Iniciación a la Astronomía (parte VI)

Como la órbita es elíptica y el eje de rotación está inclinado respecto a la perpendicular del plano orbital, se produce un efecto conocido como libración (en longitud y latitud) que nos permite ver desde nuestro planeta algo más de la mitad de la superficie lunar (el 59%).

La libración en longitud se debe a que la Luna gira uniformemente con respecto a su eje, mientras que el movimiento orbital es más rápido cerca del perigeo y más lento cerca del apogeo (por la segunda ley de Kepler). Por tanto, un detalle superficial lunar, que en el perigeo y en el apogeo se encuentra justo en el meridiano del lugar, se hallará algo hacia el este del meridiano cuando la Luna está entre el perigeo y el apogeo, y algo hacia el oeste cuando la misma está entre el apogeo y el perigeo.

Esto implica que vemos más del 50% de la superficie lunar. El periodo de la libración en longitud es igual al mes anomalístico.

La libración en latitud es debida a la inclinación del eje de rotación lunar con respecto a la perpendicular del plano orbital. Los puntos rojos muestran los detalles superficiales que se encuentran alternativamente algo al sur o algo al norte del centro de la superficie lunar vista desde la Tierra. El periodo de libración en latitud es igual al mes draconítico.

La libración diurna o paraláctica depende del lugar de observación en la superficie de la Tierra: dos observadores que se encuentran en dos puntos diferentes de la superficie terrestre ven en un mismo momento regiones algo diferentes de la superficie lunar.

Este es un ejemplo de libración diurna o paraláctica

Se llaman fases lunares a los diversos aspectos bajo los cuales se presenta la Luna y que dependen de la posición relativa del Sol, de la Tierra y de la Luna, en un proceso cíclico determinado por los diversos estados de iluminación en que se nos muestra el disco lunar. Si observamos a la Luna en días sucesivos vemos que su forma aparente varía de un día para otro.

El periodo de este ciclo o lunación es de un mes sinódico. Para explicar este fenómeno de las fases suponemos a la Tierra en el centro de una circunferencia que representa la órbita lunar. Suponiendo el Sol situado a la derecha, el hemisferio de la Luna que se presenta al Sol estará iluminado y oscuro el opuesto.

El origen de la lunación se sitúa en la denominada Luna Nueva o novilunio, momento en que la Luna está en conjunción con el Sol. En este momento se inicia una revolución sinódica. La Luna presenta a la Tierra el hemisferio no iluminado por el Sol y está oscura, por tanto, no vemos la Luna. Se denomina edad de la Luna para un instante dado de la lunación al tiempo transcurrido entre la Luna nueva (edad=0) y dicho instante. Las salidas y puestas de la Luna y del Sol casi coinciden, lo mismo que el paso de estos astros por el meridiano. Al tener la Luna un movimiento propio diario próximo a 13º en sentido directo, mientras que el Sol se desplaza 1º al día, la Luna se desplaza con respecto al astro rey unos 13º al día y, por ello, 2 ó 3 días después de Luna Nueva se presenta tras el ocaso del Sol bajo la forma de delgado huso, como un gajo con los cuernos hacia la izquierda. A continuación te ofrecemos una gráfica en la que se representan las diferentes fases de la Luna.

En la próxima unidad didáctica le explicamos todo este proceso.

Al pasar el tiempo el huso luminoso se ensancha y al transcurrir una semana desde la Luna Nueva, la Luna está a 90º del Sol (la Luna está en cuadratura) y está en fase Cuarto Creciente viéndose en forma de semicírculo iluminado. Su edad es de 7 días, 9 horas, 11 minutos y 0,72 segundos; en esta posición la Luna pasa por el meridiano del lugar aproximadamente 6 horas después del Sol.

En días sucesivos, el borde recto se curva aumentando la parte iluminada hasta que dos semanas después de Luna Nueva es Luna Llena o plenilunio viéndose todo el disco iluminado. Su edad es de 14 días, 18 horas, 22 minutos y 1,45 segundos. La Luna pasa por el meridiano del lugar a medianoche y está en oposición (la Tierra está situada entre el Sol y la Luna). Las longitudes del Sol y de la Luna difieren 180º. El observador, situado en la parte oscura de la Tierra, es de noche para él, verá toda la cara de la Luna iluminada. En Luna Llena, cuando el Sol sale la Luna se pone.

Después de la Luna Llena, la parte iluminada va disminuyendo gradualmente y pasa por aspectos simétricos pero opuestos a los presentados antes de Luna Llena, se dice que la Luna decrece.

Al transcurrir una semana de Luna Llena, la Luna se encuentra en Cuarto Menguante y su apariencia es como un semicírculo pero en el diámetro hacia levante (a la derecha). La edad de la Luna es de 22 días, 3 horas, 33 minutos y 2,2 segundos. Es el momento en que la Luna está a 270º del Sol (la Luna de nuevo está en cuadratura).

Con el paso del tiempo, la Luna volverá a presentarse bajo la forma de un gajo pero con los cuernos hacia la derecha, hasta que finalmente a la edad de 29 días, 12 horas, 44 minutos y 2,9 segundos, transcurrido un mes sinódico, llegamos de nuevo a la Luna Nueva que supone el comienzo de otra lunación.

Los eclipses de Luna son producidos por la interposición de la Tierra entre el Sol y la Luna, es decir, cuando la sombra de la Tierra cae sobre la Luna, y ocurre necesariamente en el momento de una Luna Llena (Sol y Luna en oposición, es decir, diametralmente opuestos en el cielo con respecto a la Tierra, es decir en un eclipse de Luna se requiere la alineación Sol, Tierra y Luna.

Si un cuerpo opaco de forma esférica se sitúa ante un foco luminoso también esférico, el límite de la sombra será la superficie cónica tangente a los dos cuerpos y aparecerán zonas de sombra y zonas de penumbra. La Tierra hace que los rayos solares no pasen en un cono llamando umbra o sombra y en otra región del espacio deja pasar parte de los rayos solares, llamada penumbra. El anillo de la penumbra tiene sensiblemente el mismo ancho que la Luna y el diámetro de la sombra es casi el triple.

En el caso de un eclipse de Luna, el Sol es la fuente luminosa y la Tierra es el cuerpo opaco. Para que la Luna entre en el cono de la sombra es preciso que la Luna esté en oposición y en Luna Llena o plenilunio. Si la Luna entra entera en el cono de sombra se producirá un eclipse total de Luna, si sólo entra una parte, se producirá un eclipse parcial de Luna.

Si el plano de la órbita lunar coincidiese con la Eclíptica, en cada oposición o plenilunio, habría un eclipse de Luna. Pero hay que recordar que el plano de la órbita lunar está inclinado 5º 8 respecto de la Eclíptica y, por tanto el cono de sombra pasará unas veces por debajo y otras por encima de la Luna, luego no habrá eclipse de Luna. Cuando haya una oposición y la Luna se encuentre en el nodo (momento en que la latitud de la Luna vale cero) o próximo al mismo, entonces habrá un eclipse de Luna.

Parámetros geométricos de un eclipse de luna

El eclipse lunar lo pueden ver todos los observadores que vean a este objeto sobre su horizonte. Los tintes cobrizos que se observan en un eclipse total de Luna se deben a la refracción de los rayos solares en la atmósfera terrestre, proyectando sobre la Luna matices comparables a los de una puesta de Sol. La iluminación de la Luna durante un eclipse depende de nuestra atmósfera: el polvo, las cenizas volcánicas en suspensión en el aire oscurecen el eclipse.

El borde de la Luna se oscurece, primero de manera poco apreciable, posteriormente es más perceptible. Después de una hora la Luna ha entrado totalmente en la penumbra de la Tierra y ha perdido brillo. Aparece una escotadura negra que muerde el borde este, es la entrada en la sombra terrestre. La escotadura aumenta progresivamente y en una hora ya ha envuelto a la totalidad del disco lunar.

Al principio, la sombra es de color gris azulado y a medida que envuelve al disco lunar se torna rojiza.. A partir del eclipse total domina el rojo, pero la tonalidad varía en el curso del fenómeno.