nuestro satélite, y que además de lunática es mi fan declarada.

Hemos oído muchas veces que la Luna tiene dos caras: una que está siempre dirigida hacia la Tierra, la cara visible, y la otra, la cara oculta, que se encuentra en la zona opuesta y que por tanto nunca la vemos.

Eso es correcto en términos generales, pero no es totalmente exacto porque hay zonas de la Luna que se ven en ciertas ocasiones pero no en otras, como si nuestro satélite se ladeara ligeramente para mostrarnos algo más. Y esto ocurre por las llamadas libraciones: ligeras oscilaciones del satélite respecto a nuestra posición, gracias a las cuales desde la Tierra puede verse en total un 59% de la superficie lunar entre unas y otras observaciones, y no solo el teórico  50%.

Precisamente estas próximas semanas van a ser las más adecuadas para visualizarlo, tal como se explica en el anexo

¿Notas las diferencias?

Causas y tipo de libraciones

Existen las llamadas libraciones en longitud y en latitud, según las variaciones sean en sentido Este-Oeste o Norte-Sur

- La libración en latitud está motivada por la inclinación del eje de giro de la Luna respecto a la perpendicular a su plano orbital, de manera similar a la causa de las estaciones en la Tierra. Según la dirección del eje, la zona polar norte o sur se muestra en mayor medida hacia el astro central (en este caso la Tierra). Debido a esta causa la libración llega a una amplitud de casi +-7º

Representación con el plano orbital de la Luna de perfil.
El eje limita la cara oculta y la visible, en su promedio. La zona verde es la parte que se ve de la cara oculta a causa de la libración en latitud y la zona roja es la parte de la cara visible que deja de verse. 

 - Libración en longitud. La amplitud máxima de esta libración es ligeramente superior a la mayor libración de latitud y además suele ser más evidente debido a los accidentes próximos al borde lunar que sirven de referencia. 

La casusa principal es la diferente velocidad de la Luna según esté cerca del perigeo o del apogeo, por la segunda ley de Kepler: la velocidad de rotación de la Luna no cambia pero sí la de traslación. Así cuando está cerca del perigeo se mueve más rápida, y como a una persona que camina a nuestro lado pero a veces un poco más lenta que nosotros o a veces más rápida, primero le vemos parte del pecho y luego de la espalda. 

Representación con el plano orbital de la Luna en planta.
Si la Luna se moviera en traslación con velocidad uniforme, después de un tiempo de pasar por el perigeo en A,  estaría en B, y también ahora enseñaría exactamente la misma cara. Pero como va más deprisa, al cabo de ese tiempo estará en C, pero con la misma orientación porque la rotación es siempre uniforme, y desde la Tierra se verá la zona verde. Lo contrario ocurre cerca del apogeo donde la Luna se mueve más despacio, y después de pasar por el perigeo D, si se moviera con velocidad uniforme pasaría luego por F pero como va más lenta de lo habitual en realidad está en E

- También hay una pequeña libración por el llamado efecto paralaje, que se produce si se observa la luna desde lugares muy lejanos entre sí, por ejemplo desde donde hace poco que ha salido la Luna y desde un lugar donde esté próxima a ponerse.

En ese caso sería una libración en longitud, aunque también puede ocasionar una libración en latitud si se observara desde las cercanías de ambos polos en un momento en que fuera visible desde los dos lugares.

Los puntos A y B pueden representar dos lugares casi opuestos del ecuador, o también podrían ser dos lugares cercanos a los polos, según la representación sea en planta o de perfil a la órbita lunar.

Observación de las libraciones

Para apreciar estos cambios lo más adecuado podría parecer el observar, o mejor fotografiar, la Luna en sucesivas fases llenas, donde podemos ver la superficie completa que está dirigida hacia la Tierra y buscar diferencias. Sin embargo de esta manera no es fácil notarlo porque en plenilunios consecutivos  las circunstancias de proximidad al perigeo o posición del eje, sin ser iguales son similares. Además el trabajo sería demasiado espaciado en el tiempo y probablemente en alguna lunación se nos olvidaría o no podría hacerse por la condiciones del cielo...

Curiosamente cambian más con los pasos de los días, y la metodología idónea sería diferente según el tipo de libración, y precisamente en este mes de marzo comienzan periodos adecuados para observarlas.

En latitud

Para apreciar la libración en latitud conviene observar y fotografiar la Luna en sucesivas noches en torno a la fase llena, por ejemplo desde el cuarto creciente al cuarto menguante. Aunque quizás también pudieras apreciarlo en fases más finas, es mucho más difícil porque gran parte de la zona cercana a los polos, que es donde se apreciarán las diferencias, está oscura.

Como se representa luego, una fase fina puede servir para apreciar la libración en longitud, pero difícilmente en latitud:

No se verá igual en todas las lunaciones, sino que será más evidente en aquellas en que el eje se dirija hacia la Tierra cerca de los cuartos. Te propongo que observes del día 29 de marzo al 14 del abril. No es imprescindible todos esos días, pero cuantos más datos, mejor y al menos los primeros y los últimos días.

La clave puede estar en fijarse en el mar del frio (mare frigoris) cuya alargada silueta se aproxima y aleja del borde norte lunar

Es posible que tengas algún mapa lunar en el que no coincidan las direcciones de los puntos cardinales, porque se cambiaron hace unos años.

Aquí se aprecian las diferencias:

Para apreciar la libración en longitud:

En este caso lo mejor sería elegir por ejemplo todos los días seguidos de fase creciente (unos 11 o 12) en los que aunque no veamos la Luna entera, sí veremos la zona occidental (la de la derecha vista desde el hemisferio norte), donde además tenemos un accidente lunar que nos facilitará mucho la tarea: El mar de la crisis o mare Crisium, una zona oscura redondeada muy cerca del borde.

Es muy fácil observar y calibrar la distancia desde el mar de la crisis hasta el borde lunar, comparándolo con el propio mar, y apreciar el cambio de un día a otro. Este cambio será más evidente en los días cercanos al perigeo o al apogeo.

Aquí se aprecian diferencias:

En este caso la mayor o menor fase no influye y siempre que la referencia esté iluminada puede apreciarse la libración. En la imagen anterior, aunque esté en fase, se puede comparar la anchura aparente del mar de la crisis con lo que le falta hasta el borde. Además la casualidad está de nuestro lado al ser visible este mar durante las fases crecientes; las cuales se pueden observar al principio de la noche. 

Por supuesto, también puede analizarse la zona este en fases menguantes, pero a la incomodidad de tener que observar de madrugada se une el no tener accidentes geográficos tan destacados.

Con fases finas, la apreciación de la libración por latitud puede ser problemático, pero no así la longitud:

En las dos primeras solo puede calibrarse la libración en longitud, mientras que en la tercera son evidentes ambas

Por ejemplo, para apreciar la libración en longitud te sugiero observar la Luna y cada día hacer una foto con el máximo zoom desde el 24 de marzo hasta el 6 de abril de este año 2023. 

Puedes repetirlo en fases creciente en otras lunaciones, aunque el efecto será algo menor. 

- Respecto a la libración debida al paralaje podemos observar la Luna una noche al principio y al final de su recorrido por nuestro cielo. Al movernos a causa de la rotación terrestre, estaremos viendo la Luna desde diferentes posiciones. 

Para apreciarlo es muy conveniente observar la luna llena que estará visible durante toda la noche, aunque lo más exacto sería que dos observadores que estén casi a 180º de longitud hiciesen una foto simultáneamente y luego se comparasen. Si casualmente conoces alguien de por allí, se lo puedes proponer.

Si hacemos una observación al amanecer y al anochecer  es conveniente que sea durante periodos en que la Luna esté lejos del perigeo y apogeo, porque en esos momentos la libración por longitud varía rápidamente y aunque solo sea en 12 horas, enmascararía el resultado. Por ejemplo el 7 de abril o el 5 de mayo de este año 2023.

Esta pequeña diferencia en la libración en longitud es debida al paralaje de las imágenes tal como se veían el pasado 7 de marzo al principio y final de la noche en una latitud de 43º

No todas las lunaciones son iguales

Las libraciones no se ven igual en todas las lunaciones. Como se ha dicho, para apreciar la libración en general convendría tomar datos a lo largo de media lunación; si es en latitud en torno a la luna llena y si es en longitud en torno al cuarto creciente. Pero según estén situados el eje y el perigeo los valores serán diferentes.

- En las de latitud se verán de mayor amplitud aquellas en que el plano que contiene al eje de la Luna esté dirigido aproximadamente hacia la Tierra los cuartos, porque así desde el cuarto creciente al menguante podrán verse las situaciones extremas.

Aunque pudiera parecer que sería mejor que el eje estuviera dirigido a la Tierra en Luna llena porque así se apreciaría bien uno de los máximos, nos perderíamos el otro extremo, y la diferencia de ambos es lo más clarificador.

En el siguiente gráfico (y en el que viene después) se recogen en la línea verde los días en que sería adecuado observar, siempre con referencia a las fases lunares que aparecen, para una lunación cualquiera en que siempre se obtendría una libración máxima y un término medio. En rojo los días en que se podrían ver dos libraciones extremas, pero solo en las lunaciones en que el eje lunar (o en el otro gráfico el perigeo) están en las posiciones indicadas. 

Para elegir la lunación más adecuada aquí tienes las fechas en que un extremo del eje se dirige hacia la Tierra. Hay que buscar fechas en que coincidan con el cuarto creciente porque el otro extremo coincidirá aproximadamente con el cuarto menguante, y en el periodo de observación se podría apreciar la máxima variación. 

Aunque el tramo marzo-abril no es malo, las mejores opciones serían en abril-mayo que comenzaría con libración sur y acabaría en norte (al comenzar con el sur del eje cerca del cuarto creciente) o en octubre-noviembre en sentido contrario.

   

- Las libraciones en longitud se verán más evidentes si la Luna pasa por el apogeo o perigeo en el cuarto creciente (o menguante) o pocos días después.

Al igual que en el anterior gráfico, en este se indica con la línea verde el periodo de observación respecto a las fases, en general. Pero si se dan las condiciones idóneas sería suficiente observar los primeros y últimos días de ese periodo (en rojo)

En este caso no se podrán apreciar los dos máximos aún en las lunaciones favorables (pero casi) porque en el mejor de los casos uno coincidiría con una fase demasiado fina y el otro con la luna llena después de la cual volvería a estar en sombra. 

Como las repeticiones del paso por el perigeo o la posición del eje son algo inferiores a la duración de la lunación, se van desplazando sobre ella, y pueden buscarse las mejores lunaciones para evaluar el máximo de las libraciones.

Pongo aquí un listado de las fechas del paso por el perigeo de lo que queda de año, donde puede verse que los periodos no son totalmente regulares 

La mejor opción será en marzo-abril (a partir del 24 de marzo) que al estar en apogeo en cuarto creciente al principio la Luna mostrará una gran libración oeste con el mar de la crisis separado del limbo lunar y se irá acercando al mismo. Como se ha dicho, otras buenas opciones serán cuando apogeo o perigeo estén próximos al cuarto creciente.

- Si queremos visualizar o cuantificar las libraciones por paralaje mediante dos observaciones al principio y final de la noche, la medición siempre estará condicionada por la variación de la libración en longitud durante ese tiempo debido al perigeo. Por ello deberíamos tomar una noche de luna llena (o casi) cuando sepamos que la libración en longitud no varía mucho, es decir a mitad de camino entre el perigeo y el apogeo.

La cara oscura no existe. 

A veces se oye hablar de la cara oscura de la Luna. Pero es solo una confusión de nomenclatura. Aunque veamos siempre la misma cara a la Luna, la cara oculta está iluminada cuando hay luna nueva, y solo está totalmente oscura cuando hay luna llena.

En cualquier punto de la Luna, excepto en algunos cráteres cercanos a los polos (al menos en el cráter (Shakelton situado junto al polo sur), hay días y noches porque la Luna sí rota respecto al Sol, aunque los días sean muy largos.

La cara oculta de la Tierra

El mismo proceso que ha llevado a la Luna y a la mayoría de los satélites del Sistema Solar a mostrar siempre la misma cara al planeta, le llevaría a la Tierra a enseñar la misma cara a la Luna… si tuviese tiempo. 

Lo cierto es que el efecto de la marea va ralentizando poco a poco la rotación terrestre y podría llegar a quedar sincronizada, de manera que solo desde un hemisferio terrestre se viera la Luna. De hecho esto ya ha ocurrido en Plutón y su satélite Caronte. Aunque los cálculos son complejos y no totalmente concluyentes, parece que se requeriría más de 5000 millones de años para que eso ocurriese, y en ese tiempo el Sol convertido ya en gigante roja afectaría al Sistema Tierra-Luna.

Pero supuesto que si quedaran sincronizadas, vista desde la Luna la Tierra tendría su cara oculta y su cara visible, con unas libraciones muy marcadas sobre todo en latitud.

Venus y Júpiter. La pareja se separa

 Aunque tratándose de las personificaciones de la belleza femenina y el dios supremo del olimpo este título podría ser el de una crónica de desamor y ruptura, lo cierto que en astronomía siempre que dos planetas se acercan (vistos desde aquí) inevitablemente luego se separan y cada uno sigue su camino.

Eso ha ocurrido con la conjunción Venus - Júpiter, que tanta expectación  ha provocado, y sobre la que ya escribí en su día. Si interesante ha sido ver el acercamiento también lo es la geometría de la separación.

El 6 de marzo Venus y Júpiter aparecen ya bastante separados

Por eso, y porque he obtenido y me han pasado nuevas imágenes del encuentro y de la despedida, me ha parecido adecuado publicar este nuevo capítulo, en el que además aparece la explicación de las extrañas trayectorias aparentes que han seguido los protagonistas.

Primero voy a incluir aquí la actualización que escribí en el anterior post porque evidentemente muchas personas que ya habían leído antes de ampliarlo lógicamente no lo vieron (y mira que ya me habían dicho que eso lo de las actualizaciones no es adecuado en un blog)

En Bilbao el 1 de marzo, fecha clave del fenómeno, el cielo estuvo  cubierto y no se pudo ver la conjunción, pero me han llegado muchas imágenes, obtenidas con telescopio o directamente. He utilizado dos de estas últimas para completar una animación en su mayoría de imágenes mías, que recoge el acercamiento de los dos planetas, mucho más visual y completa que las fotos que puse en el anterior artículo:

Tengo que agradecer a Belén Del Río por sus imágenes de la conjunción desde Madrid y darle la enhorabuena por haberlas obtenido.

Una vez recogidas las posiciones hasta el día 2, en que Venus y Júpiter estuvieron también muy próximos, añado ahora otra animación donde al dejar marcadas las sucesivas posiciones se aprecian las trayectorias. Todas son imágenes reales obtenidas de los dos planetas en cada fecha, pero superpuestas sobre un fondo común.

Se recogen también los datos extraídos de otras dos imágenes obtenidas desde Madrid por Belén y Mar del Río el 3 y 4 de marzo, casualmente en los días en que en Bilbao estuvo nublado, que han permitido continuar las trayectorias hasta ayer mismo (desde el 28-2 hasta el 6-3, todos los días seguidos), además de sacar otra conclusión:

Mientras que los dos planetas se van separando también siguen intercambiando posiciones y Júpiter, que siempre había ido por detrás, adelanta a Venus en su aparente camino hacia el oeste.

Eso se aprecia en estas mencionadas imágenes obtenidas desde Madrid, donde el día 3 están prácticamente en vertical, y al día siguiente Júpiter ya se ve ligeramente a la derecha de Venus.

 

Esta circunstancia que podría estar condicionada por la diferencia en la hora de las observaciones (ya que va cambiando el acimut de los dos astros en diferente medida), en este caso no influye debido a la estrecha ventana horaria que no se alarga mucho después del crepúsculo

Dejando fijo el resultado final con todo el recorrido, se pueden sacar varias conclusiones

Pueden surgir varias preguntas:

- ¿Por qué se mueven los dos planetas de día en día hacia la derecha?

Porque están cerca de la eclíptica y estamos en invierno. En estas fechas, y hasta el equinoccio, el Sol se pone cada vez más hacia el oeste, (más hacia la derecha en el hemisferio norte), y como la eclíptica pasa por el Sol y los planetas están muy próximos a ella, cada día se ven más hacia la derecha (ver el siguiente gráfico)

- Aparentemente Venus y Júpiter parecen llevar unas trayectorias rectilíneas con un ángulo entre ellas de unos 60º. ¿Cómo puede ser eso si en estos meses están casi pegados a la eclíptica, con una separación máxima de solo 1.5º?

La explicación es la misma. Tal como puede verse en el gráfico, al desplazarse la eclíptica hacia la derecha y moverse los planetas sobre ella, las posiciones se corresponden a las observadas.

¿Cómo habrá sido esta aproximación y despedida desde latitudes análogas pero del hemisferio sur?

Allí es verano y por ello la eclíptica más horizontal, y el movimiento de esa eclíptica hacia...?

Una aclaración, volviendo al hemisferio norte: Si la Tierra no se moviese, también el desplazamiento de Júpiter sería hacia arriba. Pero como la traslación de la Tierra (y el movimiento aparente del Sol desde aquí) es más rápida que la traslación de Júpiter, y se ha tomado las fotos con un mismo intervalo posterior a la puesta de Sol (70 minutos después), Júpiter nos aparece cada vez más hacia abajo.  

Si se hubieran tomado a una misma hora sidérea (cada día 4 minutos antes) que mantiene las constelaciones en el mismo lugar, también Júpiter se vería cada vez más alto.

Actualización, respondiendo a un comentario.

Un hecho que puede resultar curioso es que, tal como se pudo observar por el telescopio, la línea que forman los satélites de Júpiter no estaban en la dirección de Venus. Esto es debido a que esa línea prácticamente es paralela a la eclíptica, pero no está exactamente sobre ella porque Júpiter no lo estaba. Como todos los planetas están situados cerca de la eclíptica, la línea de los satélites de Júpiter apuntará aproximadamente a otro planeta, a no ser que esté muy cerca como en este caso. Ya que ni Júpiter ni Venus estaban exactamente en la eclíptica.

La situación fue la siguiente, manteniendo la escala:

Venus y Júpiter. Pareja y trío con la Luna

El cielo nos ofrece de vez en cuando imágenes muy fotogénicas, y como ejemplo dentro de unos días los 3 astros más brillantes de la noche se situarán muy cercanos y casi en línea recta, desde nuestra perspectiva; aunque eso solo será el aperitivo. Tal como anuncié en el artículo anterior, detallaré aquí el tema de la conjunción planetaria más espectacular, del día 1 de marzo entre los planetas Venus y Júpiter.

En estos días de cielos totalmente despejados, al menos por aquí, seguro que al anochecer mucha gente se habrá fijado en dos aparentes estrellas muy llamativas que en realidad son los mencionados Venus y Júpiter, el primero más brillante y más cercano al horizonte.

Júpiter y Venus desde Somo (Cantabria). A principio de febrero ya se veían en la misma zona aunque todavía muy separados.

Si hemos reparado en sus posiciones en diferentes fechas habremos visto que cada día han estado más próximos entre sí:

Imágenes tomadas en Bilbao, 70 minutos después de la puesta de sol: Aparentemente Venus va hacia arriba y Júpiter hacia abajo, aunque como se explica luego, el movimiento real no es lo que parece.

Seguirán acercándose, de manera que el día 1 de marzo estarán casi juntos.

Pero una semana antes, el miércoles 22, cuando la separación entre ambos planetas sea aún de 7 grados, se coloca por el medio de ellos la Luna creciente muy fina, dando una preciosa imagen con Júpiter arriba, en el centro la Luna solo 60 horas después de la fase nueva y abajo Venus, que podrá verse desde que empieza a anochecer y hasta que se oculten por el Oeste unas 2 horas después de la puesta de sol o incluso más, si tenemos un horizonte oeste despejado.

Montaje con la posición de los 3 astros

Incluso el día anterior, el martes 21, con cielos limpios podría intentarse ver la Luna. Situada más cerca del horizonte que los planetas, que solo tendrá un día y medio y por ello será problemático apreciarla. En el hemisferio norte al estar la eclíptica más vertical será más fácil porque tras la puesta de sol oscurece antes y la Luna está más alta. Para compensar un poco, cuando se vea la Luna desde América habrán pasado más horas y la fase será levemente más grande.

Posiciones el 21 de febrero, una hora después de la puesta de sol

Sobre todo la del día 22 será una situación muy llamativa con los 3 astros más brillantes de la noche, que me recuerda otra similar ocurrida en junio de 2015, y que en Bilbao fue admirada por mucha gente que salió a la calle para ver los numerosos espectáculos de luz y sonido que se dispusieron para conmemorar el aniversario de la fundación de la villa, y algunos preguntaban en broma si esas luces en el cielo también las había puesto el ayuntamiento. En aquella ocasión estos mismos astros formaron un triángulo casi equilátero.

Montaje con varias imágenes de aquel anochecer

Desde entonces solo ha habido una situación similar con estos mismos protagonistas. Fue el 28-11-19, aunque se retiraron pronto del escenario y no llegaron a verse con el cielo oscuro.

La conjunción

La Luna, inquieta o casquivana, se marchará de la escena mientras en los días sucesivos los dos planetas siguen acercándose, produciéndose la conjunción el 1 de marzo, como se ha dicho. Dos puntos muy brillantes y casi juntos, desde Europa se verá Júpiter a la izquierda y un poco por arriba de Venus y desde Sudamérica casi encima de él. Luego analizo la situación desde otras zonas.

A diferencia de la famosa “gran conjunción” de Júpiter y Saturno, tan comentada en diciembre de 2020 porque se produce solo cada 20 años, casi todos los años hay conjunción de Júpiter y Venus (pero ésta es más espectacular ya que el brillo del segundo planeta es muchísimo mayor que el del sexto) porque cada 13 meses Júpiter se sitúa tras el Sol, y antes o después encontrará a Venus que nunca se aleja demasiado del astro rey. Como mucho 45º. Incluso debido a los vaivenes de Venus, podrían darse varios encuentros seguidos, como ocurrió en 2015.

De todas formas, como la mitad de estas conjunciones serán de madrugada, siempre más incómodo de observar, muchas de ellas angularmente cerca del Sol, y otras con una mayor separación de los protagonistas hay que aprovechar ésta, que en los últimos 10 años solo ha tenido rival en 2015 y 2016.

Venus y Júpiter en la conjunción de 2016, tomada en Esguevillas de Esgueva (Valladolid)

Mirando al futuro, en 2024 será justo en frente del Sol, totalmente inobservable y en 2025 de madrugada.

Posición relativa el día de la conjunción

Como los dos planetas solo serán visibles durante un par de horas aproximadamente, desde que se haga de noche hasta que se oculten, la situación no se verá simultáneamente desde distintos lugares de la Tierra con diferencia de longitud geográfica apreciable y los planetas se verán un poquito más cercanos o lejanos según el lugar. Así el momento exacto de la máxima aproximación (conjunción en longitud eclíptica) no se verá en Europa ni en América al ocurrir después de su puesta el día 1, pero sí en el oeste del Pacífico, por ejemplo desde las islas Hawai. Pero la diferencia es pequeña.

Posición de los dos planetas en el momento de mayor proximidad, vistos desde diferentes lugares

Debido a la diferencia horaria e incluso al cambio de fecha, habrá lugares en Asia donde la máxima proximidad será el día 2, o será similar el 1 y el 2.

Teniendo en cuenta la distancia en tiempo con la conjunción y también la inclinación de la elíptica, la posición relativa de los dos planetas entre sí, cambiará (desde el Cono Sur Americano vertical, desde Hawai horizontal, desde zonas de Asia inclinados en uno u otro sentido...)

Desde Europa y América, con una separación de solo 37´ o menos, poco más del diámetro lunar, podrán verse los dos planetas simultáneamente en un telescopio, pudiendo apreciarse la fase de Venus (iluminado en un 85%), y los satélites de Júpiter: Calisto, Ganímedes e Io por el este y Europa por el oeste.

¿Cuál de los dos se mueve más?

Durante estos días y en el acercamiento de los dos planetas, Júpiter cada día un poco más abajo y a su derecha, da la impresión de que es él el que se acerca a Venus, que además en la interpretación mitológica sería lo lógico, pero es una falsa impresión. De hecho Júpiter se está moviendo en su órbita en sentido contrario como escapando de Venus, pero despacio, y es Venus el que va a su encuentro (desde nuestra perspectiva) mucho más rápido. El efecto es debido al movimiento de traslación de la Tierra que hace que el Sol cada vez se vea más cerca de Júpiter y anochece cada vez con Júpiter más bajo. 

En cuanto a Venus, en realidad se mueve más rápido que Júpiter y desde aquí se dirige hacia él, pero más deprisa que si la Tierra no se trasladara. En definitiva los movimientos y posiciones del segundo y tercer planeta hacen que Venus vaya aumentando su elongación, antes de la máxima, el 4 de junio. 

Los vamos a ver en el cielo cómo se van aproximando y sus trayectorias se cruzan (ver la animación final), pero no coincidirán en un mismo punto debido a la diferente inclinación de los planos orbitales, y Venus llegará al punto de intersección de dichas trayectorias antes que Júpiter.

La Luna con sus mejores galas junto a Venus

Por otra parte, la Luna el día 22 aparece muy fina, y siempre que la veamos cerca de Venus tiene una fase similar, porque la elongación (separación angular con el Sol) máxima de Venus es de poco más de 45º, y la Luna recorre ese intervalo en menos de 4 días. Por ello siempre estará a menos de 4 días de la Luna nueva, y la fase estará fina. El día 22 con solo 29º de elongación, una luna de poco más de 2 días.

Posiciones de los astros el 22 de febrero. La Luna se ve proyectada entre los dos planetas.
Las órbitas de los planetas están a escala, pero en la de la Luna se ha exagerado el tamaño para apreciarlo mejor.

A pesar de todo, y viendo los gráficos, está claro que los astros que intervienen en realidad están muy alejados entre sí, no hay nada especial en la situación objetiva, y todo lo que se ha descrito ocurre gracias a la posición y el punto de vista desde tercer planeta.

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La actualización que había colocado aquí con imágenes y gráficos de las posiciones hasta la conjunción la he incluido en un nuevo post para mayor visibilidad

Y la Luna tapó a Marte

 Aunque hay personas a las que les resulta extraño, voy a escribir esta entrada en primera persona. Porque lo he vivido con emoción y porque un blog personal no es un libro de texto sino algo que puede recoger las vivencias del autor y sus puntos de vista, y por ello puede ser personal e incluso parcial.

Esta entrada es continuación de la anterior, pero si aquella era teórica esta es una crónica de lo ocurrido.

Durante esta pasada madrugada iba a ser la hora H. Un fenómeno celeste extraordinario por su poca frecuencia y de cierta belleza y grandiosidad podría observarse desde aquí. La Luna ocultaría el planeta Marte.

Esta imagen es casi igual a la que abría el post anterior. Menos nítida, pero con mucho más valor porque aquella era un montaje y esta es real

Por una parte, la anterior ocultación de Marte que se vio donde yo vivo fue el 9-5-2013 (que no pude observarlo). Es cierto que hubo otra visible en una zona no demasiado lejana en 2020, y estuve a punto de ir a verlo pero las circunstancias personales no lo aconsejaron.

Por otra parte el contemplar las imágenes con la pequeñez del planeta respecto a la imagen de la Luna que está muchísimo más cerca, impresiona y pueden hacer pensar. Además la casualidad de estar Marte en su mejor momento amplifica la situación porque el tamaño aparente del cuarto planeta cambia enormemente.

De acuerdo en que es mucho más espectacular una ocultación de Venus en fina fase. Pero de esas ya he visto 3 y ya se sabe que lo que escasea se valora más.

En cuanto a la fotogenia, una ocultación de Venus en fina fase como esta de 2020, aunque la finísima Luna a penas se intuía, no tiene rival.

Pero los preámbulos eran descorazonadores en cuanto a las previsiones del tiempo. Desde hace más de una semana habían puesto aquí cielo totalmente cubierto durante toda la noche.

La de la izquierda era la previsión en todas las fuentes desde hacía días. Solo he visto que se ha cambiado a la de la derecha esta misma mañana.

Al comienzo de la noche, efectivamente aquí se cumplían las nefastas previsiones, aunque algo al sur podían verse a los dos protagonistas entre nubes

El comienzo del espectáculo pudo ser captado desde Miranda de Ebro, como se aprecia en estas espectaculares imágenes de Javier Martín

A pesar de las nubes, al comienzo de la noche (18:50 h.) desde Miranda se veían Marte y la Luna

Una imagen de más campo donde aunque cueste localizar a Marte, los dos astros en el entorno nuboso adornado por el paisaje merecen la pena.

Cuando se trata de observar astros brillantes puedo hacerlo desde casa, y a pesar de las casi nulas esperanzas, puse el despertador a las 3 y a las 5:30. La primera para ver el panorama y hacer una observación previa si fuese posible, vuelta a la cama, y la segunda para preparar los materiales que había dejado ya apartados, y observar la ocultación que ocurriría hacia las 6:15. Todo ello sabiendo que con casi total seguridad estaría nublado. Pero quienes observamos el cielo por estos lares somos así.

Primer despertar y llevarme la sorpresa agradable de que la Luna se veía entre nubes, y Marte también cuando pasaba una zona menos compacta. Hice algunas fotos con teleobjetivo:

A las 5:30 en un primer vistazo la Luna se veía  pero por culpa de las nubes que difundían la luz de la Luna, y Marte ya muy cerca, no conseguía pillar al planeta, para lo que tuve que utilizar los prismáticos.

Era el momento de utilizar el telescopio. Tuve tiempo de hacer el montaje, observar en visual y hacer más fotos ahora a través del telescopio a foco primario (acoplando la cámara al telescopio sin objetivo ni ocular), según la Luna se iba aproximando a Marte hasta ocultarlo. 

Nunca se fueron las nubes, pero cuando eran menos densas se podía disparar, sin poder obtener una nitidez por ese motivo y por la turbulencia originada al observar tras una ventana. Pero aquí queda el recuerdo:

Objetivo conseguido

Quizás hubiera quedado más impresionante utilizando algún ocular. Desde luego más grande sí (menos campo), pero probablemente al no poder conseguir nitidez a causa de las nubes habría perdido realismo.

Además creo que didácticamente es más interesante que se vea gran parte de la Luna y comparar los tamaños de los dos astros aunque solo sea inconscientemente.

Mientras ajustaba el seguimiento del telescopio para tenerlo colocado permanentemente por la zona de la Luna por donde debería surgir Marte casi una hora después se fue cubriendo todo, esta vez con nubes más densas y no hubo opción.

A pesar de que quedó pendiente la segunda parte, se cumplieron con creces las expectativas, y otra observación más para la lista.

Una aclaración.

Volviendo a la entrada anterior, intentaré aclarar el sentido de las animaciones correspondientes a Bogotá y Buenos Aires, que podrían interpretarse de manera errónea, como que la Luna se mueve alrededor de Marte, o viceversa. Ayer lo añadí allí, pero lo he cambiado de ubicación para que tenga más visibilidad.

Quise no ser muy académico, sino recoger lo que podría ver el observador: la posición relativa de los dos astros. 

Para aclararlo, añado ahora dos animaciones para Bilbao: La primera recogiendo el movimiento real de la Luna respecto a la eclíptica , y la segunda con referencia al horizonte en el mismo sentido que las citadas, que relaciona la posición relativa de los dos astros.

Vemos como la Luna ha pasado ya por su nodo ascendente porque va separándose de la eclíptica, y allí se encuentra (desde nuestra visual) con Marte que está al norte de la misma. Pero eso a un observador no le dirá mucho porque no se aprecia en el cielo.

El cambio de la inclinación de la eclíptica a lo largo de la noche, al principio ascendente en las cercanías de los dos astros, luego horizontal y luego descendente, origina estas curiosas posiciones

Por ejemplo, al igual que en esta simulación, al principio de la noche se veía Marte muy por debajo de la Luna (imágenes de Miranda), pero luego se situaba bastante por encima, y se ocultaba por la zona indicada. Donde no haya habido nubes se habrá visto cómo reaparece justo por la parte inferior de la Luna, pero si miramos la primera animación podríamos perdernos el momento de dicha reaparición, por estar fijándonos en otro lado.

SAROS: Los eclipses se repiten

Aunque ya he escrito algunas cosas sobre las periodicidades que se dan en las fechas de los eclipses, voy a aprovechar la ocurrencia de uno de estos fenómenos para hablar con más detalle del ciclo SAROS y otros, porque me lo han pedido en un comentario. Si no te gustan los números, te aconsejo que leas solamente el principio de este post.

El pasado 25 de octubre se produjo un eclipse de Sol y este 8 de noviembre habrá un eclipse de Luna. Ya he comentado muchas veces que estos fenómenos van por parejas (a veces por tríos) y que siempre a los 14 o 15 días del primero se produce el segundo. Pero ¿Los siguientes?

Como se puede apreciar en el siguiente mapa, éste de ahora no es demasiado interesante para quienes estén en Europa o África porque desde ahí no es visible, siendo apreciable en zonas de Asia y Norteamérica además de algunos lugares de Sudamérica pero desde donde no se verá la totalidad. Solamente en Centroamérica, Venezuela, Colombia, Ecuador y Perú podrá verse la primera parte del fenómeno: cómo la Luna se va oscureciendo al entrar en la sombra de la Tierra, pero se pondrá antes de que vuelva a aparecer iluminada. En otros países más surorientales de América se verá solo el comienzo del eclipse, pero la mayor área de visibilidad corresponde al océano Pacífico.

En 1 solo podrá verse la fase penumbral final. La Luna sale cuando ya ha terminado la fase parcial.
En 2 la Luna sale eclipsada parcialmente después de acabar la totalidad.
En 3 sale eclipsada totalmente, y se verá la segunda fase parcial y penumbral
En 4 la luna sale durante el eclipse parcial, se verá la totalidad completa y la segunda parte del eclipse.
En 5 La Luna sale una vez comenzada la primera fase penumbral, por lo que prácticamente se verá todo el eclipse.
En 6 Se verá el eclipse completo
En 7 La Luna se pone cuando ya está terminando en eclipse y solo queda parte de la fase penumbral.
En 8 Se pone durante la segunda fase parcial, se habrá visto la totalidad completa y las primeras fases parcial y penumbral.
En 9 Se pone durante la totalidad.
En 10 la Luna se pone durante la primera fase parcial. No se verá la totalidad.
En 11 se pone al comienzo del eclipse, durante la fase penumbral, por lo que apenas se apreciará nada
En 12 No se ve nada del eclipse

El comienzo del eclipse en su fase parcial es a las 9:09 en Tiempo Universal, la fase total desde las 10:17 hasta las 11:42, y la segunda fase parcial termina a las 12:49.

Observando el siguiente cuadro se pueden sacar conclusiones respecto a las fechas de futuros eclipses, pero siempre hay irregularidades:

Además los eclipses son diferentes. Unos solo parciales, otros totales de pequeña o gran duración, habitualmente si una pareja acaba en eclipse de un tipo (por ejemplo de Luna) luego la siguiente pareja comienza con el de Sol,... pero también en ocasiones con el de Luna, a veces van 3 seguidos,…En definitiva que parece que no hay normas sencillas para determinar la secuencia y eso se debe a que los periodos de los diferentes elementos que intervienen no cuadran de manera que tengan un múltiplo común.

De hecho, aunque en menos de 6 meses debería producirse otro eclipse de luna, éste es el último total hasta 2025, porque los de 2023 y 2024 solo son penumbrales o parciales. 

Si quieres conocer desde el principio la mecánica y las características básicas en la ocurrencia de los eclipses puedes leerlo aquí , aunque para que no se te haga muy largo quizás sea mejor dejarlo para después.

Es posible que hayas oído hablar de un ciclo al cabo del cual se repiten los eclipses: El ciclo de saros que dura 18 años y 11 días. De tal manera que un eclipse muy parecido a éste ocurrirá al cabo de ese tiempo: el 18-11-2040, aunque no se verá desde los mismos lugares, sino desplazado unos 120º de longitud geográfica (un tercio de la superficie terrestre) con lo que en Europa tendremos suerte, y otro más el 30-11-2058 igualmente favorable para el viejo continente. Seguidos de uno casi idéntico al actual que ocurrirá el 10-12-2076 con lo que continuará la serie con pequeñas variaciones:

Mapas de visibilidad de este eclipse y los 3 siguientes del mismo ciclo saros. En la zona blanca se verá el eclipse completo y en la más oscura no se verá nada.

Por supuesto, entre los eclipses citados habrá otros muchos, diferentes a estos, que estarán relacionados con otros pasados y futuros.

Pero no todos son tan similares entre sí como los 4 representados arriba. Por ejemplo, el siguiente eclipse de Luna será el 5-5-23, y su correspondiente saros análogo a él 16-5-2041, ambos muy poca cosa, no totales, pero significativos porque aún siendo de un mismo saros, el primero es penumbral y el otro parcial, ya que en un ciclo saros van modificándose ligeramente y en este caso todos los anteriores son penumbrales cada vez más cerca del parcial, al que da el salto precisamente en el de 2041.

Respecto a los eclipses de Sol, el de hace unos días el  25-10-2022 tendrá su homólogo el 4-11-2040, ambos parciales y con el cono de sombra por encima del polo norte.

En estas representaciones de las zonas de visibilidad parcial de un eclipse de Sol, éstas están delimitadas por líneas verdes de igual porcentaje de ocultación, y las líneas rojas suponen los límites de visibilidad

Hay otros ciclos distintos del saros, que hacen que eclipses similares se repitan al cabo de un cierto periodo de tiempo, pero las coincidencias y los motivos que se dan en saros son realmente sorprendentes. Si te interesa y no te asustan los números puedes seguir leyendo.

Las principales circunstancias para que se produzca un eclipse son que la fase de la Luna sea llena o nueva (para un eclipse de Luna o de Sol respectivamente) y que esté cerca de uno de los nodos, por lo que hay que tener en cuenta la duración de los periodos en que esas situaciones se repiten:

Una lunación dura de promedio 29.530588853 días (mes sinódico - MS)

La Luna vuelve a pasar por el mismo nodo al cabo de 27.212220817 días (mes draconítico - MD)

Por ello a partir de un eclipse, al cabo de un múltiplo entero de cada uno de esos periodos con un mismo resultado, volverá a producirse otro eclipse similar.

No podrá ser exactamente igual porque los decimales son infinitos y por ello las condiciones de ambos eclipses no serán totalmente las mismas, pero cuanto más parecido sea el resultado, más duradero será el ciclo.

Resulta que 223 MS=6585.3213 días  y 242 MD =6585.3575 días ,  valores muy muy próximos, con una diferencia de solo 0.036 días.

Es decir, que a partir de un eclipse, cuando hayan pasado 6585.32 días la fase lunar será la misma (habrán pasado exactamente 223 lunaciones) y la Luna volverá a estar casi exactamente en el mismo nodo (habrá vuelto a ese nodo casi exactamente 242 veces), por lo que el eclipse se repetirá, si no hay otros factores. Los 6585.3 días son 18 años y 11.3 días, que es el periodo saros 

El ciclo saros es válido tanto para los eclipses de Sol como para los de Luna, de manera independiente, aunque un eclipse de Luna siempre estará en el medio de dos consecutivos de Sol del mismo saros , y viceversa.

Pero veamos un ejemplo gráfico con eclipses de Sol, donde la geometría se aprecia mejor que en los de Luna:

4 eclipses consecutivos del mismo saros. La línea central, que es desde donde se ve el eclipse total, permite caracterizar cada eclipse. La zona con líneas verdes es donde se ve parcial. Los gráficos, al igual que otros similares, se han tomado de eclipse.gsfc.nasa.gov

No son exactamente iguales porque el eclipse debe ocurrir en luna nueva, y ese es el factor que prima, y la anteriormente citada diferencia de 0.026 días en que el nodo volverá a estar antes en el punto del eclipse hace que la Luna vaya ascendiendo (si es nodo descendente) o descendiendo (si es ascendente) y los eclipses del mismo SAROS no son exactamente iguales:

Si la zona central está alejada del ecuador se nota mejor cómo poco a poco van evolucionando, como en los de este gráfico que incluye el "nuestro" de 2026.

En estos otros 5 eclipses consecutivos del mismo Saros las diferencias son más evidentes

En general un saros (un conjunto de eclipses separados por 18 años y 11 días) comienza con un eclipse parcial cercano a un polo, va variando la latitud de la zona central a la vez que son totales y acaba por un parcial en el otro polo. Después no volverá a producirse un nuevo eclipse al cabo del siguiente periodo.

En el ejemplo anterior el saros está ya cerca del final. 

Así los ciclos saros tienen un comienzo y un final. Al comenzar se les otorga un número, y dentro de él cada eclipse llevará un orden. Por ejemplo el eclipse de ahora es el 20 de la serie saros 136. El que ocurra dentro de 18 años (el 18-11-2040) será el 21 del saros 136.

Los eclipses centrales de un ciclo pueden ser anulares en vez de totales, o incluso dentro de un mismo saros pasar de un tipo a otro de manera suave con eclipses híbridos (desde alguna zona de la Tierra se ven totales y desde otras anulares) pero no vuelven al tipo anterior.

En toda la serie suele haber algo más de 70 eclipses solares, y otros tantos lunares que van intercalados con ellos justo a una distancia intermedia de 9 años y 5.5 días, pero cuyo ciclo recibe distinta numeración. Por ejemplo el 124 de luna intercala con el 131 de sol.

El número de eclipses de un saros no es fijo por la excentricidad y las irregularidades de la órbita lunar.

El ciclo saros 1 solar comenzó con el eclipse del 4-6-2872 AC y el saros 1 lunar el 14-3-2570 AC

Comienzo y evolución de un ciclo saros

Como se ha visto, 223 MS =6585.3213 días  y 242 MD =6585.3575 días. Por ello al cabo de 18 años y 11.3213 días de una luna nueva que estuviera delante del nodo, ocurre nuevamente esa fase 0.036 días antes respecto al nodo. Dicho de otra forma, cada 18 años y 11 días la Luna nueva se va acercando al nodo por delante, y llegará un momento en que estará suficientemente cerca para producir un eclipse solar que será parcial en uno de los polos. Si es el nodo descendente será en el polo sur. 

Evolución de un periodo saros en el nodo descendente.
Se ha mantenido fija la posición del nodo y por eso apareen en diferentes posiciones tanto las lunas nuevas como el Sol. Quizás fuese más lógico mover el nodo pero la interpretación sería más complicada.

Si, por ejemplo, los eclipses de un saros se producen en el nodo descendente, los primeros serán parciales y se verán en las cercanías del polo sur. A medida que pasan los eclipses de este saros la latitud de la zona desde la que son visibles va subiendo, el eclipse central de este saros tendrá a la Luna justo en el nodo produciendo un eclipse largo y cercano al ecuador seguirá subiendo la latitud en los siguientes, hasta que acabe el ciclo con un eclipse parcial en el polo norte. Al cabo de otros 18 años y 11 días no se producirá eclipse porque la Luna estará ya lejos del nodo.

Si se trata del nodo ascendente, lógicamente el proceso será a la inversa.

Comienzo del saros 124, varias etapas intermedias y final. En realidad este ciclo tendrá 71 eclipses

El periodo saros no es el único esquema en que los eclipses se van repitiendo aproximadamente:

Si 18 años parece mucho, se pueden buscar otros ciclos más cortos, o también más exactos aunque sean más largos.

Si MD y MS fuesen números enteros, su mínimo común múltiplo nos daría un periodo definitivo con repeticiones infinitas, pero evidentemente en la naturaleza no suelen ocurrir estas casualidades. Entonces, buscando otros múltiplos parecidos de MS y MD se obtienen varios resultados:

- Ciclo de 1388 días (4 años menos 73 días)

47 MS =1387.95 y  51 MD=1387.82 Se obtiene un periodo más corto que el saros (menos de 4 años) y por ello más manejable, y bastante exacto aunque menos que el saros. La diferencia en este caso es de 0.13 días. Aunque prolongarlo muchas veces lleve a que el eclipse no se produzca (acabará antes que el saros), puede servir para saber aproximadamente cómo será el eclipse de dentro de casi 4 años.

 

Los eclipses se repiten con total regularidad en las fechas, pero las características cambian, como el tipo anular (línea central roja) o eclipse total (azul)

- Ciclo de 5197 días (14 años y 84 días) 

176 MS=5197.38 días  y 191 MD=5197.53, aunque este caso no proporciona un periodo mucho más breve que saros y es menos exacto, con diferencia de 0.15.

Pero también hay ciclos más exactos que saros:

- Ciclo de 21144 días (58 años menos 40 días)

716 MS= 21143.902      y  777 MD=21143.895  En este caso la diferencia es de solo 0.007 días, por lo que será más largo que saros (en tiempo y en número de eclipses), lo que parece que debiera dar una mayor estabilidad a este ciclo, y unos eclipses más parecidos al anterior del ciclo, pero esto último no es así.

En este ejemplo con 4 eclipses consecutivos de este ciclo, se ve que en este caso también van apareciendo eclipses totales y anulares, lo que no ocurre en saros donde puede cambiar de manera suave con eclipses híbridos, pero nunca volver al tipo anterior

En todos los casos puede haber una diferencia de 1 día, en su expresión de "x años y z días", porque el número de años bisiestos puede variar. 

Las claves de saros

El ciclo saros tiene además otras características que le otorgan propiedades muy curiosas:

Aunque un eclipse deba repetirse aproximadamente igual porque los cálculos dicen que la Luna tiene la misma fase y está casi igual de cerca del nodo, esos cálculos se han hecho tomando valores medios de los periodos porque la velocidad de la Luna es variable según su cercanía al perigeo, circunstancia que también haría variar el tipo de eclipse al encontrarse en satélite más cerca o más lejos

Pero si consideramos el periodo de tiempo en que la Luna vuelve a pasar por su perigeo: Mes anomalístico 27.554549878 días (le llamaremos MA), se da la tremenda casualidad de que un múltiplo suyo es muy parecido al periodo saros, diferenciándose solo en 0.2 días:

239 MA=6585.5375 días (recordemos que 223 MS=6585.3213 días y 242 MD =6585.3575 días.)

Es decir, que en un periodo Saros la Luna ha pasado casi exactamente 239 veces por el perigeo, y estará casi a la misma distancia del mismo, por lo que los eclipses de Saros tienen un factor añadido para ser casi iguales.

Esto no ocurría en otros periodos, y por ello aparecían intercalados eclipses totales o anulares, o cambiaba bastante la geometría, pero en saros sí.

En esta serie, de un eclipse al siguiente la fase lunar se mantiene pero el perigeo se va acercando muy poco a poco, lo que hace aumentar el tamaño aparente de la Luna y el eclipse anular se transforma  en total de una manera paulatina pasando por eclipses híbridos.
Como en otros gráficos anteriores, los tramos rojos de la línea central corresponden a lugares en que el eclipse se ve anular, y los azules total.

Ya se dijo que dos eclipses del mismo saros eran similares pero no se veían desde los mismos lugares: al ser el periodo aproximadamente de 6585.32 días, supone que no han pasado un número exacto de días, sino un pico de 0.32. prácticamente un tercio. El Sol se habrá situado sobre un lugar a 120º al Oeste del anterior (360º en un día). Entonces cada 3 periodos se completará un día, y el eclipse se repite casi en el mismo lugar cada 54 años y 33 días. A este periodo de 3 saros se le da el nombre de Exeligmos.

Para acabar con las casualidades que confluyen en este tema, el que solo haya una diferencia de 11 días respecto a los años completos de un eclipse del ciclo al siguiente, hace que la Tierra se encuentre casi en el mismo lugar en su órbita con similar distancia al perihelio y consecuentemente con similar velocidad y distancia al Sol, y esto proporciona un elemento más que hace que estos eclipses consecutivos en un mismo saros sean muy parecidos.

Bueno, todavía se pueden decir más cosas de la numeración de los ciclos Saros, y si aún te apetece seguir con el tema puedes hacerlo en este otro artículo.