El cielo se mueve, el espectáculo cambia

Después de los dos últimos artículos de este blog, que recogían aspectos concretos y cercanos, es un buen momento de hablar de temas generales del cielo porque esta primavera los astros se animan y además quiero volver a los orígenes describiendo aspectos básicos porque intuyo que tengo nuevos lectores que se empiezan a asomar a este blog y a este mundo.

En cualquier caso, como siempre, en los anexos se pueden encontrar cuestiones más técnicas para público iniciado.

Este artículo también es diferente de los otros más de 150 que ya llevo escritos, en cuanto a la utilización de un nuevo recurso: el diálogo. Porque de vez en cuando conviene cambiar. Son preguntas un poco ingenuas pero que muchas veces suelen surgir.

En ocasiones suelo hablar de los dos paisajes que siempre podemos tener ante nuestros ojos: el paisaje del horizonte hacia abajo y el del horizonte hacia arriba. Aunque este último sea el menos observado, en realidad es un escenario donde el espectáculo que allí se da siempre es diferente. Incluso más que el patio de butacas, separado por el horizonte, desde el que lo miramos.

Observar ese espectáculo y enseñarlo siempre es interesante y placentero. Y si no, que se lo digan a Roberto y Aitor, dos entusiastas profesores de un colegio de Bilbao, con quienes colaboramos desde la AAV en una observación colectiva hace unos días. En los 2 últimos años habían programado 6 observaciones astronómicas y las 5 anteriores tuvieron que suspenderse por culpa de las nubes; alguna incluso a última hora porque la niebla echó por tierra las optimistas previsiones meteorológicas. En esta ocasión la suerte estuvo de nuestra parte.

Observación en el colegio Trueba de Bilbao el 20-4-18

Pero quizás dentro de unos meses se animen nuevamente a intentarlo, porque la función que se vea en el cielo será diferente.

En estas ocasiones de observaciones públicas, a las que acude mucha gente y se forman colas en los telescopios, yo suelo aprovechar para explicar a quienes esperan, algunas cosas sobre lo que se ve en el cielo, puntero láser en ristre, con el riesgo de que a veces me digan que está molestando a los que están mirando por el telescopio. En estas ocasiones suelen surgir preguntas y diálogos que podrían ser semejantes a los que aquí aparecen y que siempre son productivos.

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Los astros que vemos en el cielo cambian de posición. Las estrellas están tan lejos que sus movimientos propios no los podemos apreciar. Si vemos que se mueven es porque nos movemos nosotros. En el caso de los planetas es diferente y hay que tener en cuenta sus desplazamientos y los nuestros. 

1- El efecto de la rotación de la Tierra

- Aprovechad y mirad esa zona del Oeste. Ahí tenemos constelaciones y estrellas interesantes.

-  Por todo en cielo se ven estrellas, ¿Por qué hay que empezar por esas? Mejor empezar por la Osa Mayor.

- Porque esas pronto se van a poner por el horizonte.

- Entonces mi primo que llegará un poco tarde ¿no las verá?

- Como no se dé prisa, esa no. Pero la Osa mayor nunca se va.

- Pues no entiendo porqué

- Si, porque está castigada je, je (La osa no se baña). Aunque la mayoría de constelaciones solo se ven en determinadas fechas o determinadas horas, la Osa Mayor va girando pero siempre está visible.

Además del movimiento de los diferentes astros, la Tierra se mueve, nosotros nos movemos con ella y todo ello hace que lo que vemos en el cielo vaya cambiando.

El movimiento más fácil de apreciar, porque es el más rápido, es el que se debe a la rotación terrestre. Es como si estuviéramos en un tiovivo girando y al mirar hacia afuera vemos moverse el fondo. Si estamos en el hemisferio Norte todo el cielo parece girar en torno a la estrella polar porque está en la prolongación del eje terrestre. Por eso al igual que el Sol, también la Luna, las estrellas y los planetas salen aproximadamente hacia el este y se ocultan hacia el oeste. Las estrellas cercanas a la polar, tal como se explica en el anexo, no se ocultarán.

Debido a la rotación vemos a todos los astros dar una vuelta alrededor de la Tierra en 23 horas y 56 minutos. Los 4 minutos que faltan hasta las 24 horas se debe a la traslación, al pequeño intervalo que el tercer planeta recorre en su órbita. Al Sol lo veremos prácticamente en el mismo lugar al cabo de 24 horas, pero a una estrella después de 23h 56m 

La explicación detallada, aquí: “Duración del día y movimientos planetarios”

Aunque las estrellas estás a muy diferente distancia de la Tierra, es muy útil esta representación, llamada "las dos esferas" para analizar los astros visibles en cada momento.
Desde el punto P la constelación de Géminis se ve en todo lo alto y Leo está apareciendo por el horizonte. Al cabo de unas horas será ésta la que esté en el cénit

Estos días al principio de la noche se puede ver cómo la constelación de Orión y el planeta Venus se ocultan enseguida por la zona donde se fue el Sol mientras Júpiter o la estrella Vega aparece por el horizonte contrario. La Osa Mayor, que al principio de la noche aparece muy alta, va girando y desplazándose hacia la izquierda.

2- El efecto de la traslación.

- Esas constelaciones constituyen una de las zonas más espectaculares del cielo. Eso es Orión Can mayor y menor, Géminis, Auriga y Tauro.   Orión es una de las más llamativas. Lástima de la contaminación lumínica de la ciudad que no deja apreciarlas bien.

- Pues ya aprovecharé cuando vaya al pueblo de vacaciones este verano ¿Cómo puedo buscar Orión?

- Me temo que no lo vas a poder ver, a no ser que en agosto madrugues. Ahora , en plena primavera, es el momento de aprovechar y observar esas constelaciones antes de su despedida.

Debido al movimiento de la Tierra alrededor del Sol la mayoría de las constelaciones solo pueden ser visibles en determinadas épocas y a determinadas horas;  pero las que aparecen en cada época del año son fieles y no fallan a su cita.

La imagen de la izquierda corresponde a la posición de la Tierra en diciembre. A medianoche domina el cielo Orión y Tauro.
En la derecha, 3 meses después, es Leo la constelación que está en un lugar preferente a medianoche.

En estas fechas, con la despedida de la zona de Orión y alrededores, ocupan lugar preferente en el cielo Leo, magnífico, junto a Virgo y su estrella más brillante, Spica o la espiga, que sabemos que permanecerá visible hasta que caigan las espigas de la cosecha, como conté en "Cae la espiga". También la brillante estrella Arturo en la constelación de Boyero.

Y si trasnochamos un poco, aparecerá la impresionante Escorpio, que en muchos lugares del hemisferio Sur llega a situarse majestuosa en el cenit. Y junto a ella Sagitario en la dirección del centro galáctico y pueden observarse multitud de objetos (nebulosas, cúmulos) algunos incluso a simple vista pero impresionantes con telescopio. Aunque si nos gusta acostarnos pronto, será en verano cuando podremos apreciarlas sin problema.

Estos también se verán mucho mejor desde el hemisferio Sur, además de otras joyas celestes.

Desde allí, en algunas latitudes siempre será visible la famosa constelación de la Cruz del Sur y cerca de ella, Alfa Centauri, la estrella más cercana a la Tierra, cuya luz tarda en llegar “solo” 4 años. 

La Cruz del sur en el centro de la imagen, y Alfa Centauri la brillante estrella en la parte inferior. Imagen tomada en S. Pedro de Atacama (Chile) en abril de 2013

Está claro que aunque la situación de las constelaciones se repite año a año en las mismas fechas y horas, podemos tener un aliciente más para hacer largos viajes cambiando de latitud porque allí el cielo será distinto. 

Pero también aquí en el norte el cielo será diferente si esperamos unos meses. En la estación estival veremos el llamado  triángulo del verano en todo lo alto al principio de la noche, también, como se ha dicho, Escorpio y Sagitario a esas horas y sin tener que madrugar como ahora. Luego en otoño otras constelaciones ocuparán su lugar.

3- La precesión

- Pero la estrella más famosa, la Polar, ¿Cuál es?

- Aquella.

- ¿Tan pequeña?

- No es famosa por su brillo, sino por su posición, prácticamente quieta en el cielo, marcando el norte.

- En el hemisferio Sur ¿Cuál es la que sirve para orientarse?

- Ahora no hay estrella polar en el Sur, pero por ejemplo dentro de 7000 años sí la habrá. Será la estrella delta de Vela, y en el norte no. Casualidad, esa estrella tiene exactamente el mismo brillo que la actual polar.

- ¿Y por qué ahora no y luego si?

- Eso es por otro movimiento de la Tiera, muy lento, que se llama precesión 

Todo lo que has leído arriba te valdrá siempre, pero a quienes vivan aquí dentro de miles de años, no. Porque hay otro movimiento de la Tierra, que cambia muy poco a poco la situación. Es el causante, por ejemplo, del cambio de la estrella polar, del desfase de los signos y constelaciones zodiacales (“En el dominio de Ofiuco”) o de que dentro de 13000 años Orión se vea en Verano y Escorpio en Invierno porque las fechas que ocupa la Tierra en su órbita en cada una de las estaciones, será diferente. Si aunque no lo vas a constatar te interesa, escribí sobre ello en  “La precesión de los equinoccios" 

La estrella delta de Vela estará exactamente en el polo sur celeste dentro de 52 siglos. En la esquina inferior izquierda de la imagen la conocida constelación de la Cruz del Sur, como referencia.

4- Los planetas también se mueven

La Tierra se mueve y los demás planetas también, y esto hace que lo que veamos desde aquí vaya cambiando.

Ya escribí no hace mucho sobre algunas de las posiciones en que se iban a poder ver los diferentes planetas en estos meses, pero ahora voy a insistir un poco más en ello y en sus periodos.

Aunque  las estrellas siempre tienen el mismo guión según las fechas, no ocurre así con los planetas que cada uno tiene su ciclo. Por ejemplo, al final del pasado año no se dejaba ver ninguno de ellos al principio de la noche, pero ahora la situación ha cambiado. Y también cambiará el año próximo.

Ahora mismo al comienzo de la noche se da una situación especial. Haciar el oeste (ONO) puede verse Venus, el astro más brillante (si no hay Luna) a punto de ponerse, y antes de que lo haga, por el este (ESE) sale otro casi tan brillante, que es Júpiter.

El 26-4-18 pude obtener estas imágenes casi simultáneas: Desde Bilbao (lat 43ºN long 3ºW ) a las 22:40 los dos astros (Júpiter y Venus) cerca de horizontes opuestos, en una situación simétrica. Durante estas próximas semanas, se podrán ver así a esa misma hora, simétricos, cada vez más altos y más tiempo coincidiendo en el cielo. Para otros lugares habrá que corregir la hora.

Puede decirse que ahora la estrella del crepúsculo o principio de la noche es Venus. Es la estrella porque es lo más llamativo y porque, como los otros planetas, parece una estrella (la que antes sale, como suele decirse) Pero sabemos que no es una estrella sino un planeta. Nos acompañará toda la primavera y el verano. Y a veces forma llamativas imágenes cuando aparece cerca de la Luna o de otro astro destacado.

Venus y la Luna desde Bilbao el 17-4-18

- Entonces, ¿aquella estrella tan brillante que veíamos el verano pasado al atardecer era Venus?

- NO. El verano pasado Venus se veía de madrugada. Seguramente sería Júpiter.

- Entonces este verano toca y el siguiente no….

- No es tan sencillo: El verano de 2019 no, pero el de 2020 tampoco se verá por la tarde porque el ciclo de Venus es de 19 meses: poco más de año y medio.

- ¿Por qué año y medio? Si está más cerca del Sol que la Tierra ¿no debería tardar menos de un año?  

- Porque la Tierra también se mueve. En el anexo está la explicación y el cálculo

En invierno, hace dos años Venus aparecía de madrugada (Imagen tomada en Orozko el 6-2-16), y este año al atardecer (imagen de la derecha desde Bilbao el 16-3-18). En ambos casos está acompañada de Mercurio, y en el primero, de algo más.

Para ver a buenas horas a Marte y Saturno habrá que esperar al verano. Ahora aparecen de madrugada.

Hay que resaltar que Marte tiene un ciclo (visto desde aquí) de poco más de dos años y, éste si, va alternando años buenos y malos, con una enorme diferencia en la distancia a la Tierra y en el brillo que nos muestra, superando incluso a Júpiter en los mejores momentos.

Júpiter y Saturno no varían mucho de un año a otro en cuanto a periodos de visibilidad, pero sí lo hacen los demás. 

Por ello, teniendo en cuenta que éstos  se vieron el pasado verano, aprovechemos el de este año porque también estarán ahí, y hay más: En verano del año pasado ni Marte ni Venus podían verse al principio de la noche, pero este próximo verano estarán impresionantes. El comportamiento de cada uno es diferente.

5- La Luna es especial

Muchas veces me han hecho una pregunta que no tiene respuesta:

- ¿Cuál es esa estrella que se ve al lado de la Luna?

- Depende cuándo la hayas visto

Muy frecuentemente la respuesta será Venus o Júpiter, porque si ha llamado la atención tiene que ser un astro muy brillante. Pero solo es una posibilidad porque la Luna de un día a otro cambia mucho su posición.

Hay que tener en cuenta dos factores: la rotación de la Tierra y la traslación de la Luna alrededor de nuestro planeta.

Como el primero de estos movimientos es el más rápido, al igual que todos los astros se mueve hacia el Oeste, pero un poco más despacio que las estrellas y si la observamos dos noches consecutivas a la misma hora, la segunda estará más hacia el Este. Concretamente de un día a otro se habrá movido algo más de 13º de promedio, porque es variable. 

En estas dos imágenes tomadas en Bilbao en días consecutivos se aprecia que la Luna ha cambiado de posición ostensiblemente si tomamos como referencia a Venus (el punto brillante), que prácticamente está en el mismo lugar los dos días.

Cada día sale más tarde y se pone más tarde. Mientras está por encima del horizonte se mueve unos 14,5º por hora hacia el Oeste y respecto a las estrellas 0.5º hacia el Este cada hora.

Sobre esto escribí un detallado post hace tiempo “¿Cuándo sale la luna?”

A veces intentar entender el motivo y la dinámica de cualquier movimiento no es fácil. Pero la mecánica celeste tiene unas claves muy concretas e inmutables. Por ello espero que todo esto haya servido para provocar un interés en comprenderlas y sobre todo en lo más importante que hay que hacer para ello: mirar al cielo.

Movimientos horarios y mensuales

Como se ha visto, todo el cielo gira fundamentalmente por dos motivos: el movimiento de rotación y el de traslación: a causa del primero, cada hora las estrellas han girado aproximadamente 15º (más exactamente 15º 2.4´ ya que la rotación se completa en 23h 56min.)

Debido a la traslación cada mes (a la misma hora) aparecen todas las constelaciones giradas 30º 

Por ello aproximadamente de un mes a otro las constelaciones salen y se ponen 2 horas antes.

Por ejemplo si en estas fechas de primeros de mayo vemos salir la estrella Altair a la 1:30, al comienzo de junio saldrá exactamente por el mismo sitio a las  23:30

En estas dos imágenes  la Osa Mayor aparece girada 35º. Por ello podrían haberse obtenido la misma noche con una diferencia de dos horas y 20 minutos o también con un mes y cinco días de intervalo, ambas la misma hora.

Estrellas circumpolares

Como se ha dicho, desde latitudes intermedias la mayoría de las estrellas salen y se ponen por efecto de la rotación terrestre. Pero las más cercanas al polo celeste siempre estarán por encima de nuestro horizonte. La amplitud de la zona de estas estrellas circumpolares, las que están siempre por encima del horizonte, depende de la latitud.

Las estrellas situadas en la zona verde, en el casquete limitado por la línea más gruesa, están a una distancia del polo celeste (en el h. norte de la estrella polar) menor que la latitud del lugar (declinación mayor que la colatitud) y no se ocultarán nunca. Son las llamadas circumpolares.

En una latitud de 40º Norte, por ejemplo, son circumpolares la Osa menor, Osa Mayor, Casiopea, Cefeo y el Dragón porque sus estrellas tienen una declinación mayor de 50º 

Para 35º Sur (aproximadamente Montevideo, Buenos Aires o Santiago de Chile) la Cruz del Sur, Camaleón, Octante, Mesa, Pez volador, Quilla o las estrellas Alfa y Beta Centauro o Achernar entre otras.

En los polos terrestres ninguna estrella sale ni se oculta y todas las del hemisferio correspondiente son circumpolares.

Por el contrario en el ecuador no hay ninguna estrella circumpolar.

Ciclos planetarios

El tiempo que tarda un planeta en dar una vuelta alrededor del Sol suele llamarse periodo sidéreo. No coincide con el ciclo en que se repiten sus condiciones de visibilidad desde la Tierra, al que se le llama periodo sinódico, porque también la Tierra se mueve. Y por eso las épocas o fechas en que se puede ver un planeta son diferentes cada año.

Ambos valores, periodo sidéreo y sinódico,  suelen aparecer en las diferentes tablas de datos planetarios, pero puede ser interesante poder deducirlos y entender mejor el motivo de esos periodos.

El periodo sidéreo de Venus es de 224,701 días terrestres. Sin embargo sus posiciones en el cielo se repiten cada 583.92 días, más de año y medio (periodo sinódico).

Supongamos que Venus está en el lugar más próximo a la Tierra (Los dos astros alineados con el Sol, en la llamada conjunción inferior), y llamemos X al número de vueltas que da la Tierra  hasta que vuelve a repetirse la situación:

Si la Tierra da X vueltas, Venus dará una más (X+1), porque la habrá vuelto a alcanzar, como dos corredores en una pista cuando uno le saca una vuelta al otro,

Como ambos han utilizado un mismo número de días, teniendo en cuenta los periodos sidéreos:

365.2563 X =224.701 (X +1)   

Se despeja la X:    140.5553 X =224.701

X = 224.701 / 140.5553 =1.598666 vueltas , que en días sería  1.598666 . 365.2563 = 583.92 días

Redondeando, la Tierra da 1.6 vueltas y Venus una más: 2.6, como se recoge en el gráfico.

Si te apetece hacer por tu cuenta estos cálculos puedes hallar el periodo sinódico de Marte, sabiendo que su periodo sidéreo es de 686,971 días, y que en este caso es la Tierra la que dará una vuelta más que Marte hasta que se vuelvan a repetir las posiciones relativas.