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

jueves, 6 de julio de 2023

El exclusivo club de los planetas enanos

 

Desde el 24 de agosto de 2006 existe un pequeño grupo de astros a los que la Unión Astronómica Internacional denomina planetas enanos. Concretamente en la actualidad son 5: Ceres, Plutón, Eris, Makemake y Haumea. Podría decirse que los tres primeros son socios fundadores del club, y los otros dos se incluyeron respectivamente en julio y septiembre de 2008.

Tamaños relativos de los 5 planetas enanos. Solo las imágenes de Plutón y Ceres son reales, siendo las otras 3 representaciones artísticas.

Pocas veces se puede ser testigo de unos cambios radicales en los conceptos, descubrimientos o definiciones de grupos de astros en el sistema solar. Recuerdo con todo detalle lo que me llegó en aquellos dos veranos con relación a los planetas enanos y las circunstancias que lo rodearon. 

Y como parece que los planetas enanos son para el verano, puede ser el momento ahora de hablar sobre ellos.

Quiero aclarar un poco el tema porque a veces se habla de planetas enanos, refiriéndose a otros astros que oficialmente no lo son. Actualmente hay 5 y solo 5.

No es que antes estos astros no se conocieran, pero en ese momento se decidió crear este grupo como una consecuencia de la discusión sobre el status de Plutón, para que al quitarle la categoría de planeta pudiera incluirse en un grupo significativo y reducido, y no dejarlo como uno más de los miles e incluso posiblemente millones de pequeños astros que constituyen el cinturón de Kuiper, ese segundo cinturón de asteroides, en este caso helados, que se encuentran más allá de Neptuno.

Órbitas y posiciones actuales de los 5 planetas enanos (y de Neptuno como referencia).
Se ha representado su proyección sobre la eclíptica, por lo que según la inclinación de cada órbita el Sol puede quedar lejos del foco de las elipses.

Solo con ver sus órbitas, queda claro que realmente no importaba mucho cuales debían ser las características de un astro para que quedara incluido en este grupo sino que lo importante era que Plutón debía cumplirlas. Incluso la situación de Ceres desentona claramente con las demás.

Las condiciones que debe cumplir un astro para ser planeta enano son:

1- Estar en órbita alrededor del Sol, no siendo un satélite de un planeta ni de otro cuerpo no estelar.

2- Tener suficiente masa para que su propia gravedad haya superado la fuerza de un cuerpo rígido, de manera que adquiera un equilibrio hidrostático.  Esta palabrería significa que en condiciones normales debe tener una forma casi esférica. Por cierto, Haumea no la tiene aunque es debido a su rápida rotación.

3- No haber limpiado la vecindad de su órbita, es decir que la comparte con otros objetos.

Esta última condición es la que oficialmente determinó el que Plutón fuese un planeta enano y no un planeta, y no deja de ser curioso el hecho de que el que sea enano o no lo sea no venga determinado por su masa o tamaño (segunda condición) sino por algo tan extraño como ser capaz de limpiar o no (tercera condición)

Esta última condición, que tiene una formulación extraña, se inspiró en la degradación de Ceres a mediados del siglo XIX cuando se fueron descubriendo numerosos asteroides con órbitas similares.

Pero no deja de ser curioso que el mismo Júpiter tiene asteroides en su propia órbita (los llamados troyanos y que en los últimos años se han descubierto centenares de miles de ellos) lo que llevaría a la paradoja de llamarle "planeta enano" al más grande de todos los planetas. Por ello se ha sustituido lo de "haber limpiado" por "dominar gravitatoriamente su órbita" ya que la dinámica de estos asteroides está totalmente condicionada por la gravedad del planeta. No obstante, también se han descubierto asteroides coorbitales con la Tierra y otros planetas, y el único argumento que queda para no incluirlos entre "los enanos" es que el porcentaje de masa de éstos asteroides respecto al planeta es muy inferior al que puede haber en el caso de los cinco protagonistas de hoy.

Aunque la masa de los asteroides troyanos sea proporcionalmente muy inferior a la de los del cinturón principal donde se encuentra Ceres, en la definición de planeta enano nunca se ha hablado de porcentajes. 

Ahora que se descubren continuamente nuevos exoplanetas, para generalizar la definición fuera del sistema solar (como si eso tuviese algún sentido) en ocasiones se sustituye la primera condición por: Estar en órbita alrededor de una estrella similar al Sol.

Lo sorprendente del caso es (tal como se ha citado con Plutón) que la condición para que un planeta sea enano no es que sea pequeño, como la lógica parece indicar, sino que “haya limpiado su órbita”. Debería llamarse “planeta limpio” o limpiador.

En cualquier caso puede haber otros astros que cumplan esas condiciones y ya se han encontrado varios candidatos; pero una vez enfriada la discusión y el debate sobre Plutón, tampoco parece que haya demasiado interés en analizar a fondo las características de estos astros y la posibilidad de incluirlos en el grupo, como tampoco la de cuestionar si otros planetas podrían ser "enanos" por la condición 3, como se ha dicho.


Características de cada uno de "los cinco": 

Ceres

Fue descubierto la primera noche del siglo XIX por el italiano Piazzi, que en principio pensó que se trataba de un cometa. Durante unos 50 años se le consideró planeta y luego asteroide. Una semana de agosto de 2006 se dio por hecho que recuperaría la categoría de planeta, y finalmente tiene el doble estatus de asteroide y planeta enano, tal como se ha dicho. Sin duda es el astro que más veces ha cambiado de categoría.

Su diámetro no llega por poco a los 1000 kilómetros por lo que es el más pequeño de los planetas enanos, pero el más grande con diferencia de los asteroides del cinturón principal. Hay otros astros transneptunianos de mayor tamaño que Ceres, pero su baja densidad hace que no sean redondos y por ello no se consideran planetas enanos.

Imagen de Ceres obtenida por la sonda Dawn

Plutón

Descubierto en 1930 por Clyde Tombaugh, considerado como planeta durante 76 años, es el verdadero protagonista de esta historia y por la discusión sobre su status se definió este grupo de astros.

Su diámetro es de 2377 km y tiene al menos 5 satélites (2 descubiertos en agosto de 2005, y otros 2 en 2011 y en 2012), siendo Caronte (1978) el más grande con diferencia.

Plutón, en una imagen obtenida por la sonda New Horizons

La mecánica celeste vista desde Plutón es muy llamativa y la recogí en “Un lugar con un cielo muy especial”. Si no lo leíste, te lo aconsejo vivamente.


Los otros 3 fueron descubiertos por equipos dirigidos por Michael Brown.

Eris

Fue el culpable de la destitución de Plutón. Encontrado en enero de 2005 y comprobado que era más grande que éste (ahora se sabe que en tamaño no lo es, con un diámetro de 2326 km , pero sí en masa), parecía que debería ser un planeta y que eso se decidiría en la asamblea de la UAI de 2006, pero finalmente ante el posible aumento futuro del número de planetas de manera exagerada al descubrirse nuevos astros, se decidió crear el nuevo grupo, en el que también se incluyó a Plutón por ser más pequeño que Eris.

Sus descubridores le dieron el nombre de Xena, pero finalmente se le llamó Eris por ser ésta la diosa de la discordia en la antigua Grecia y haber producido la discordia entre los astrónomos partidarios y detractores de degradar a Plutón. Tiene al menos una luna, a la que se le ha llamado Disnomia.

Eris y Disnomia en una foto captada por el telescopio Hubble, y una imagen artística de Eris.

Haumea

Parece ser que aunque en 2005 fue encontrado por Brown, un año antes ya había sido descubierto desde el observatorio de Sierra Nevada por José Luis Ortiz. Surgió la controversia porque se dijo que estos habían utilizado algún dato previo del otro equipo, hubo algunas vicisitudes en la presentación del nuevo astro, y actualmente la UAI no ha designado quien es el descubridor oficial.

Tiene una forma notablemente alargada con 1900 x 1300 km y no es eso lo más excepcional, ni sus 2 satélites sino que a modo de Saturno, está provisto de un anillo.

Imagen obtenida por el telescopio espacial Hubble donde se aprecian los dos satélites, y una representación artística con el anillo

Makemake

Descubierto en marzo de 2005, tiene un diámetro de 1430 km, un satélite conocido, y su extraño nombre procede de la mitología Rapa Nui (de la isla de Pascua)

Makemake y su satélite, captados por el Hubble


Por completar la confusa nomenclatura, existen otros términos que incluyen a algunos de estos astros: los plutoides y los plutinos

El término ”plutoide” incluye a los planetas enanos que están situados más allá de la órbita de Neptuno  es decir que se exceptúa a Ceres y quedan los otros 4.

Parece una definición absurda porque incluso con posibles futuros descubrimientos un plutoide es y será "un planeta enano distinto de Ceres", ya que no se encontrará ningún otro dentro de la órbita de Neptuno. Quizás para compensar, Ceres conserva un doble estatus de asteroide y planeta enano.

Algo similar se intentó con Plutón años antes de su degradación: que fuese simultáneamente planeta y asteroide, pero sus defensores no lo aceptaron y al final fue peor.

Por otra parte el de  los "plutinos" es otro término que pudiera llevar a confusión y caracteriza a los astros que al igual que Plutón, están en resonancia 3:2 con Neptuno, es decir que por cada 3 vueltas alrededor del Sol que da Neptuno, éstos dan 2. En este caso hay más astros con esta característica, pero  no son planetas enanos, paradógicamente por su pequeño tamaño. El primero fue descubierto en 1993.

Todo esto no deja de ser curioso, cómo se ha utilizado el nombre de Plutón para designar a estos grupos de astros...

Ni los plutoides, ni los plutinos tienen mucho sentido, y lo de planeta enano tampoco.

Se puso “planeta enano”, para que apareciera la palabra “planeta” al referirse a Plutón, y en las otras acepciones, evidentemente también. Para que el agraviado y destituido Plutón aparezca como referencia repetida en las diferentes nomenclaturas.

miércoles, 14 de junio de 2023

Escorpio

 

Si hay una constelación espectacular y que cualquiera puede identificar con la figura que representa, esa es Escorpio. Su brillante estrella roja Antares que enseguida llama la atención y la retorcida cola que acaba en el aguijón permiten dibujar este peligroso animal.


Antares recibió ese nombre precisamente por su color rojo similar al de Marte (Ares). Aunque el brillo del cuarto planeta es muy variable, puede coincidir con el de la estrella y por su situación en la eclíptica, en ocasiones pueden verse próximos.

En agosto de 2016 Marte (el punto más destacado de la imagen) se situó cerca de Antares, aunque algo más brillante que la estrella.

Y no es solo la constelación de Escorpio, sino que con su vecina Sagitario, la Vía láctea situada entre ambas y los cúmulos estelares de la zona, nos regalan una de las estampas más espectaculares del cielo:

Desde Araúzo de Torre (Latitud 41.8º) el 4-8-2022

En principio las pinzas del escorpión eran más largas porque se extendían por la vecina constelación de Libra.

Las fechas más adecuadas: Debido a la traslación de la Tierra, es precisamente esta época del año cuando el Sol se encuentra en la dirección opuesta a la constelación de Escorpio, y por ello cuando puede verse durante toda la noche.

Representación de la situación actual en la esfera celeste

En estas fechas desde latitudes medias del hemisferio norte Escorpio aparecerá por el horizonte sureste cuando se ha hecho de noche, se marchará por el suroeste antes de que empiece a clarear y durante la breve noche no se separará mucho del horizonte. 

Desde el Sur, mucho mejor posicionada, ya estará en el cielo por el este cuando se marche el Sol, alcanzará gran altura en la larga noche otoñal y aún podría observarse por el oeste-suroeste cuando el alba comience a extender su manto luminoso


Como se aprecia en estos gráficos, tanto la altura que alcanza como el tiempo de visibilidad son muy diferentes según el hemisferio en el que estemos. Aunque en ambos se han tomado las mismas referencias temporales (2 horas después o antes de ...), hay que tener en cuenta que ahora precisamente las noches en el hemisferio sur son más largas.

De todas las constelaciones zodiacales esta es la más meridional. Aunque el Sol en el solsticio de diciembre ya se sitúa en la vecina constelación de Sagitario, es Escorpio la que se extiende mucho más debajo de la eclíptica, hasta la declinación 44º sur.

Además desde una latitud 35º sur (por ejemplo) podrá verse cerca del cenit y aparecerá impresionante.

Escorpio en el cielo de Atacama (Latitud 22.9 sur) el 7-4-2013. Para un habitante del hemisferio norte resulta sorprendente ver esta constelación en lo alto del cielo, si hace un viaje por aquellos lugares.
Es curioso apreciar que el aguijón aparece a la izquierda de la imagen, al contrario que en las imágenes representadas desde el hemisferio sur. Esto es debido a que al verse muy cerca de cenit, ahí no hay izquierda o derecha. Depende de como se coloque la cámara




Mitología:

Esta constelación es, muy probablemente, la que aparece en los cielos de más culturas antiguas. Echándole imaginación cada pueblo podía asociar un grupo de estrellas con un objeto o un animal, pero Escorpio tiene una forma muy ilustrativa e inequívoca.

Así mismo, hay muchas leyendas en la mitología griega que se refieren al escorpión, pero en todas ellas aparece como el enemigo de Orión, el gigante poderoso al que consiguió vencer, aunque en algunas versiones ambos mueren en la pelea y son transformados en constelaciones.

Como en otros muchos casos, la leyenda se adecúa a la mecánica celeste y en este caso las constelaciones de los dos enemigos son colocados en zonas opuestas del cielo de manera que no pueden verse ni volver a pelear: cuando sale una, justo se oculta la otra.

Pero siempre puede haber excepciones como en la Antártida en que en algunos momentos del invierno austral ambas aparecen sobre el horizonte. Pero claro, los antiguos griegos nunca estuvieron en el continente helado


Esto ocurre porque al estar Orión sobre el ecuador celeste, desde el polo sur siempre que sea de noche (en invierno austral) se verá la mitad de la constelación. Pero alejándonos al menos 8º del polo (la declinación de Betelgeuse es de 7º)  podrá verse completa a una determinada hora.  Aunque en ese momento la zona del ecuador próxima a Escorpio esté 8º por debajo del horizonte, la declinación de las estrellas de Escorpio (inferior a -20º) hará que estén por encima del mismo.

En el hemisferio norte Escorpio suele asociarse al verano y Orión al invierno, porque en esas épocas es cuando pueden verse al principio de la noche que son los momentos más propicios para observar, pero no es menos cierto que, por ejemplo en agosto, al final de la noche Orión ya aparece en el cielo.

En el hemisferio sur, donde podría decirse que Escorpio es una constelación de invierno, sin embargo puede verse en primavera al principio de la noche o en otoño de madrugada.

Imagen tridimensional

Todas las constelaciones están formadas por grupos de estrellas a las que vemos desde nuestra perspectiva en una misma zona del cielo, pero pueden estar a distancias muy diversas.

Como puede verse en la siguiente representación eso ocurre también en Escorpio, aunque en mucha menor medida que en otras constelaciones, ya que exceptuando dos estrellas de la cola cuya distancia es inferior a cien años luz, una del aguijón a casi dos mil y la más lejana con diferencia también en la cola, a más de 4500, la mayoría de las que forman el conocido asterismo no están a una distancia muy diferente de la de Antares (aproximadamente los 500 años luz). 

Puede señalarse el caso de las estrellas Z1 y Z2 que desde aquí se les ve casi juntas, pero en realidad están enormemente distantes.

Esquema aproximado de las distancias relativas a las que se encuentran las principales estrellas de Escorpio


Objetos de interés

Toda la zona de Escorpio y Sagitario está salpicada por interesantes cúmulos estelares y otros objetos de cielo profundo. Entre los de Escorpio se pueden destacar:


M4: Cúmulo globular de magnitud 5.9 por lo que puede verse a simple vista en un cielo oscuro. Fue el primer cúmulo globular en el que se distinguieron estrellas individuales. Cercano a Antares (en dirección, no en distancia)

M80 No está lejos de Antares, es más débil y compacto que M4 y puede verse con prismáticos

M6: Espectacular cúmulo abierto, conocido también como cúmulo de la mariposa.

M7: Cúmulo abierto de magnitud 3.3, ya descrito por Tolomeo en el año 130, y lógicamente puede verse sin ayuda óptica

NGC 6334: Nebulosa conocida como "Pata de gato" da una interesante imagen, aunque su magnitud 10 exige la utilización de telescopios de un cierto tamaño.

NGC 6357: Nebulosa de "La langosta" de brillo similar y cercana a la anterior, tiene en su centro un cúmulo abierto de estrella brillantes.

De todas formas conviene señalar que todos estos objetos, excepto los cúmulos abiertos M6 y M7, están situados mucho más lejos que las estrellas que forman la figura del escorpión, aunque desde aquí se ven en esa dirección.


Connotaciones astrológicas

Quizás hayas entrado a leer este artículo buscando el horóscopo o las características de tu signo. No hay aquí nada de eso porque este es un blog de astronomía, que siguió caminos diferentes a la astrología a partir del siglo XVII. Pero si este es tu caso te recomiendo que leas "En el dominio de Ofiuco".

lunes, 5 de junio de 2023

Venus le hace “la cobra” a Marte


 Sin duda el astro más destacado al principio de la noche ha sido y está siendo el planeta Venus. Ese brillante “lucero” que incluso llama la atención a quienes lo conocemos si lo vemos de pronto salir de detrás de una nube, y tantas veces hemos oído la pregunta de “¿Cuál es esa estrella tan espectacular?”

Imagen del 22 de abril. Sin duda Venus destaca sobremanera pero aunque la diferencia de brillo con Marte es evidente, la evolución de las posiciones de ambos no deja de ser interesante

Desde el comienzo de este año en que lleva viéndose claramente en su aparición vespertina, Venus se ha cruzado en su camino con todos los demás planetas menos con Marte, porque cuando se dirige hacia él y parece que ocurrirá lo mismo que con los otros, se parará como si se arrepintiese, y ante el acercamiento del planeta rojo, retrocederá. En el lenguaje coloquial puede decirse que le hace una cobra.

Todos los planetas, personificados por figuras masculinas han pasado saludando a la bella Venus, pero con el dios de la guerra,...

Todo esto de los encuentros con el resto de planetas lo recogí en un reciente artículo ; pero ahora quiero resaltar el tema de Marte, diferente a los otros.

Con ello espero por un lado que surja la curiosidad por seguir mirando a Venus y sus evoluciones hasta el próximo mes de julio porque no ha acabado su actuación,  y por otra parte algo más técnico: recoger y explicar las evoluciones que desde la perspectiva del tercer planeta, vemos que realiza el segundo.

Concretando, se representan aquí las posiciones de Venus y Marte respecto al horizonte desde un lugar de latitud 43º N una hora después de la puesta de sol.


Y aquí la trayectoria de ambos sobre el fondo de las constelaciones, desde abril hasta agosto:


Durante estas pasadas semanas ya se han podido observar algunos detalles:

Efectivamente, en estas imágenes se aprecia las trayectorias del movimiento de ambos planetas. Aunque considerando las posiciones a una determinada hora parece que ambos se van acercando, tomando referencias sobre el fondo de las estrellas se ve cómo Venus va "persiguiendo" a Marte.

Las constelaciones son una buena referencia. Más interesante que trabajar con el mapa puede ser observar e incluso fotografiar. Por ejemplo el 15-5 Marte estaba alineado con Cástor y Pólux, las dos estrellas más brillantes de Géminis, mientras que Venus estaba en el interior de la constelación.


En esta imagen del 18-5 Marte (arriba a la izquierda) ya se había desplazado un poco.


Venus llegó al mismo lugar el 1-6, precisamente cuando Marte estaba en el cúmulo del Pesebre:


No se aprecia el cúmulo en la foto, pero sí en esta otra, dos días antes, cuando se acercaba.

Marte, el punto brillante de la derecha, se acerca al Pesebre, en la constelación de Cáncer

Ayer (4 de junio) ya lo había sobrepasado

Por cierto, Venus pasará por allí, rozando el cúmulo, el 13 de junio.

Pero ayer Venus también sobrepasó la línea Pólux-Cástor


Y superponiendo ésta con la imagen del día 1 con la referencia de las estrellas, se ve que ambos planetas aunque se mueven en la misma dirección, Venus lo hace más rápido y se están acercando entre sí: 




La clave principal del comportamiento de Venus primero con su aproximación a Marte y luego su alejamiento está fundamentalmente en el aumento y luego disminución de la elongación, ya que pasará por el punto de máxima elongación oriental precisamente cuando ya esté cerca de alcanzar al planeta rojo. 

Analizando las posiciones de los planetas en sus órbitas, se ve el motivo:


De todas formas, aún después de la máxima elongación de Venus, se sigue acercando a Marte durante la mayor parte del mes de junio porque hay otros factores. Efectivamente, en ese momento comenzará a disminuir su elongación, moviéndose en sentido contrario respecto al Sol, pero al principio lo hace muy lentamente y como la elongación de Marte también está disminuyendo, y además más rápidamente, ambos planetas seguirán acercándose (vistos desde aquí) hasta finales de junio. 

Durante este mes el recorrido del Sol respecto a las estrellas es ligeramente mayor que el de Venus, y éste mayor que el de Marte

Durante este periodo más bien es Marte el que parece acercarse a Venus, que se le ve casi quieto como esperándolo; pero en cuanto llega, se da media vuelta y se aleja rápidamente.

En esta “cobra” influye también la latitud eclíptica de Venus, que cambia muy rápidamente hacia el Sur, y aunque la de Marte también disminuye, lo hace en mucha menor medida por estar aun lejos de su nodo descendente y tener una inclinación orbital menor (1.85 frente a 3.4). De hecho, en esos momentos Venus está muy cerca de su nodo descendente, que es donde más rápido varía esa coordenada. Por ello no solo se retirará hacia la derecha de Marte, sino también hacia abajo (En el hemisferio sur hacia la izquierda y arriba)

Posición de los planetas en sus órbitas el 4-7-2023 y situación de los nodos, en una proyección con el plano de la eclíptica de perfil

¿Por qué ha ido sobrepasando a todos los demás planetas (hacia el este - izquierda), pero a Marte no?

Cuando Venus comenzó su aparición vespertina a principio de año casualmente todos los planetas  tenían elongación Este no muy elevada (estaban situados al Este del Sol) y con ello esa separación angular iba disminuyendo. Venus al ir aumentando su elongación los sobrepasó, pero ha alcanzado su máxima elongación cuando Marte aún estaba sin rebasar.

En ese momento ya está cerca de Marte, pero al invertir la dirección de su movimiento, no llega a sobrepasarlo.

Posición de los planetas en Enero y en agosto, cuando comenzó y terminará el periodo vespertino de Venus, y visual desde la Tierra:

Posición de los planetas en enero y en agosto, cuando comenzó y terminará el periodo vespertino de Venus, y su visual desde la Tierra. Marte es el único que no ha sido "alcanzado" por Venus.
Las órbitas de Urano y Neptuno no están a escala.

viernes, 26 de mayo de 2023

“Su” y “Gar”, el exoplaneta y su estrella

He decidido escribir este post porque acabo de enterarme de que la Unión Astronómica Internacional (UAI) ha asignado al exoplaneta Gliese 486B y a la estrella de Virgo a la que orbita (Gliese 486) los nombres Su y Gar que en euskera significan Fuego y Llama, recogiendo la propuesta realizada por Itziar Garate, una persona cercana, del grupo de ciencias planetarias de la Universidad del País Vasco, y que yo mismo había apoyado con mi firma.

Certificado enviado por la UAI (IAU en inglés)

Además de que su significado se puede asociar a las características de esos astros, la expresión "Su ta gar" se utiliza con frecuencia para indicar el trabajo con empeño, lo que le da un valor añadido.

Grupo de ciencias planetarias de la Universidad del País Vasco

Gliese 486b es probablemente el exoplaneta mejor estudiado, se encuentra a solo 26 años luz, y con una temperatura similar a la de Venus rondando los 400 grados, podría tener atmósfera. Aunque allí la vida es imposible Gliese 486b se ha convertido en la Piedra rosetta de la exoplanetología, tal como algunos expertos han sugerido, y como indicaba Itziar los nombres que ella proponía para la pareja se adecuaban a sus características.

Representación artística de un paisaje del planeta y la estrella 

De vez en cuando la UAI realiza estas convocatorias para recibir propuestas con las que nombrar a exoplanetas y sus estrellas, y ya en la primera edición en 2015 aceptó la del planetario de Pamplona, la Sociedad Astronómica de España y el Instituto Cervantes, asignando a la estrella mu Ara el nombre de Cervantes, y a sus 4 planetas Sancho, Quijote, Rocinante y Dulcinea.

En 2022 la UAI encargó a su oficina para la divulgación de la Astronomía organizar la tercera edición de estos certámenes: el Name ExoWorlds 2022 para nombrar 20 sistemas planetarios extrasolares, en esta ocasión priorizando las culturas y lenguas minoritarias.

El nodo español recibió 22 propuestas y en febrero seleccionó como propuesta principal la de Itziar Garate, y otras dos propuestas de reserva, una de las cuales (Filetdor y Catalineta procedente de Mallorca) también ha sido elegida por la UAI, junto 18 de otros países, para nombrar las estrellas y exoplanetas elegidos.

Desde 1995 en que se descubrió el primero en torno a una estrella "normal" (y con la discusión de los de 1992 alrededor de un pulsar), ya se han detectado unos 8000 exoplanetas, más de 5000 totalmente confirmados, en 3800 sistemas diferentes, ya que muchos de ellos tienen más de un planeta.

Cada exoplaneta lleva el nombre de su estrella, seguido de una letra: B, C, D, E,… según el orden de descubrimiento. La letra A no se usa, y de alguna manera estaría reservada a la estrella, y lógicamente la más usada es la B.

Un ejemplo lo tenemos en el famoso sistema Trappist 1, que con sus 7 planetas descubiertos, sus nombres llegan hasta el Trapist 1 H.

En el caso de las Gliese, se trata de un catálogo elaborado en principio por Wilhelm Gliese, que recoge estrellas cercanas (a menos de 20 parsecs) ordenadas por la coordenada de ascensión recta.

De todas formas, de cara a identificar más fácilmente a algunos sistemas especialmente interesantes, la UAI planteó asignarles nombres propios más llamativos junto a las denominaciones técnicas, y ese es el motivo de estas convocatorias.

Si quieres más información sobre el tema, puedes encontrarlo en este enlace que recoge la noticia o en este otro que ya se cita en el anterior y que explica ampliamente el contexto.


Para acabar, aunque no venga a cuento, a este respecto hay que tener cuidado con esos timos que nos reportan una estrella con nuestro nombre a cambio de dinero. Solamente la UAI puede nombrar los astros, y como se ve no es nada inmediato. 



domingo, 14 de mayo de 2023

El analema y su uso en los relojes de sol

Si se fotografía el Sol durante todo el año a una misma hora se obtiene una imagen como la de la figura. 

Resultado para las 12 del mediodía (la 1 en horario de verano), obtenido desde Austria por Robert Pölzl.

Como hacerlo todos los días del año sería demasiado pesado y además habrá algunos días en que esté nublado, sería suficiente hacerlo cada 5 o 10 días de promedio.

A esta línea en forma de 8 ligeramente asimétrica, muy parecida a lo que que en el lenguaje matemático sería una lemniscata, se le llama analema, y si se hiciese desde el hemisferio Sur a una hora de la tarde sería así:

Analema obtenido en Buenos Aires por Enzo de Bernardini en hora vespertina, en que Sol ya se ha puesto en los meses de junio y julio, por lo que puede deducirse que corresponde a las 17 hora solar media (18 hora argentina)

El motivo de que aparezca esa línea es la llamada “ecuación del tiempo" que expliqué en detalle y puedes lincarlo. El Sol a una misma hora no está todos los días en la misma posición porque no tarda exactamente 24 horas en pasar por el meridiano, y eso es solo la media. 

El desplazamiento del Sol en las distintas fechas en sentido vertical se debe a su diferente altura según la estación (en verano y primavera el Sol está más alto y en otoño e invierno más bajo), y el sentido horizontal (Este-oeste) propiamente a la ecuación del tiempo, de manera que cuando los días son más largos de 24 horas el Sol llega más tarde a la posición que ocupó el día anterior y a la hora en punto está más a la izquierda. Y cuando son más cortos el Sol estará más a la derecha que el día anterior.  (Todo ello en el hemisferio norte, en el Sur al revés porque allí el movimiento diario del Sol de este a oeste es hacia la izquierda)

La primera imagen corresponde al mediodía, pero lógicamente si se hace la foto a otras horas aparecerán resultados análogos.

Analema a las 11, 12 y 13, hora solar media, o 12, 13 y 14 en horario oficial para un lugar del meridiano 0 en España (en horario de verano las 13, 14 y 15).

Como se ha dicho, la figura no es simétrica arriba-abajo: Los dos bucles del analema son claramente de diferente tamaño, se cruzan en la posición del 13 de abril con el 31 de agosto, y aproximadamente el bucle pequeño mide 14º y el grande 33º. Serían iguales si la órbita de la Tierra fuera exactamente una circunferencia, y habría un solo bucle si el eje de rotación no estuviera inclinado.

Tampoco es simétrica la gráfica en sentido izquierda-derecha, y así el cruce se encuentra a 0.15º a la izquierda de lo que sería el teórico eje vertical de simetría; los dos vértices que corresponden a los solsticios están también ligeramente a la izquierda del eje, el bucle superior es claramente más ancho por la izquierda (en julio-agosto) y el inferior lo es por la derecha (en octubre-noviembre).


Esto es porque las dos causas que lo producen (perihelio y solsticio) no coinciden en la misma fecha, pero como el solsticio de diciembre no se separa mucho del perihelio, es casi simétrica. A largo plazo al variar éstas, cambiará también la forma del analema, perdiendo simetría porque el perihelio se desplaza con el paso de los siglos y el solsticio también por la precesión de los equinoccios.


Analema de sombra

Obtener un analema no es sencillo, fundamentalmente porque hay que colocar la cámara todos los días exactamente en el mismo lugar y orientación, pero puede obtenerse mucho más fácilmente la curva análoga que produce en el suelo la sombra de un objeto fijo. Podemos ir anotando, por ejemplo, el punto donde está el extremo de la sombra de un poste, o de un indicador, la esquina de una valla o de un tejado, etc. Objetos que se mantendrán fijos y nos solucionan el principal problema.

En este caso la figura en forma del analema que queda determinada en el suelo no es idéntica a la que aparecería en el cielo haciendo fotografías, debido a la diferente distancia del extremo del listón hasta los lugares del suelo en que se proyecta la sombra. Como puede apreciarse en el gráfico anterior, la zona que se proyecta más lejana a la base del poste aparecerá más grande, y por eso en el hemisferio norte el bucle pequeño (de los meses próximos al solsticio de verano) queda reducido aún más

Además si la observamos desde un lugar más alejado del poste (A), se alterará la orientación izquierda- derecha, mientras que si la miramos desde la base del poste (B) se alterará la orientación arriba-abajo.

Según la latitud, el desplazamiento del Sol respecto al horizonte saldrá diferente, y por ello también el analema de sombra. Incluso para una misma latitud positiva y negativa, la imagen del analema de sombra es diferente.

Analemas de sombra a mediodía, en diferentes lugares. En el caso del círculo polar la escala se ha reducido a la tercera parte y el analema se cerraría en el infinito.

Utilización del analema en los relojes de sol

El analema puede usarse en los relojes de sol para corregir la ecuación del tiempo, y conseguir así que indiquen hora media, o incluso hora oficial si se corrige previamente las otras dos circunstancias que colaboran en la discrepancia entre relojes de sol y hora oficial:  la longitud geográfica y el huso horario en vigor, tal como se indicaba en “La hora de los relojes de sol

El resultado del analema en los diferentes tipos de reloj será distinto. Veamos algunos casos:

- En los relojes cilíndricos será el caso más fácil. Por una parte todos los analemas serán iguales con lo que haciendo una plantilla a partir de una tabla de ecuación del tiempo y la declinación solar en cada fecha, será suficiente copiándola en cada una de las líneas horarias. 


- En los relojes verticales la zona inferior del analema (la correspondiente a junio-julio-agosto) estará ampliada respecto a la superior porque está más lejos del extremo del gnomon.

En el hemisferio norte esto compensa la asimetría del analema y los dos bucles quedan de tamaño similar, o incluso el pequeño quedará más grande en horas lejanas a mediodía.

- En los relojes horizontales ocurre lo contrario, y el bucle de otoño-invierno queda aún mucho más grande que el de primavera-verano

En el hemisferio sur en ambos casos ocurre lo contrario.

- Existen otros modelos de relojes solares donde el analema está situado en el gnomon (el elemento que produce la sombra), como en este situado en el observatorio de Calar alto, en el que cada medio año hay que cambiarle dicho gnomon, este otro situado en Castelldefels, diseñado por Antonio Bernal, o el diseñado por J. Vicente Pérez:

La utilización de estos relojes no es inmediato, ya que la pieza del gnomon produce dos bordes de sombra, y conviene colocar un panel explicativo.

También puede considerarse incluido en este apartado el conocido como "reloj analemático", porque el gnomon se coloca en diferente lugar de un analema, según la fecha, para conseguir el mismo objetivo. Sobre esto va el siguiente anexo, que recoge una circunstancia muy curiosa:


La gran paradoja del analema: su utilización en el reloj analemático.

Un ejemplo clásico en el que aparece la ecuación del tiempo en forma de analema es precisamente en los relojes llamados “analemáticos” donde la propia sombra del usuario indica la hora.

En principio, estos relojes no tenían analema (suena extraño, pero el primer reloj de este tipo se elaboró en la explanada de la iglesia de San Nicolás de Tolentin en Brou-Francia a comienzos del siglo XVI cuando no se conocía la ecuación del tiempo, y ya en el S XVIII se incorporó el analema ... es posible que el nombre se les asignase después...) 

El usuario se colocaba en una línea trazada sobre el eje menor de la elipse en la que están situadas las horas, en diferente lugar según la fecha.

Reloj analemático sin analema

Pero en muchos modelos, esta línea se sustituye por un analema para corregir la ecuación del tiempo:


Este analema es simétrico en horizontal respecto al que dibuja el Sol en el cielo: Si en una determinada fecha cada hora el Sol aparece a la derecha de su hora porque adelanta, el usuario se colocará a la izquierda y su sombra retrasará la indicación del Sol, corrigiendo la hora. En el hemisferio sur al revés.


Sin embargo, y a pesar de que su gran difusión pudiera hacer pensar lo contrario, este analema solo corrige la hora correctamente a mediodía, como se explica a continuación y se propone una  solución.

Efectivamente tal como se ha dicho, y podría poner en entredicho el nombre de estos relojes,  el analema no corrige la ecuación del tiempo fuera del mediodía: Por ejemplo, y tal como se representa en el siguiente gráfico, el día 1 de agosto el Sol atrasa 6 minutos. Entonces el usuario, en vez de colocarse en la posición A se coloca en B (a su misma altura pero en el analema) y adelanta esos minutos corrigiendo el desajuste. Pero a otras horas no corrige tanto, y cuando el Sol está en el este o el oeste (sobre las 17 horas) no corrige nada ya que las dos sombras A y B coinciden.

Pero incluso cuando el Sol tiene componente norte, por ejemplo a las 19 horas, la sombra B en vez de adelantar ¡retrasa la hora que marca el Sol! aumentando el desfase. ¡Es peor el remedio que la enfermedad! 

Hemisferio norte

Debido a la forma del analema, este desajuste no es muy grande en el hemisferio norte porque la mayor amplitud de esta curva corresponde a meses de otoño e invierno cuando el Sol nunca tendrá componente norte, pero sí lo será en el sur porque allí es verano, como se ve en este gráfico:

Hemisferio sur

Por ejemplo el 1 de febrero al colocarse en B en vez de en A, a las 19 horas no solo no corrige adelantando los 15 minutos que atrasaría el reloj por la ecuación del tiempo, sino que retrasa aproximadamente otros 10 con lo que el error será de ¡25 minutos!

Si realmente no corrige e incluso a veces empeora la lectura ¿Sería conveniente eliminar el analema en los relojes analemáticos? Parece una incongruencia.

Se puede intentar buscar una solución, que en principio se antoja casi imposible porque parece que habría que dibujar un analema por cada hora en cada mes, pero… a veces en temas aparentemente complicados puede encontrarse:

En determinados puntos del analema, (por ejemplo a principio y en el centro de cada mes) se trazarían arcos de elipse, semielipses, o incluso elipses casi completas de la misma excentricidad que la que contiene las horas, con el vértice en ese punto y el semieje menor sobre la línea meridiana.


Para ver la hora habrá que empezar colocándose en el mismo lugar que con el analema tradicional, pero luego moverse en la semielipse y girarse de forma que se mire hacia donde está la sombra, todo ello manteniendo un pie a cada lado de la citada semielipse, tal como se ha representado en el gráfico para el 1 de agosto y el 1 de noviembre. En este caso la corrección siempre es adecuada: el analema tradicional no corregía nada a primeras y últimas horas pero ahora sí se adelantarán o retrasarán los minutos correspondientes en cualquier caso.

En el hemisferio Norte:



Colocándose en los puntos C de la semielipse a mediodía funciona igual que con el método tradicional adelantando unos minutos, y lo sigue haciendo a las 17 h. cuando antes no corregía, y también a las 19 cuando atrasaba en vez de adelantar.

Y en el hemisferio Sur:

 

En las fechas en que se producían los mayores errores, como al comienzo de febrero cuando la ecuación del tiempo ronda los 15 minutos, que antes hacia las 19 h. adelantaba en vez de retrasar, ahora realiza la corrección de manera adecuada, colocándose en el punto C en vez de en A.

Queda únicamente la duda de por qué a estos relojes se les llama analemáticos si en principio no tenían analema, funcionando mejor sin él en algunos casos, o incluso la posibilidad de que primero fuera el reloj analemático y después el analema.