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. 

lunes, 9 de mayo de 2016

Tránsito de Mercurio por el disco solar: 9 de mayo de 2016.




RESUMEN FOTOGRÁFICO

Todas las fotografías se han realizado usando una cámara Canon EOS450D a la que se le ha acoplado un pequeño refractor Borg de 36 mm de diámetro. A su vez, para protegernos de la radiación solar que pueda incidir directamente en los ojos, hemos colocado en el objetivo una protección un un filtro Mylar. Las exposiciones han rondado todas los 1/640 s con una ISO de 200.

(08h00 TU) 10:00 (hora local) El día amaneció en Sevilla muy cubierto y lluvioso lo que hace presagiar que la lluvia puede continuar toda la mañana. Efectivamente así está ocurriendo aunque todavía falta tiempo para que comience el tránsito.

Cielos cubiertos con lluvia en Sevilla por la mañana

12h10 TU (14h10 hora local). Momentos antes de una intensa lluvia, el cielo pareció abrir y se pudo obtener alguna imagen del fenómeno. Es realmente precioso. La mancha que se sitúa casi en el centro del Sol es un grupo de manchas solares.


12h10 TU




13h10 TU - 15h10 (hora local). Buscando huecos entre nubes se puede tomar otra fotografía. Se percibe claramente el movimiento del pequeño punto que representa a Mercurio sobre el disco solar en tan solo una hora. 







13h45 TU - 15h45 hora local. Se sigue desplazando hacia el suroeste del Sol. Ya se va alejando de la mancha solar predominante en el centro. Las nubes vuelven a cubrir el cielo y envuelven al disco solar permitiendo poca definición en la imagen.






14h15 TU - 16h15 hora local - A pesar de las continuas lluvias y del cielo cubierto parece que de vez en cuando se abren claros que permiten fotografiarlo. Sigue su camino hacia el sur. Es un fenómeno realmente precioso.




15h45 TU 17h45 hora local. Otra nueva imagen del tránsito esta vez con un cielo más definido y en un área en el que no había nubes ni siquiera poco densas.






17h45 TU - 19h45 (hora local). La última de las imágenes que el cielo me ha permitido hacer. El planeta Mercurio se encamina hacia el borde suroeste camino de desaparecer del disco solar. Sin duda, una magnífica experiencia la vivida hoy.






¿QUÉ ES UN TRÁNSITO?

Se le denomina tránsito de un planeta por el disco del Sol cuando, visto desde la Tierra, el planeta cruza el disco de la estrella destacándose la sombra del mismo por delante del disco solar. Para que ello ocurra el planeta, la Tierra y el Sol deben estar alineados y además deben situarse cerca de la intersección de los planos de las órbitas de la Tierra y del planeta. Los planetas que nos brindan estos fenómenos son Mercurio y Venus.

En el caso de Mercurio, el que nos ocupa en esta ocasión, los planetas se alinean cada 116 días por lo que de no ser porque los planos de las órbitas están separados 7º habría un tránsito cada ese periodo de tiempo.


Los tránsitos de Mercurio se suelen dar durante los mes de mayo y noviembre, en unos días en concreto en los que la situación de la Tierra, Mercurio y el Sol es óptima. En mayo, Mercurio se sitúa más cerca de la Tierra quien a su vez también está más lejos que el Sol que en noviembre, por tanto los tránsitos que suceden en mayo resultan más favorable para su observación. Suelen ocurrir cada 3, 7, 9.5, 10 o 13 años sin una fecha en concreto. Por ejemplo, el tránsito anterior que fue visible ocurrió el 8 de noviembre de 2006 y el próximo que podremos observar ocurrirá el 11 de noviembre del año 2019.

HORARIOS DEL TRÁNSITO DE HOY

Recordemos que no observar directamente con los ojos al Sol provoca daños irreparables. Hay que usar protección, la más eficaz es el uso de un filtro Mylar. Más información en esta entrada del blog.

La información sobre el tránsito de hoy y sus horarios vienen reflejados en la siguiente figura:








miércoles, 2 de marzo de 2016

M35: Un precioso cúmulo abierto en Geminis y un intruso en él.



El cúmulo abierto catalogado como M35 (o también NGC 2168 o Collinder 82) situado en la constelación de Géminis, no solo es uno de los más atractivos objetos que pueden verse sino también un objeto cuya observación resulta fácil incluso desde núcleos urbanos.

Su magnitud es de 5.3 y ocupa una extensión de cielo de 28 minutos de arco, casi el tamaño de la Luna Llena. El cúmulo tiene una edad de un centenar de millones de años y parece localizarse a 2800 años luz del Sol, ocupando una extensión real de unos 24 años luz de diámetro. Contiene unas 200 estrellas entre las cuales más de la mitad son observables con equipos medianos entre las que se encuentran varias estrellas.

A pesar de lo brillante del objeto, el descubrimiento del mismo fue tardío. El cúmulo fue descubierto por Philippe L. de Chéseaux en el año 1745 o en 1746 y fue observado nuevamente en en 1750 (o incluso antes) por John Bevis. Charles Messier lo incluyó en su magistral catálogo el 30 de agosto de 1784 haciendo la siguiente descripción del mismo:

"Cúmulo de pequeñas estrellas cerca del pie derecho de Cástor, a poca distancia de las estrellas eta y mu de esa constelación. M. Messier ha marcado su posición en la carta del cometa de 1770."



LOCALIZACIÓN

Mediante coordenadas podemos encontrarlo en la posición (J2000) Ascensión Recta: 06h08m54s y Declinación: +24º20´00". Pero si no disponemos de círculos graduados y queremos buscarlo con prismáticos o con un pequeño telescopio no vamos a tener problemas. Incluso podremos observarlos a simple vista desde cielos oscuros, aunque eso sí, empleando visión indirecta. Sea cual sea el instrumental que utilicemos, deberemos buscar las dos estrellas más brillantes de la constelación, Castor y Pollux y prolongar la constelación hacia el Oeste hasta encontrar a la estrella Mu Gem, Eta Gem o Propus (magnitud 3.3)  y su débil vecina 1 Gem (magnitud 4.8). El cúmulo formará el vértice de un triángulo con estas dos últimas estrellas.

Vista general de la constelación de Geminis con el cúmulo en la parte superior derecha
El cúmulo ocupa uno de los vértices del triángulo formado por Eta Gem y 1 Gem

Dejamos aquí también una carta de localización imprimible que puede obtenerse en pdf pulsando sobre la imagen.

Carta imprimible cortesía de http://freestarcharts.com/


DESCRIPCIÓN

La forma característica que se suele describir es como la de una forma de "V" irregular sobre un fondo de estrellas débiles de la novena y décima magnitud. Existe otra "capa" de estrellas más débiles (magnitud 12) que puede observarse con instrumentos medianos y cielos oscuros. Destacan, en especial, algunas estrellas gigantes azules y rojas.

Incluso observándolo con prismáticos o con un pequeño telescopio podemos ver como existen zonas o pasillos oscuros donde la densidad estelar es menor que en el resto. Incluso estos huecos pueden verse en el centro donde el número de estrellas es menor que en los alrededores del mismo.



Otros dos cúmulos alrededor de M35

En las cercanías del cúmulo abierto podemos localizar dos cúmulos abiertos consecutivos como podemos ver en la segunda de las cartas de localización. Por orden de cercanía a M35 nos encontraríamos, primeramente, con NGC 2158, 15 minutos al suroeste de M35. Un precioso cúmulo de magnitud 8.6 de estrellas débiles que se concentran en unos 5´de arco de una forma mucho más compacta que M35. De hecho, durante un tiempo se pensó que se tratara de un cúmulo globular. Para su observación necesitaremos un telescopio pequeño y unos cielos más limpios que el de las urbes. Es un cúmulo al que se le calculan 5000 millones de años de antigüedad situado a una distancia de 16000 años luz de nosotros.

Si continuamos hacia el suroeste, a 35 minutos de NGC 2158 o 50 minutos de arco de M35, podremos encontrarnos otro cúmulo similar a NGC 2158 pero ligeramente más brillante. Se trata del cúmulo IC 2157 de magnitud 8.4 y que alberga estrellas entre la magnitud 10ª y 12ª en una extensión de 7´de arco. También para su observación requerimos la utilización de un pequeño telescopio.


27 EUTERPE: EL OBJETO INTRUSO

En la segunda carta de localización habremos podido observar un pequeño círculo blanco situado en las cercanías de los cúmulos descritos anteriormente. Se trata del asteroide 27 Euterpe que cruzará la zona del cúmulo M35 (y el cúmulo en sí) desde el día 3 hasta el día 8 del presente mes de marzo. Su observación no será fácil pues brillará con magnitud 10.5 y necesitaremos un pequeño telescopio y cielos oscuros, pero si fotografiamos la zona diariamente podremos apreciar fácilmente su movimiento a lo largo de estos días, convirtiéndose en una curiosa "estrella" invitada entre un mar de anfitrionas.

El asteroide 27 Euterpe fue descubierto desde Londres la noche del 8 de noviembre de 1853 por el astrónomo británico Jhon Russell Hind (un gran observador de estrellas variables). Es relativamente pequeño no llegando a un centenar de kilómetros de diámetro, rotando a su alrededor en unas diez horas y media.

A continuación se muestran cartas celestes que indican la posición del asteroide relativa al cúmulo M35 desde los días 3 al 8 de marzo. Siempre que sea posible, iré subiendo fotografías del paso del asteroide por el cúmulo. 


Imagen captada el 3 de marzo hacia las 21h TU desde el centro de Sevilla (EOS450D + Borg 36mm + Polarie)





Euterpe cruzando el cúmulo M35. Imagen tomada desde el centro de Sevilla