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29/9/09

Eclipses

¿Que Son?




La expresión eclipse proviene de la palabra griega Ekleipo, que básicamente significa disminuir, y es sin duda uno de los fenómenos astronómicos más espectaculares, ya que consiste en la desaparición visual transitoria, total o parcial, de un astro.

 
Este es producido por la interposición de un cuerpo celeste entre una estrella con luz propia y otro astro, en donde la sombra del cuerpo celeste sea capaz de prolongarse lo suficiente para ocultar la estrella con luz propia, en tal caso habrá dos ocultamientos que depende del observador, estos son:

 
1. Desde el Astro: Se ve como el cuerpo celeste llega a ocultar a la estrella.

 
2. Desde el cuerpo celeste: Se ve como la sombra del cuerpo celeste cubre por completo al astro.

En la Tierra solamente pueden ocurrir dos clases de eclipses, el de Sol y el de Luna.

 
Eclipse de Sol
 
 

 
Se produce cuando la luna, en su movimiento de translación, se interpone entre el sol y la tierra, haciendo que la sombra de la Luna se proyecte sobre el planeta en forma de conos, como muestra la figura, en donde el cono de sombra de color gris recorre la Tierra, produciendo una zona de eclipse total, representado por la línea verde, y el punto negro es donde actualmente ocurre el eclipse total, el gran punto gris es donde también actualmente ocurre un eclipse parcial, y la zona blanca es donde se presento o presentara el eclipse parcial.

 
La duración máxima de un eclipse de sol es de 7.5 minutos, pero estos eclipses solo ocurren cuando la luna esta directamente entre la tierra y el sol; se da cada 18 años y 11 días en diferentes lugares.

 
Hay que tener en cuenta que la luna gira en cuanto a la tierra en un eje elíptico, así que varía su distancia 50.340 Km.

Los Eclipses de Sol se presentan de tres formas, Total, Anular o Parcial, el ejemplo anterior fue una explicación de un Eclipse Total.

Eclipse Total




Cuando la luna y la tierra tienen una distancia mínima, y la Tierra tiene una distancia máxima del Sol se produce un eclipse total, a quien muchos titulan como el eclipse perfecto, pues se alcanza a ver totalmente la corona tanto externa como interna, la cromosfera, el anillo de diamantes y las perlas de Baily, a demás anochece y se experimenta una caída de 15ºc de la temperatura ambiente, también las mareas son altísimas debido al magnetismo que existe entre la tierra y la luna, adicionalmente se experimenta un viento demasiado fuerte llamado viento de Eclipse, y todos los animales se alteran.

 
En el esquema superior se observa al Sol, donde la Luna se interpone, y el eje focal, es decir, el observador, que está en la Tierra; en la imagen se distinguen dos sombra, la Umbra y la Penumbra, la Umbra es la sombra total, desde donde se verá al Eclipse Total, la Penumbra es lugar de otro suceso que se estudiara más adelante. La duración desde el inicio al final del Eclipse puede durar horas, pero en poco más de 7 minutos la Luna podrá ocultar al Sol completamente.

 
Eclipse Anular
 
Cuando la luna y la tierra están a una distancia máxima, y la Tierra tiene una distancia máxima del sol, la Luna no llega a cubrir total mente al Sol, creando una especie de anillo, y de allí el nombre que recibe esta especie de Eclipse Solar.

 
Se crea una sombra llamada Antumbra, en otros textos también llamada Umbra negativa, que es una simple prolongación de la Umbra, así que cuando la sombra cae sobre la tierra la luna no cubre completamente al sol, proyectando una imagen parcial del Sol, interceptado por el centro.

 
En un Eclipse Anular suele oscurecer un poco el lugar, y una pequeña baja de la temperatura apenas perceptible, es caracterizada por un viento suave, en el que los animales buscan esconderse.

Eclipse Parcial
 
Cuando el Eclipse es observado desde la Penumbra, se observa lo que comúnmente se denomina Eclipse Parcial, sea este parcial o anular, no hay diferencia, cubriendo la Luna con una sombra incompleta y baja o alta al Sol.

En un eclipse Parcial, baja un poco la iluminación, pero en términos generales, todo sigue igual, los animales no sufren alteraciones mayores.

Como Observarlo

El peligro de un eclipse es la penetración de rayos ultravioletas o radiaciones infrarrojas, para ello tengamos en cuenta las siguientes recomendaciones.

 
  • Forrar los equipos con papel aluminio, ya que los protegerá del calor.
  • Los filtros para usar con telescopios, deben ser los correctos, para no dañar los equipos o los ojos.
  • No usar los filtros que vienen para el ocular de algunos telescopios pequeños, es común que se rompan en el momento de la observación por la tensión que les produce el calor.
  • Usar filtros de soldador.
  • La película velada acromáticamente o radiografías, no son recomendables, pues los rayos infrarrojos no pueden frenarse tan fácilmente.
  • El utilizar el agua, discos de disquete, cd´s o el espejo, para reflejar el eclipse, no es recomendable, pues, también reflejan los rayos ultravioleta e infrarrojos.
  • En caso de utilizar un reflejo como el de un espejo, se debe apuntar el reflejo hacia una pantalla blanca.
  • Usar una caja donde se abre un agujero muy pequeño (con una aguja) de un lado.
  • NO usar películas veladas a color, o un vidrio ahumado con una vela.
  • Utilizar gafas de eclipse.
  • La Radiación del Eclipse Solar quema la retina sin dolor, así que por ningún motivo se debe observar el Eclipse con el ojo desnudo. 
Eclipse de Luna

Un eclipse de Luna se produce cuando la Tierra se ubica entre el Sol y la Luna y la sombra de ésta oscurece al satélite; de esta forma, la Tierra, iluminada por el Sol, proyecta una sombra alargada en forma de cono en el espacio. En cualquier punto de este cono, la luz del Sol está completamente tapada y esta sombra cubre la Luna, en su totalidad.

 
Cuando la Luna pase por la Umbra o Penumbra de la tierra, se produce un eclipse, aunque lo mejor es cuando la Luna pasa por la Penumbra, oscureciéndose totalmente y pasa a tener un color rojizo.

 
En la Tierra los eclipses de Luna solamente pueden ser totales o parciales, aunque pasen por la Umbra o Penumbra del cono de sombra, esta solo difiere de la oscuridad que proyecta sobre la Luna.

 

 Eclipse Total

Un eclipse total de Luna sucede cuando la Luna se ubica totalmente en el cono de sombra. Si entra directamente en el centro, se oscurecerá por cerca de dos horas; si no se ubica en el centro, el período de fase total será menor; y si la Luna se mueve solamente por el límite del cono de sombra, su oscuridad puede durar sólo un instante.

 
Como se ve en la figura la amplia cobertura de la sombra que proyecta la Tierra, hace que los eclipses de Luna sean más frecuentes, además, siempre van a haber eclipses totales o parciales, jamás anulares.

Eclipse Parcial

En el eclipse parcial de Luna, este depende del lugar del observador, si este se halla desenfocado del área del eclipse total, en que el espectador vera es un eclipse parcial, o descompleta donde la Luna no es completamente oculta.

 
Cuando se ve más debajo de la línea ecuatorial del eclipse la sombra de la tierra se ve muy arriba.

 
Cuando el eclipse se ve desde la parte más alta de la línea ecuatorial del eclipse, la sombra proyectada por la Tierra será muy baja.

 
Frecuencia de los Eclipses
 
Si la órbita de la Luna estuvieran alineadas junto a la órbita de translación que tiene la Tierra hacia el Sol, se experimentarían dos eclipses al mes, uno de Sol y otro Lunar, pero la inclinación de la órbita lunar de aproximadamente de 5º, hace que esta solo se puedan observar como máximo cuatro eclipses, dos de Luna y dos de Sol.

 
Solo puede existir un eclipse cuando la órbita Lunar atraviesa la órbita terrestre alineándose con el Sol y la Tierra; estos puntos imaginarios son llamados nodos.

 
La Cantidad de Eclipses en un año se alterna de la siguiente manera:

 
  • 5 eclipses de Sol y 2 eclipses de Luna
  • 5 eclipses de Luna y 2 eclipses de Sol
  • 4 eclipses de Sol y 3 eclipses de Luna
  • 4 eclipses de Luna y 3 eclipses de Sol

Condiciones de un Eclipse

  1. Para que se produzca un eclipse se debe estar en las sicigias, es decir, Luna Nueva para un Eclipse de Sol o Luna Llena para un eclipse de Luna.
  2. Debido a que las órbitas de la Tierra y de la Luna no son coplanarias, así que en la mayoría de las ocasiones nuestro satélite se encuentra por encima o por debajo del plano de la eclíptica. Para que se produzca un eclipse, la Luna tiene que hallarse en el plano de la eclíptica (o muy cerca), en fase de Luna Nueva (eclipse de Sol) o de Luna Llena (eclipse de Luna). Dicho de otro modo, en las sicigias la línea de los nodos del sistema Tierra-Luna debe apuntar (casi) al Sol.
  3. Realmente para que un eclipse se origine no es imprescindible que la Luna se sitúe exactamente en el nodo, sino que basta con que se encuentre en las proximidades del mismo

 Fases de un Eclipse
 
Primera Fase Instante en que comienza el primer contacto con el sol o con la Luna, en este momento, comienza oficialmente, hasta que se cubra ¼ del cuerpo celeste.
 
Segunda Fase Comienza a centrarse el eclipse, en una Fase Total o anular en caso del Sol, o la Luna en fase total, este comienza cuando el astro está cubierto ¼, y terminara cuando se centre totalmente.

 
Tercera Fase Es la más importante, pues es cuando el Eclipse esta en todo su esplendor, en caso de un eclipse total de Sol, se alcanzan a observar crepúsculos de luz y las perlas de Bayli, en el caso de la Luna esta adquiere un color rojizo sangre o naranja.

 
Cuarta Fase Termina la anterior centralización, y comienza a terminarse el Eclipse, comienza inmediatamente después de la fase central, y después terminara cuando el cuerpo sea opacado ¼ parte.

 
Quinta Fase Son los últimos mementos de un Eclipse, en donde ya termina la ocultación sea del Sol o de la Luna desde que ¼ del astro sea opaco comienza la recta final, hasta el instante en que termine el eclipse.

 

Predicción de los Eclipses

Para la predicción de eclipses se utiliza un periodo descubierto por los antiguos griegos llamado el ciclo de Saros, en el se tiene en cuenta que:

 
  • La Luna gira en un eje elíptico con una excentricidad de 0.055, y que su órbita esta inclinada un poco más de 5º.
  • El paso de extremo a extremo de la órbita lunar dura 27 días aproximadamente (mes Dráconico).
  • El paso de Lunas Llenas a Lunas Nuevas es de más de29 días (mes Sinódico).

Teniendo en cuenta lo anterior, cada 223 meses Dráconicos y cada 242 meses Sinódicos son iguales a 6.855 (con una diferencia de 50 minutos), es decir que cada 18 años, 11 días y 8 horas el moviendo de translación de la Tierra y la Luna se vuelve a repetir exactamente igual, y durante este periodo existen 42 eclipses de Sol y 42 eclipses de Luna, donde el lugar donde son observados por la Tierra es diferente.

Canon de Eclipses

Las listas de Eclipses que se calculan, se publican en obras llamadas canon de eclipses, estos contienen tanto los eclipses de sol como de Luna, el más reconocido es la obra de Theodor Ritter von Oppolzer llamada el «Canon der Finsternisse» («Canon de eclipses», en alemán) se publico en 1887, se encuentra en el volumen 52 de las Memorias de Matemáticas y Ciencias Naturales de la Academia Imperial de Viena, esta obra, fue corregida posteriormente por la editorial americana Dover, para publicarla y lanzarla oficialmente al público. En el canon se encuentran 8.000 eclipses de Sol entre 1207 a.C. y 2161d.C. y 5.200 eclipses de Luna entre 1206 a.C. y 2132 d.C., esta sobresale por sus cálculos geométricos y trigonométricos intachable, pero falla en el cálculo de algunos eclipses de la antigüedad.


Más recientemente Jean Meeus y Hermann Mucke entre 1979 y 1983, publican un canon de eclipses de Sol utilizando ordenadores, que contiene todos los eclipses entre 2003 a.C. y 2526 d.C. y otro canon de eclipses lunares entre 2002 a.C. y 2526 d.C.

De los últimos cánones aparecidos se deben al astrofísico de la NASA Fred Espenak, y tratan absolutamente todos los eclipses solares y lunares desde el año 1901 al 2100, con el más mínimo margen de error, concediendo especial relevancia, con mapas y datos detallados, a los eclipses comprendidos entre 1986 y 2035.