La Luna en la penumbra

Acaba de empezar el año y ya el cielo nos ofrece el primer fenómeno de cierta envergadura, aunque muchos dirán que no es para tanto: Este viernes 10 de enero, se producirá un eclipse penumbral de Luna.

Será observable desde todos los lugares de la Tierra excepto en América, donde solo se podrá apreciar en Alaska y la parte más septentrional de Canadá.

Imagen tomada el 16-7-19 durante la fase penumbral del eclipse de luna, que será similar a lo que se pueda apreciar este 10 de enero, hacia las 20:10 Hora Central Europea (19:10 T.U,) en el momento del máximo, excepto en la posición de la zona oscurecida.

Como se puede apreciar en la imagen, en estos eclipses la Luna no deja de brillar, en un primer vistazo sigue pareciendo una luna llena como cualquier otra, pero si nos fijamos sobre todo en los minutos centrales del desarrollo del eclipse nos daremos cuenta que no está iluminada uniformemente, sino que hay una zona ligeramente oscurecida. En este caso, visto desde Europa occidental, será la parte inferior derecha.

De todas formas hay que indicar que esa diferencia de brillo en una y otra zona, al observador le pudiera parecer mucho menos evidente que en la fotografía, porque nuestra vista (o mejor nuestro cerebro) no son tan objetivos como la cámara fotográfica y tiende a minimizar las diferencias. De hecho, según qué exposición se le dé a la imagen fotográfica se puede apreciar mejor o peor esa diferente intensidad en la iluminación de las distintas zonas.

No veremos la Luna de un tono rojizo como en un eclipse total, ni una zona brillante frente a otra prácticamente oscura e inapreciable simulando una fase, como en uno parcial. Es algo mucho más sutil porque nuestro satélite no llega a entrar en la sombra terrestre, sino solo en la penumbra.

3 fotos del eclipse del 28-9-2015 tomadas desde Bilbao en las fases total (con el museo Guggenheim en primer plano), parcial y penumbral.

En un eclipse total, como el de estas fotos, se producen sucesivamente las tres fases. Primero la Luna entra en la penumbra (penumbral), luego parte de ella en la sombra (parcial) luego lo hace completamente en la sombra (total), repitiéndose finalmente y de manera simétrica las fases parcial y penumbral. 
Pero en este caso nos queda solo la fase menos evidente como en el siguiente ejemplo:

En esta otra imagen que pongo a continuación, tomada el 7-8-17 en Araúzo de Torre cuando ya hacía 20 minutos que la Luna había salido de la sombra terrestre pero aún se mantenía en la penumbra, se puede apreciar un leve oscurecimiento en la zona inferior derecha, y algo así podrá verse en este caso durante unos 15 minutos antes y después del máximo.

La zona oscurecida en la parte superior es debida a la nubosidad y no tiene nada que ver con el eclipse, que se aprecia levemente en la zona inferior derecha.

Pero ¿Qué es la penumbra?

Una fuente de luz puntual produce sombras definidas y se puede apreciar exactamente sus contornos. Pero si el foco de luz tiene un cierto tamaño, como en el caso del Sol de medio grado, el borde de la sombra no es tan claro: donde no le llega nada de luz está oscurecida, pero a los lugares contiguos a esa zona les llegará una parte de luz (la emitida por parte del foco) pero no toda. Eso es la penumbra.

A medida que nos alejamos de la sombra esa penumbra se hace más tenue, y su borde exterior es prácticamente imposible de apreciar porque en sus inmediaciones llega casi toda la luz del foco y está casi tan iluminada como cualquier punto alejado de la sombra.

Por eso, aunque este eclipse dura casi 4 horas (desde las 18:08 hasta las 22:12 hora central europea), apenas durante la media hora central podremos apreciar directamente el leve oscurecimiento de una zona de nuestro satélite.

En la penumbra la intensidad de luz va disminuyendo progresivamente pero de una manera sutil, y en un eclipse penumbral puede ser incluso más interesante apreciar esa diferente tonalidad en las distintas zonas de nuestro satélite (y ahí puede estar el atractivo de la observación), que el cambio brusco en el límite de un eclipse parcial.

La sombra y la penumbra de la Tierra

Por su forma casi totalmente esférica, al ser iluminada por el Sol nuestro planeta produce un cono de sombra y otro de penumbra que al cortarlo por un plano perpendicular al eje a la distancia de la Luna produce un círculo de sombra y otro de penumbra (o mejor dicho, un anillo de penumbra).

Conos de sombra y penumbra y proyección a distintas distancias. El gráfico no está a escala.

Cuanto más nos alejemos de la Tierra, el círculo de sombra será más pequeño y el de penumbra más grande. Aunque los tamaños no son siempre iguales porque la distancia Tierra-Sol y Tierra-Luna varían ligeramente, a la distancia de la Luna aproximadamente la anchura del anillo de penumbra coincide con el tamaño de nuestro satélite.

Todo esto lo podemos simular si mantenemos las proporciones entre los tamaños y las distancias.

Un pequeño globo terráqueo de 8 cm. proyectará una sombra y una penumbra a poco más de 3 metros, similares proporcionalmente a lo que produce la Tierra a la distancia a la que está la Luna.

En la siguiente imagen a partir de la foto real de lo que se obtenía en el  montaje, se ha añadido el borde exterior de la penumbra utilizando datos teóricos reales de este eclipse.

Se aprecia claramente la diferente tonalidad de las zonas de la penumbra cercanas a la sombra y las más alejadas, en las que prácticamente no se nota oscurecimiento.

También se puede colocar una pequeña bola (de poco más de 2 centímetros para mantener la escala) que represente a la Luna y obtener las situaciones de los diferentes tipos de eclipses.

Simulación de eclipses total, parcial y penumbral

El resultado no es exactamente lo mismo que en los eclipses reales debido a la iluminación ambiente (cuyos reflejos, por ejemplo, iluminan los bordes de la Luna), pero ayuda a entender la situación.

Parejas de eclipses solares y lunares.

Siempre que se produce un eclipse solar, dos semanas antes o después hay un eclipse de Luna. En este caso es después de 15 días y 14 horas, bastante más de lo habitual y demasiado para que la Luna vuelva a estar suficientemente cerca del nodo y por eso el eclipse es solo penumbral, como recalco luego.

Es cierto que después de las magníficas imágenes que nos han llegado desde Asia del último eclipse solar anular ocurrido el día siguiente a la navidad, lo de este viernes nos pueda parecer que no tiene interés, pero a veces también puede tener atractivo el apreciar las diferencias suaves porque las bruscas, aunque mucho más espectaculares, son evidentes.

El eclipse solar del pasado 26 de diciembre, la “pareja” de éste de ahora, desde Singapur. 

Créditos: KP Lee

El  motivo de que vayan siempre por parejas (a veces incluso por tríos) es porque para que ocurra un eclipse la Luna, nuestro satélite en fase llena o nueva, debe estar cerca de uno de los nodos. Lo expliqué hace dos años en los anexos de este post , que casualmente recoge al principio la observación de otro eclipse penumbral. 

El 26 de diciembre de 2019 la luna nueva pasó por el nodo descendente y 15.6 días después, cuando la fase es la contraria, como la Tierra se ha movido solo un poco en su órbita alrededor del Sol la Luna se encuentra cerca del nodo ascendente. 
En este caso no demasiado cerca, después de haberle sobrepasado, y por eso el eclipse es solo penumbral, tal como he dicho antes. En ello ha influido el que esta media lunación (de luna nueva a llena) ha sido excepcionalmente larga debido a una mayor velocidad que la habitual de la Tierra en su paso por el perihelio, el domingo 5 de enero, y la menor velocidad de la Luna que el día 2 pasó por su apogeo.  (Explicación en el anexo del post “28 días el bulo de la Luna”)

Eclipses lunares en 2020. Muchos, pero todos penumbrales.

Tenemos que conformarnos con lo que hay. Este eclipse es solo el primero de un ciclo de 4 penumbrales que se producirán este año (los otros en junio, julio y noviembre), y no habrá uno total, y además “por los pelos”, hasta mayo de 2021 que no será visible en Europa, donde tendremos que esperar otro año más. 
Tampoco los eclipses solares serán visibles desde Europa (solo el del 21-6 ligerísimamente en la zona suroriental), aunque el último (14-12-20) se verá magnífico desde zonas de Sudamérica.

Si el año hubiese comenzado al menos 6 días antes (el momento del comienzo de nuestro año es una circunstancia artificial determinada por Julio César), en este periodo de 12 meses se habría producido el máximo posible de eclipses. Nada menos que 7 (los 4 de luna y 3 de sol), al incluir el que ocurrió del 26 de diciembre. Aunque cuando hay muchos la mayoría no son buenos, como queda patente este año.

De los mencionados 4 eclipses penumbrales de 2020 el de este viernes es con diferencia el mejor, el que más cerca pasará la Luna de la sombra terrestre, y prácticamente el único en que podrá observarse un leve oscurecimiento.

Trayectoria de la Luna por la penumbra terrestre en los 4 eclipses lunares de este año.

La orientación de estos gráficos en todos los casos supone el ecuador en posición horizontal. La situación respecto al horizonte será diferente según el lugar de observación e irá variando ligeramente también a lo largo de las horas, aunque esto no será en absoluto apreciable porque solo se verá un ligero oscurecimiento en el momento central de este eclipse de enero y ligerísimo en el de noviembre.
Por ejemplo, en el presente caso (10 de enero) la zona ligeramente oscurecida es la parte más meridional de la Luna en las cercanías del cráter Clavius, pero mientras que desde Europa lo veremos abajo a la derecha, desde otros lugares del planeta la orientación será diferente y la misma imagen aparecerá "girada". Incluso desde  Australia (si el humo de los incendios lo permite) se verá arriba a la izquierda. 
En esto influye el hemisferio norte o sur y la hora local con la Luna al principio o al final de la noche. 

Ilustración de cómo se verá aproximadamente el máximo del eclipse el 10-1-20 sobre las 19:10 T.U. (20:10 CET).
 La situación es simultánea aunque en cada lugar será distinta hora local 

A este respecto voy a recoger una información errónea que ha aparecido en un medio de comunicación de amplia difusión, porque esa fue una de mis promesas cuando inicié el blog. 

No se trata de meter el dedo en el ojo sino de aclararlo, porque estas correcciones suelen ser muy didácticas. (Edito y añado esto con posterioridad a la publicación del post, cuando he encontrado la noticia) 

Todos metemos la pata alguna vez, y yo el primero. Pero está claro que quien ha escrito esto no tiene ni idea de lo que es y cómo se ve un eclipse lunar. El que la Luna se oscurezca es algo objetivo y simultáneo. Se verá desde todos los lugares en que la Luna esté sobre el horizonte y se verá exactamente lo mismo aunque sea en diferente orientación debido a la situación del observador.

Esta es precisamente una de las diferencias respecto a los eclipses de Sol.

Aprovecho para pedir disculpas, porque hace una semana en una intervención mía  en ese mismo medio (en su emisora de radio) yo también me confundí, concretamente en los horarios de este eclipse. Me fie de mi memoria y eso es algo que a estas alturas ya no debo hacer. Espero que no haya sido a causa de eso el que hayan recurrido a “otro experto” (más bien inexperto) para redactar la noticia en su web.
Como dijo una vez un alto mandatario, “Lo siento, me he equivocado e intentaré que no se vuelva a repetir”. 
Pero está claro que en todas partes cuecen habas, je, je.

Desde la Luna

Se ha hablado mucho este pasado año de la posible vuelta de los humanos a la Luna. Solo 12 personas han estado allí y ninguna fue testigo de ningún eclipse, ya que ninguno de los 6 viajes que se realizaron coincidieron en luna llena ni nueva.

¿Qué veríamos este viernes si estuviéramos en nuestro satélite? Algo mucho más espectacular que lo que vamos a ver desde aquí, porque cuando se produce un eclipse lunar, desde la Luna se vería un eclipse de Sol, que es tapado por la Tierra.

Cuando vemos un eclipse total de Luna es porque toda la Luna queda dentro del cono de sombra terrestre y por ello desde cualquier punto de la cara visible de la Luna se vería un eclipse total de Sol. Desde la cara oculta, además de que nunca se ve la Tierra, en ese momento sería de noche y no se apreciaría nada especial.

Si desde aquí vemos un eclipse parcial de luna, desde algunas zonas de la Luna se ve un eclipse total de Sol, y desde otras es solo parcial.

Cuando, como en esta ocasión, vemos un eclipse penumbral de Luna, desde muchos lugares de la Luna podría verse un eclipse parcial de Sol.

Tal como se ha dicho, la anchura del anillo de penumbra de la Tierra a la distancia a la que se encuentra la Luna es muy similar al diámetro de nuestro satélite y por ello en estos casos siempre habrá zonas de la Luna desde las que no se vea eclipse, a no ser en los momentos en que la luna se aproxima y casi roza la sombra terrestre, lo que en este eclipse no ocurre. 
En este caso concreto desde lugares cercanos al polo norte lunar no habrá eclipse, pero desde la zona de la cara visible cercana al polo Sur será casi total.

Pero el espectáculo tendrá más actores: Casualmente la elongación de Mercurio en esos momentos será de 2º, precisamente el tamaño con el que se ve la Tierra, que se irá colocando entre el Sol y el primer planeta. 
Por ejemplo, desde el Mare Nubium a las 20:40 CET se vería "pasar" la Tierra justo entre ambos de manera que producirá una ocultación rasante de Mercurio por la zona sur de la Tierra mientras la zona norte eclipsa al parcialmente al Sol en un 50%. Incluso 4 horas más tarde por muy poquito no se producirá la ocultación de Saturno, que se situará muy muy cerca del borde norte de la Tierra.

Esquema del desarrollo del espectáculo visible desde el Mare Nubium o "mar de las nubes" de la Luna. Allí es pleno día, pero desde la Luna también entonces se ven las estrellas en un cielo negro. Aunque la proximidad del Sol dificultaría la visión, sería posible observarlo.

Para interpretar correctamente las posiciones Norte-Sur, hay que tener en cuenta que estamos en el hemisferio sur de la Luna.

¿Quién será el primer humano que vea un eclipse desde la Luna? Desde luego serán mucho más atractivos los que nosotros llamamos “eclipses lunares” porque allí serán de Sol y los penumbrales, como éste, serán muchísimo más espectaculares desde allí.

Si este viernes hubiera habido algún astronauta en la zona más meridional de la cara visible de la Luna podría ver una espectacular imagen con el Sol casi totalmente eclipsado, Mercurio pegado al disco oscuro  de la Tierra en fase nueva (aunque ligeramente iluminada por la luz cenicienta rebotada de la luna llena) y no muy lejos, a su derecha, Saturno.