jueves, 22 de septiembre de 2016

Equinoccio


Equinoccio, palabra que procede del latín y que significa "noche igual". Hoy día 21 de septiembre, a las 14h21 en Tiempo Universal (16h21 en el horario peninsular español) tendrá lugar el equinoccio de otoño. El día tendrá, matemáticamente, la misma duración que la noche, el Sol sale exactamente por el Este y se pone exactamente por el Oeste.

Hay que hacer una matización al respecto de la igual duración del día y la noche cuando se ha indicado en el párrafo anterior matemáticamente. Debido al diámetro aparente del Sol, treinta minutos de arco, la luz solar se prolonga como mínimo un minuto en los equinoccios que sería, aproximadamente el tiempo que habría de diferencia entre que sale el limbo solar y el centro del Sol. Por otra parte la refracción atmosférica actuando como una lente, hace posible que la luz se expanda en todas las direcciones cuando el Sol aún no ha salido. Este último efecto supondría unos 3 o 4 minutos de diferencia. En España el día en el que la duración de la noche y el día es la misma es el 26 de septiembre.

Precisamente hoy, los observadores situados en el ecuador terrestre verán el Sol en el punto más alto del cielo, justo encima de sus cabezas, lo que conocemos como el cenit. Los equinoccios ocurren dos veces al año: una entre el 20 y el 21 de marzo y la otra, en otoño, entre el 22 y el 23 de septiembre. Así, el pasado año ocurrió el día 23 a las 08h20 TU y el próximo año tendrá lugar, al igual que este, el día 22 a las 20h02 TU. En el hemisferio norte, el equinoccio de septiembre supone el paso de la estación veraniega al otoño, mientras que en el hemisferio sur se pasa de invierno a primavera.

Como aparece en la figura, en el equinoccio, se produce la intersección del ecuador celeste y el plano de la eclíptica. En primavera el equinoccio coincide con un punto bastante importante desde el punto de vista astronómico y que se denomina Primer Punto de Aries (¡situado en Piscis!), mientras que en otoño la posición del Sol es el Primer Punto de Libra (¡situado en Virgo!). En éste último caso, el de hoy, el Sol parece pasar de la posición norte al sur del ecuador celeste y, desde el punto de vista de las coordenadas astronómicas, su declinación pasa de ser positiva a negativa. En el punto de Libra, en el equinoccio de otoño, la ascensión recta del Sol es 12 horas y la declinación 0 grados.

Para un observador situado en el ecuador celeste, el Sol describirá una trayectoria vertical desde que amanece por el Este hasta que se pone por el Oeste, alcanzando al mediodía el cenit. Desde los polos, en cambio, el Sol no se levanta sobre el horizonte. Desde cualquier otro lugar la altura a la que culminará el Sol será el resultado de restar 90º a la latitud de lugar.

Lo que si está claro es que ahora podremos disfrutar también de magníficas constelaciones con objetos astronómicos preciosos que servirán de antesala al espectacular cielo de invierno. Nada mejor para ambientarlo que disfrutar de la música que Jean Michel Jarre creara en 1978 publicada en un trabajo denominado Equinoxe.





miércoles, 10 de agosto de 2016

Perseidas 2016: La lluvia de las madrugadas del verano

Si hay alguna actividad astronómica que no pasa desapercibida en cualquier verano esa es la lluvia de estrellas fugaces conocidas con el nombre de las Perseidas. El máximo está previsto entre las 13h y las 15h30 TU (dos horas más tarde para el horario peninsular español) del día 12 de agosto y las previsiones sitúan una actividad muy alta, en distintos medios se ha estimado 400-500 pero hay que tratar esta cifra con cautela. No obstante aunque las observaciones de los días previos están ofreciendo una marcada actividad puede que podamos observar unos 150 meteoros por hora en el momento en el que el radiante alcance la máxima actividad. También hay que prestar atención a la madrugada del día 11 al 12 cuando podrá observarse un buen número de meteoros. Este año aunque no tenemos un cielo completamente oscuro por la presencia de la Luna,  esta se pondrá entre dos y tres horas después de la medianoche. Si aguantamos un poco y disponemos de un cielo limpio alejados de las luces de los entornos urbanos podremos disfrutar del espectáculo.

LAS PERSEIDAS

La lluvia de meteoros de las Perseidas está relacionada con el cometa 1862 III conocido también como 109/P Swift Tuttle. Cuando este cometa pasa por las cercanías del Sol su superficie se activa merced a la acción del viento solar, quien logra que se desprendan gases y partículas de él que suelen quedarse en una zona del espacio como de un recuerdo del paso del cometa se tratara. Esa acumulación de polvo gira también alrededor del Sol a modo de nube formando lo que se llama un enjambre de meteoros.

La Tierra, a lo largo de su traslación anual alrededor del Sol, cruza en ocasiones esos enjambres de meteoros, residuos de material cometario, interaccionando con ellos y produciéndose lo que conocemos como lluvia de meteoros o lluvia de estrellas fugaces. Cuando uno de estos residuos de polvo del tamaño de un grano de arena toma contacto con la atmósfera terrestre la partícula produce un destello luminoso conocido como meteoro. Este fenómeno se produce a unos 100 kilómetros de altura, pero a veces las partículas son mayores y logran alcanzar la superficie terrestre en cuyo caso reciben el nombre de meteoritos.

Estas zonas de partículas que la Tierra cruza tienen su contrapartida en la esfera celeste. Así, en el caso de las Perseidas, cuando nuestro planeta atraviesa la zona residual dejada por el cometa Swift Tuttle los meteoros parecen salir de una zona situada entre las constelaciones de Perseo y Casiopea, esa zona es lo que se conoce como radiante. Cuando un radiante está en la constelación de León, por ejemplo, la lluvia originada por el mismo recibirá el nombre de Leónidas; otro situado en Géminis originará las Gemínidas y así de manera general.

Existe un parámetro que define la actividad de una lluvia de meteoros, es el conocido como THZ o Tasa Horaria Zenital. Se trata del número de meteoros por hora que podría observarse en unas condiciones óptimas de cielo y con el radiante en el cenit. Normalmente se da el número de meteoros por hora para hacernos una idea de la actividad de la lluvia, dicho número abreviado como THZE es en el caso de las Perseidas de unos 100-120 meteoros por hora. Obviamente ese número variará -y mucho- si observamos desde el centro de una ciudad contaminada o desde la cima de una alta montaña. El pasado año 2014, con la presencia de la Luna Llena se alcanzaron 65 meteoros por hora.


LA OBSERVACIÓN

Aunque el máximo se da la noche del 12 al 13 de agosto, los cuatro días previos y posteriores también suelen resultar muy interesantes. Es más durante esos días también podremos observar la presencia de bólidos los cuales son unos meteoros muy brillantes y más consistentes físicamente. Partiendo del análisis de las observaciones de anteriores años, el máximo este año se daría, como hemos indicado, el 12 de agosto entre las 113:00 y 15:30 horas en Tiempo Universal (dos horas más para la península Ibérica y una más para las Islas Canarias). No obstante desde la medianoche podremos comenzar a realizar observaciones de interés. 

La primera recomendación de todas es ir con ilusión a un lugar que sea oscuro. De lo contrario perderemos muchísimo de lo que puede dar de sí esta lluvia. La segunda es proveerse de abrigo y de comida porque la noche puede ser larga y las condiciones ambientales y fisiológicas variarán. La tercera, y no menos importante, es poner nuestro reloj en hora desde la tarde antes coincidente con alguna emisora de radio o a través de alguna web que nos lo permita. Yo aconsejo las señales horarias indicadas por Radio Nacional de España o las ofrecidas por alguna web como las del Observatorio Naval de los Estados Unidos. La última recomendación es situar el radiante en el cielo. En la siguiente imagen, procedente de la International Meteor Organization todo un referente mundial en el estudio de meteoros, podremos ver como se va desplazando a lo largo de todo el período de observación de las Perseidas.

Desplazamiento del radiante de las Perseidas (IMO)

Pues bien, ya tenemos localizado el radiante en el cielo. Ahora seleccionaremos una zona situada a unos treinta grados del radiante, lugar desde donde parecen provenir los meteoros y como mínimo a una distancia igual de altura sobre el horizonte. (Para recordar como medir ángulos en el cielo podemos visitar esta entrada). Los meteoros que parezcan provenir del radiante serán perseidas y los denominaremos PER, los que no, les llamaremos esporádicos (SPO). Muchos observadores se centran en la constelación de Pegaso o de Cefeo para la observación de esta lluvia, personalmente, lo haré en la segunda.

Simulación del radiante de las Perseidas con Stellarium
Se trata de contar el número de meteoros que observemos. Para ello observaremos la zona del cielo a intervalos de 5 minutos. Registraremos el meteoro indicando la magnitud del meteoro en una libreta o, mejor aún, en una grabadora. 

Pero antes de todo eso tendremos que saber la magnitud límite que podremos observar en el cielo que tenemos, la cobertura nubosa y por supuesto el centro de visión que hemos elegido, en el caso del ejemplo Pegaso o Cefeo. Pero, ¿cómo se hace todo eso?




- MALE

MALE es el acrónimo de Areas de Magnitud Límite Estelar. Se trata de zonas determinadas que nos permiten conocer la magnitud más débil de las estrellas que podemos observar en el cielo. Es fundamental el conocimiento de MALE si queremos hacer un trabajo serio. Esta estimación la realizaremos al comienzo de la noche de observación.

Seleccionaremos una carta de la zona del cielo que vamos a observar de las ofrecidas por la International Meteor Organization y que componen el Atlas Brno, aquí. En dicho enlace veremos fotos en jpg y que también cartas que pueden descargarse en pdf. Vamos a tomar como ejemplo la zona de Cefeo que se corresponde con la carta 7 y que triangula la zona entre las estrellas Alfa, Beta y Delta de Cefeo:



Contaremos ahora las estrellas que podremos ver dentro de ese triángulo y le sumamos las tres más brillantes que lo componen. Podemos repetir esta operación varias veces y hacer la media.  Por ejemplo, si hemos observado 13 estrellas en la tabla, anotaremos "Triángulo 7, 13 estrellas" Al día siguiente podremos comprobar en las tablas que siguen en esa página la magnitud límite estelar que hemos podido observar será 5.95 lo cual no está nada mal si prestamos atención al hecho de que las estrellas más débiles que podemos observar a simple vista son de la sexta magnitud.


No hay que ceñirse a un solo triángulo, es conveniente iniciar la noche con la estimación del MALE en varios triángulos para tomar una medida más exacta y científica. Siguiendo con los ejemplos de zonas de observación dados anteriormente, la carta 6 equivaldría a la zona de Pegaso.

- Cobertura Nubosa

La estimación de la cobertura nubosa del cielo consiste en saber el porcentaje de cielo que está cubierto de nubes. Personalmente empleo el método de las octas. Es decir, divido el cielo en ocho partes y calculo cuantas partes -entre ocho- estan cubiertas. Así, si estimo dos octas, el cielo estará cubierto un 25%, si lo está cuatro octas un 50%, etc. 

- El Centro de Visión

Para la zona de observación indicaremos alguna estrella de referencia o algún triángulo como el de Cefeo o el de Pegaso, o si queremos elegir alguna zona del Cisne. Solo se trata de hacer referencia a la zona. Recordemos que tiene que estar alejado unos treinta grados del radiante y una distancia igual o superior a la altura sobre el horizonte.

Ya está ahora tenemos determinados los parámetros básicos al inicio de la observación. Continuemos.

¡A CONTAR PERSEIDAS!

Ya estamos listos. Ahora vamos a ponernos cómodos, dirigir nuestra vista al centro de visión que hemos elegido y a intervalos de cinco minutos iremos anotando,o mejor, grabando los meteoros que vemos. Insisto, si se ve un meteoro procedente de la zona del radiante indicaremos PER de Perseidas, de lo contrario (o ante la duda) SPO de esporádico. 

La magnitud del meteoro la podremos comparar con alguna estrella brillante del cielo que pueda servirnos de guía, si no sabemos su magnitud en ese momento, ya la consultaremos a la mañana siguiente, lo importante es la referencia. No es necesario afinar mucho con decimales, podemos hacer un cálculo de media en media magnitud a la hora de elegir las estrellas. Por ejemplo:




VEGA - (Alfa Lyrae) - 0.0; 
CAPELLA - (Alfa Aurigae) - 0.7; 
ALTAIR - (Alfa Aquilae) - 0.8; 
DENEB - (Alfa Cygni) - 1.2; 
Beta Tauri - 1.7; 
Alpha Persei - 1.8; 
Alpha Arietis - 2.0; 
Alpha Cassiopeiae, - 2.3; 
Alpha Cephei - 2.4
Alpha Pegasii - 2.5

Podemos conseguir más estrellas de referencia en la red o en cualquier libro básico de Astronomía como los que expongo aquí

Si no tenemos experiencia no es necesario indicar la magnitud pero sí cuántos meteoros hemos observados y la estimación de la MALE y de la cobertura nubosa. También indicaremos si el paso del meteoro deja un rastro nebuloso que conocemos como estela. Todo eso en cinco minutos, anotaremos el tiempo, descansaremos y vuelta a empezar. Son importantes los períodos de descanso pues afrontaremos un nuevo período de observación con mejor intensidad.

Podremos estar así dos o tres horas o toda la noche pero ¿qué hacemos con nuestras observaciones? Pues en primer lugar no abandonarlas. Si hemos tenido en cuenta el valor de la MALE, la cobertura nubosa, el centro de visión y hemos contado el número de meteoros en los períodos de observación que hemos establecido, ya tenemos el trabajo bien hecho. Si además hemos perfilado nuestras observaciones incluyendo la magnitud o si era visible o no estela en ellos, mucho mejor. Os sugiero que entreguéis vuestras observaciones a la IMO referida antes y entrar en este enlace o también que os pongáis en contacto con SOMYCE una entidad española realmente buena dedicada al estudio de los meteoros y cometas que he seguido durante toda mi afición desde su creación y que me transmite la máxima seriedad. 


FOTOGRAFIAR PERSEIDAS

Pues tampoco es mala idea fotografiar perseídas. Se puede usar cualquier cámara digital reflex que disponga de posición B y al menos permita disparar con una ISO800 o superior. Lo idóneo son exposiciones de 15-20 segundos a ISO1600, incluso aumentar el tiempo de exposición si podemos disfrutar de un buen cielo.

Es aconsejable usar un objetivo que de el mayor campo posible y con la menor focal posible. Por ejemplo un objetivo básico de 50mm a 2.8 dará buenos resultados. Cuánto menor sea la focal mejores resultados obtendremos.  Podemos hacer un buen seguimiento de la lluvia si dejamos a la cámara fotografiar continuamente. Aunque requeriremos una buena batería cargada y algunas tarjetas de memoria. Es siempre aconsejable fotografiar en el formato de archivo RAW  si no podemos, al menos en JPG a la máxima resolución. Luego podremos usar el programa Startrails para superponer las imágenes y hacer preciosas y útiles composiciones de nuestra noche de seguimiento.





NOTA FINAL

En esta entrada se han dado los aspectos básicos para que la observación contenga utilidad científica. No debemos dejar la oportunidad de colaborar. No creamos que todo está descubierto, nuestra afición puede ayudar a conocer más una lluvia de meteoros que necesita ser estudiada. Su estudio, de hecho, ha sido más intenso desde la década de lo setenta del pasado siglo XX. Pero si no quieres participar tan "activamente", no importa, disfruta del cielo, de los buenos momentos que te dará y de la ilusión que genera su observación, y si quieres, te animo a que compartamos tus impresiones, observaciones o fotografías en este blog. El cielo te muestra el espectáculo, ¡disfrútalo!

lunes, 20 de junio de 2016

Solsticio de Verano: El Sol Quieto

EL SOL QUIETO

En la medianoche del día 21 de junio a las 00h34 Tiempo Universal (22h34 hora local del lunes día 20) comenzará la estación de verano en el hemisferio Norte y el invierno en el hemisferio Sur. En esta entrada nos vamos a referir a la estación veraniega.

La causa de las estaciones es la inclinación del eje de rotación de la Tierra respecto al plano de la eclíptica. Dicho eje forma un ángulo de inclinación de 23º27´. Este ángulo no cambia  a lo largo del movimiento anual de traslación de la Tierra alrededor del Sol. 

Imagen Wikipedia
Desde un punto de vista situado en el Sol, la Tierra en su movimiento anual alrededor del Sol pasa por un punto llamado solsticio de verano, en concreto hoy 21 de junio, en el que el eje de rotación alcanza la máxima inclinación respecto al Sol. Dicha inclinación irá disminuyendo hasta llegar al solsticio de invierno. Entre ambos puntos hay otros dos puntos intermedios llamados equinoccios en los que el eje terrestre no está inclinado hacia el Sol (ver figura).

El ángulo que forma la línea que une los centros de la Tierra y el Sol y su proyección sobre el ecuador se llama declinación solar. Su valor máximo se da en el solsticio de verano +23º27´; el mínimo en el solsticio de invierno, -23º27´y en los equinoccio la declinación solar es 0º.

Solsticio es una palabra procedente de la palabra latina solstitium que significa el Sol quieto. En el solsticio de verano el Sol alcanza su máxima altura anual y la duración de los días es máxima. (Y al contrario en el solsticio de invierno). El Sol alcanzará el cenit (altura=90º) en el Trópico de Cáncer en verano y el Trópico de Capricornio en invierno.


ALTURA DEL SOL

La altura solar cambia a lo largo del día desde que nace el Sol hasta que se pone, siendo máxima al mediodía. En concreto hoy día 21 de junio alcanzará la mayor altura desde cualquier lugar del hemisferio norte a las 12h00 Tiempo Universal. Desde la Península Ibérica eso se producirá a las 14 horas locales. Pero ¿qué altura es esa? Vamos a calcularlo de una manera muy simple.

La altura máxima del Sol (H) se relaciona con la latitud del lugar (que llamaremos L) y la declinación solar (que llamaremos DS) mediante la expresión:

ALTURA = 90º - (L - DS) = 90 - L +DS

La latitud de nuestro lugar de observación puede encontrarse en cualquier texto o en la red y la declinación solar en el solsticio de verano ya sabemos que es +23º.27´ (23.45º). 

Pongamos por caso que la observación la realizo ayer sábado desde la azotea de mi casa, situada en Sevilla que se encuentra a una latitud de 37º24´. 

Subo a mi azotea acompañado de una tabla, un lápiz, una regla y la compañía inseparable de mi hijo mayor. 

Sobre la tabla blanca sitúo un lápiz verde (el color que le gusta a mi hijo Daniel) que mide 16,5 centímetros. El Sol está en el cenit y bajo una "agradable" temperatura de 39º, el lápiz proyecta una sombra de 4 centímetros.



Realicemos un pequeño cálculo para conocer la altura del Sol. Tenemos que encontrar el ángulo alfa que aparece en la figura. La razón trigonométrica que nos lo permitirá conociendo el tamaño de los catetos es la tangente. 

Calculando tendremos tan A = 16.5 / 4 = 4.125 que se corresponde con un ángulo de 76º22´ Si ahora hacemos uso de la fórmula de la altura indicada anteriormente tendremos:

Altura = 90º - 37º24´+ 23º27 = 76º03´

¡No esta mal! Hemos obtenido la altura del Sol con una pequeña diferencia de 19´. La precisión de las medidas y que el "experimento" estaba realizado ayer 20 de junio forman parte de esa pequeña diferencia que hemos obtenido. Así, llegamos a la conclusión de que la altura máxima que alcanza el Sol en Sevilla es de 76º.

Con un material parecido y una actuación similar, el sabio griego Eratóstenes de Cirene pudo calcular el tamaño de la circunferencia de la Tierra por la diferencia en los tamaños de la sombra que daba el Sol a un gnomon desde la actual Asuán (que se encuentra en el trópico) y Alejandría. 

Todos los solsticios de verano recuerdo ese magnífico episodio de Cosmos donde Carl Sagan recreaba ese momento...

¡Qué grande es la Ciencia! 


Feliz verano a todos los habitantes del hemisferio Norte y feliz invierno a todos los amigos del hemisferio Sur

jueves, 12 de mayo de 2016

"Jugando" a descubrir el cielo.


Me encantan las imágenes sencillas del cielo que se pueden obtener con instrumental modesto. En el fondo aprendimos mucho del cielo con "poca cosa". Como Galileo. El astrónomo italiano descubrió, hace más de cuatro siglos, que cuatro satélites giraban alrededor de Júpiter con un telescopio que hoy consideraríamos de juguete.

Míralos. Júpiter rodeado de esos cuatro satélites: Ganímedes e Io por el flanco izquierdo y Europa y Calisto por el derecho del planeta gigante. Mañana habrán cambiado de posición, y pasado, y el otro ... 

Y así, poco a poco con paciencia y no menos valentía, Galileo dio un paso en firme para demostrar que la Tierra giraba alrededor del Sol. Una grandísima demostración científica realizada con un telescopio de "juguete". ¡Qué grande es la Ciencia!




PD: Este un post  que escribí en mi muro de facebook. He querido compartirlo con todos mis lectores del blog para recordar que no por el hecho de tener un pequeño instrumento se puede dejar de disfrutar de la Astronomía. A veces, incluso hacer Astronomía. La paciencia y la perseverancia son aliadas de la ilusión en Astronomía.