Eclipses, un juego de luces y sombras

El pasado lunes 21 de agosto se pudo observar un eclipse solar total que recorrió Estados Unidos en diagonal de oeste a este. En el resto del país el eclipse observado fue parcial, como en Centroamérica, el norte de Sudamérica y parte de Europa. Todos sabemos que un eclipse (del antiguo griego  ékleipsis ‘desaparición’) consiste en la ocultación total o parcial de la luz de un astro por interposición de otro astro entre él y el observador, como es el caso de la Luna interponiéndose entre el Sol y la Tierra en un eclipse solar, o en el paso de un astro por la sombra proyectada de otro astro de modo que la iluminación  del primero queda interrumpida, como el caso de los eclipses lunares, donde la Tierra se interpone entre la Luna y el Sol, de modo que no podemos ver a nuestro satélite reflejar la luz del astro rey. ¿Pero sabemos realmente con qué frecuencia y por qué ocurren estos eclipses en nuestro planeta?

Los eclipses solo pueden ocurrir durante la temporada de eclipse, es decir, cuando la Luna y el Sol se encuentren cerca de alguno de los nodos lunares (ascendente o descendiente) aproximadamente cada 6 meses y dura en promedio 34.5 días. Estos nodos, tal y como muestra la imagen 1, son dos puntos donde el plano de la trayectoria que sigue la Luna a nuestro alrededor (inclinada unos 5 grados respecto a la eclíptica) se cruza con el plano de la órbita de la Tierra, el cual justamente coincide con la eclíptica.

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Imagen 1: trayectorias orbitales de la Luna y la Tierra

Pero todos conocemos el mes lunar, es decir, el período en el cual la Luna recorre todas las fases lunares de una Luna Nueva a la siguiente durando alrededor de 29.5 días, y podemos deducir que siempre habrá al menos 1 Luna Nueva y 1 Luna Llena durante cada temporada de eclipse, resultando en un eclipse solar y lunar respectivamente. Es por esto que siempre ocurren con una diferencia de dos semanas (ver imagen 2).

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Imagen 2: puntos y momentos dónde se puede producir un eclipse

Sin embargo, el número de eclipses al año no es siempre 4, puede variar de un mínimo de 2 solares y ninguno lunar, a un máximo de 5 solares y 2 lunares o bien 4 solares y 3 lunares. Cabe añadir que aunque ocurren eclipses solares cada año, se consideran más raros de ver que los lunares, y esto se debe principalmente a que los eclipses lunares son visibles durante mucho tiempo (entre 30 minutos y 3,5 horas y es debido a la diferencia de tamaño entre la Tierra y su satélite) y desde todas las ubicaciones donde el cielo es nocturno, mientras que los eclipses solares duran apenas unos minutos y solo se observan desde un recorrido concreto sobre la Tierra.

En un eclipse, el cono de sombra que proyecta la Luna sobre la Tierra o viceversa recibe el nombre de de umbra, mientras que el cono de sombra más tenue por el paso de más luz que abarca más superficie terrestre lo llamamos penumbra. (Ver imagen 1).

En un eclipse solar, dependiendo de si nos encontramos en la zona de umbra o penumbra y de la distancia de la Luna a la Tierra podemos distinguir diversos tipos de eclipses: total, parcial, anular o híbrido.

El primero se observa desde la zona de umbra y se da cuando la Luna se encuentra a la mínima distancia del planeta (Perigeo) de modo que el Sol queda eclipsado en su totalidad. Sin embargo, unos segundos antes y después se pueden contemplar algunos rasgos celestiales especiales como el efecto de anillo de diamante, las perlas de Baily, las fulguraciones solares o la corona. Además se pueden observar estrellas y planetas durante el día gracias a que se oscurece el cielo circundante.

El segundo se puede ver desde el cono de penumbra a cualquier distancia de la Luna a la Tierra, por lo que es el más visto, no cubiréndose completamente la superficie del sol y observándose simplemente un ensombrecimiento del cielo, semejante a un atardecer abrupto.

El tercer tipo de eclipse se observa también en zona umbral, pero la Luna se encuentra a una distancia lo bastante lejos del planeta (alrededor del Apogeo, distancia más lejana)  para que no se cubra el perímetro del Sol en su totalidad, dejando un anillo de fuego alrededor de la Luna que lo eclipsa.

El cuarto y último tipo es el menos común, pues se da cuando la Luna esta a una distancia determinada de la Tierra lo bastante cerca para que en algunos puntos de la misma se observe un eclipse total y lo bastante lejos para que en otros sea anular (ver imagen 3).

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Imagen 3: esquema de eclipse híbrido

Por lo que respecta a los tipos de eclipses lunares, se pueden dar umbrales o penumbrales. Un eclipse umbral se observa desde la zona umbral y puede ser total o parcial. Es total cuando la Luna se introduce entera en la sombra de la Tierra, adoptando el típico color rojo de la “Luna de sangre”, lo cual es debido a que la luz solar proyectada sobre la Tierra dispersa la luz azul y verde, pero deja pasar la luz roja por la atmósfera.

En cambio cuando es parcial solo una parte de la Luna penetra en la sombra terrestre, y la zona sombreada puede adoptar un color rojo oscuro, oxidado, o simplemente un gris carbón dependiendo del tamaño del eclipse, cosa que es debida al contraste entre esta parte y la otra parte de la luna que permanece fuera de la sombra.

Un eclipse penumbral se observa desde la zona de penumbra y también puede ser total o parcial. Estos son menos visibles que los umbrales, pues la penumbra es una sombra mucho más diluida, solo cuando al menos la mitad de la Luna entra en la penumbra, se puede ver el eclipse lunar penumbral.

Cabe añadir que el estudio de los eclipses lunares, a parte de permitirnos hacer mediciones astronómicas (verificación de momentos de contacto entre el disco de la Luna y el cono de sombra, etc.) es útil para analizar de forma indirecta las condiciones de nuestra atmósfera, pues la presencia de ozono y polvo en suspensión influyen en la densidad y coloración de los conos de umbra y penumbra.

Para acabar: si esto ya te parece complejo, déjate alumbrar por los eclipses estelares o incluso galácticos, pero estos los dejamos para otro artículo!

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