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Movimientos aparentes del Sol

Todos sabemos que la Tierra se mueve alrededor del Sol, pero para nosotros en la tierra, es el Sol quien parece moverse alrededor de la Tierra, del Este al Oeste. Esto es lo que llamamos  movimiento aparente del Sol. Varia de estación a estación pero varia a un más cuando el lugar de observación está a una latitud alta.

El sol se mueve en la esfera celeste, y en nuestro cielo en dos movimientos que son las consecuencias de la rotación y de la traslación de la Tierra.

También podemos decir que el movimiento aparente del sol depende de la latitud a la que nos encontremos, esto quiere decir, que el sol no sigue el mismo camino por la bóveda celeste en el polo norte que en el ecuador, según nos damos alejando del ecuador la duración de las noches y los días van variando de manera creciente hasta que llegamos a los polos en los que existen seis meses de luz y seis meses de noche.

Entonces la información anterior nos da a entender que el movimiento aparente del sol a lo largo de la esfera celeste va dependiendo de dos factores. LA FECHA y LA POSICION DEL OBSERVADOR. En la fecha incluimos el año, el mes, el día y la hora. Y esto nos dará la posición de la tierra en su órbita alrededor del sol. La posición la determinara donde está situado el observador en la esfera terrestre, la daremos en la longitud y latitud, donde la primera determina el desfase horario respecto al meridiano de Greenwich, la segunda cuan alejados estamos del ecuador

En general el  movimiento diario aparente del sol es a causa de la trayectoria que sigue la Tierra  sobre la Bóveda Celeste es decir el sol sale  por algún lugar del este, levantarse, alcanzar una máxima altura, atravesar el cielo y ponerse por algún lado en el horizonte del  oeste.
Debido a este movimiento cíclico del Sol, se definió el día como el intervalo de tiempo entre dos posiciones sucesivas del Sol por la misma posición aparente en el cielo.

En el primer caso, el movimiento del Sol todos los días alrededor del observador en lo que llamamos Movimiento General Diario, que se realiza cada 23hs 56min 4seg. Que  es lo demora el planeta en dar una vuelta sobre su eje. De este último participan todos los astros. Este movimiento se realiza de este a oeste en sentido inverso al de rotación que es de oeste a este.

El segundo, es de mayor duración, ya que se produce como consecuencia de la traslación de nuestro planeta alrededor del Sol. Este movimiento se realiza  en 365 días 5horas 48 min; este movimiento se denomina Año Trópico, ya que el Sol perece desplazarse desde un trópico al otro y volver. Este movimiento, está relacionado con las estaciones que se suceden. El Sol se mueve entre los trópicos de Cáncer y de Capricornio, estos son producto de la inclinación de la Eclíptica sobre el Ecuador Celeste.

Las Estaciones del Año

En torno al día 21-22 de Diciembre comienza el invierno. El solsticio de invierno. En esta fecha el Sol sale por el sudeste y se pone por el sudoeste. A partir de esta fecha los puntos del orto y del ocaso se van desplazando hacia el norte de día en día. Con ello el recorrido diario  del Sol  sobre el horizonte se hace cada vez más largo y crece su altura al mediodía. Los días son cada vez más largos y las noches más cortas.

Hacia el 21 de junio comienza el verano en el hemisferio norte. Es el solsticio de verano. En esta fecha el sol sale por el nordeste y se pone por el noroeste a partir de esta fecha los astros se van desplazando hacia el sur. Los son más cortos y las noches más largas.

Los Equinoccios

Hacia el 21 de marzo comienza la primavera. Este es el Equinoccio de primavera. El día y la noche duran lo mismo al igual que el día 22-23 Septiembre, día del Equinoccio de Otoño.

Puntos don del sol está más cerca de la tierra.

Eclipses de sol

Cuando la Tierra, la Luna y el Sol están exactamente alineados en el espacio, el cielo se oscurece debido a los eclipses. Los eclipses solares ocurren en luna nueva, cuando la luna pasa entre los dos astros mayores tapando al sol y proyectando su sombra sobre la tierra

Los eclipses de sol pueden ser de tres tipos.

Eclipse parcial: Es aquel en el que solo una porción de los rayos del Sol son bloqueados por la luna.

Eclipse anular: Durante un eclipse anular, la luna cubre el centro del Sol, dejando visible un arco, o anillo, solar alrededor de la Luna. Estos eclipses ocurren cuando la Luna esta mas alejada de la Tierra y localizada justo en  frente del Sol.

Eclipse total: Durante un eclipse total, la Luna bloquea por completo la visibilidad del sol. Estos eclipses se producen cuando la Luna esta lo bastante cerca para proyectar su umbra sobre algunas regiones de la  Tierra. 

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Movimientos aparentes de la luna

Después de Sol, la Luna es el más destacada entre los astros visibles en el cielo; la Luna además de acompañar en su rotación a la esfera celeste, se observa moviéndose hacia el Este con respecto al Sol y a las estrellas. Un observador que en una cierta noche fija la posición de la Luna cerca de una estrella de referencia a la noche siguiente la vera unos 13 grados alejada hacia el Este la Luna seguirá alejándose de esa estrella, completando una vuelta y regresando al punto inicial sobre la esfera celeste, en poco más de 27 días. En ese intervalo de tiempo la luna ha dado un giro alrededor de la Tierra, mientras acompaño a esta en su revolución anual en torno al Sol.

Rotación y traslación de Luna

 La luna gira alrededor de la tierra aproximadamente una vez al mes: si la tierra no girara en un día completo, sería muy fácil detectar el movimiento de la Luna en su órbita. Este movimiento hace que la Luna avance alrededor de 12 grados en el cielo cada día.

Como en el caso del Sol, el movimiento aparente de la Luna visto desde la tierra es una combinación del movimiento diurno 15 grados por día en dirección este- oeste y del movimiento de traslación de la Luna 13 grados por día en dirección oeste –este.  La luna entonces, sale por el oriente por cada día transcurre unos 52 minutos más tarde.

 La máxima superficie de la Luna visible desde la Tierra no es  exactamente el 50%  sino que llega hasta el 59%por un efecto conocido como libración.

Las fases de la Luna

A medida que la  Luna se desplaza alrededor de la tierra comienza a reflejar luz del Sol hacia la tierra, según la  disposición de la Luna, la Tierra y el Sol, se ve iluminada una mayor o menor porción de la cara visible de la Luna.

 Luna  Nueva: Es cuando la luna esta entre la Tierra y el Sol por lo tanto no la vemos.

Cuarto Creciente: La Luna la Tierra y el Sol forman un ángulo recto, por lo que se puede observar en el cielo la mitad de la Luna, en su periodo de crecimiento.

 Luna Llena: Ocurre cuando la Tierra se ubica entre el Sol y la Luna, esta recibe los rayos del sol en su cara visible, por lo tanto se ve completa.

Cuarto creciente: Los tres cuerpos vuelven a formar un ángulo recto, por lo que se puede observar en el cielo la otra mitad de la cara lunar.

Gibosa creciente: una vez ya pasada la fase de cuarto creciente la luna toma progresivamente día tras día una forma convexa por ambos lados en su parte luminosa.

Gibosa menguante: pasada ya la  fase correspondiente a la Luna llena, la parte luminosa de la Luna comenzara a menguar con el corre de los días.

Nodos de la luna

Puntos donde la órbita de la Luna se intercepta con el plano de la E eclíptica

Nudo Ascendente y Nudo Descendente los nudos no son estáticos y completan una vuelta en 18 años 6 meses.

Los eclipses ocurren cuando la línea que uno a los nodos se alinea con el sol.

Eclipses de la Luna

Eclipse total: cuando están en el cono de sombra de la tierra.

 Eclipse Parcial: cuando solo se introduce parcialmente en la sombra.

Los eclipses de Luna duran un poco más de 2 horas, solo ocurren en la Luna Llena.

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Sistema de coordenadas celestes

Un  sistema de coordenadas celestes es de gran ayuda para las personas que deseen conocer más del cielo que pasa alrededor de  nuestra galaxia así mejoraremos nuestro conocimiento sobre la bóveda celeste   pues es a través  de estos sistemas que puede un observador ver  lo que ocurre en cielo en determinado tiempo.

Tenemos claro que si observamos el cielo en un determinado tiempo vemos como las estrellas se encuentran situadas en una inmensa bóveda celeste esférica en cuyo centro nos encontramos a demás si queremos saber a qué distancia se encuentra un astro observado desde donde nos encontramos utilizamos sistemas de coordenadas celestes los cuales ayudaran a calcular la distancia de dicho astro.

El objetivo de este texto es tratar de dar ideas principales acerca de los sistemas de coordenadas que se utilizan en astronomía para situar la posición de los astros que desee observar. También, mediante el uso de estos sistemas de coordenadas, seremos capaces de comprender ciertos fenómenos  que podemos observar en algunas ocasiones en el cielo.

A continuación daremos a conocer los sistemas de coordenadas que utilizamos para situar la posición de  un astro en el cielo. 

Sistema de coordenadas horizontales

Es el sistema más natural e inmediato para un observador y utiliza como referencias el círculo vertical y el horizonte. La intersección de este último con el meridiano del lugar define el origen. Las coordenadas son:

Altura (h): es la altura del astro sobre el horizonte, esto es  el arco del vertical comprendido entre el horizonte y el astro. Se mide desde el horizonte y su valor está comprendido entre 0 grados a 90 grados.

Acimut (a): es el arco del horizonte medido de sur a oeste, hasta el vertical del astro. Los valores están comprendidos entre 0 grados y 360 grados.

Sistemas de coordenadas  ecuatoriales locales o horarias.

Los círculos de referencia son el ecuador celeste y el meridiano que pasa por la estrella. La intersección del primero con el meridiano del lugar fija el origen.

Angulo horario (H): es el arco del ecuador celeste comprendido entre los puntos definidos por sus intersecciones con los meridianos del lugar.

Declinación (  δ  ): es el arco del meridiano de la estrella comprendido entre  su intersección con el ecuador celeste.

Sistema de coordenadas ecuatoriales absolutas

Este sistema tiene como círculos de referencia el ecuador celeste y el meridiano que pasa por la estrella y su origen es el punto Aries.

Ascensión recta (α   ): es el arco de ecuador medido desde el punto Aries hasta el meridiano celeste que contiene el astro. Esta expresada en horas minutos y segundos y varía entre las 0 y 24 horas.

Declinación (δ   ): tal como fue definida en horarias.

Como el punto Aries es el mismo para todos los observadores, las coordenadas ecuatoriales son universales este es, independiente del lugar de observación.

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ESFERA CELESTE

La esfera celeste es la apariencia que presenta el cielo, haciendo parecer a un observador estar situado en el cielo de una semiesfera, en cuya superficie se hallan dimensionados los diferentes astros. Si estamos observando una cierta parte del cielo, nuestros ojos no pueden  diferenciar las enormes distancias a la que los astros se encuentran de nosotros a simple vista los observamos a una misma distancia.

Sabemos que los astros que no se ven en este momento se hallan por debajo del horizonte celeste, entonces podemos concebir que la bóveda celeste continúa por debajo del mismo, ya que si miramos el cielo por espacio de algunas horas  veremos que ciertas estrellas desaparecen bajo el horizonte, mientras que otra surgen por encima de él.

Movimiento diurno de la esfera celeste

La esfera celeste es una esfera imaginaria de radio arbitrario y centro en el observador, sobre la cual se proyectan las estrellas para estudiar sus posiciones relativas.

Movimiento diurno es el movimiento aparente de rotación de la esfera celeste, de levante a poniente, debido al movimiento real de rotación de la tierra de poniente a levante  de el por tanto participan todos los cuerpos celestes.

Meridiano de Greenwich: punto de relación  para definir los husos horarios

Los meridianos de la esfera celeste están separadas por 15 grados cada uno esto equivale a una hora.

A continuación hablaremos un poco sobre los elementos de la esfera celeste  que es muy importante para comprender mejor el estudio de la esfera celeste.

PRIMER GRUPO DE ELEMENTOS DE LA ESFERA CELESTE.

Ø  Ecuador celeste

Ø  Polos celeste

Ø  Meridiano celeste

Ø  Paralelo celeste

Ø  Puntos Aries o Vernal

SEGUNDO GRUPO DE ELEMENTOS DE LA ESFERA CELESTE.

Horizonte, vertical del lugar, cenit, nadir, meridiana, meridiano de lugar.

·         Primer grupo de elementos de la esfera celeste

Ecuador celeste: resulta de prolongar el plano del ecuador de la tierra hasta la esfera celeste, dividiéndola en dos hemisferios.

Polos celestes: intersección de la dirección del eje de rotación de la tierra o eje del mundo con la esfera celeste.

Meridiano celeste: círculo máximo que pasa por los polos celestes.

Paralelo celeste: círculos menores paralelos al ecuador celeste.

Punto Aries o Vernal: resulta de las intersecciones de la Eclíptica con el ecuador celeste. De manera que la esfera celeste gira, como la tierra, alrededor del eje del mundo. El movimiento aparente de las estrellas está causado porque rotan, solidariamente con la esfera celeste, en sentido contrario a como lo hace la tierra. Esto es, de Este a Oeste, las estrellas describen por tanto un movimiento circular a lo largo de los polos celestes y todas ellas, cualquiera que sea su situación en la bóveda celeste, invierten el mismo tiempo en efectuar un ciclo completo y mantienen sus posiciones relativas.

·         Un segundo de elementos de la esfera celeste son los que tienen que ver con el lugar que ocupa el observador sobre la superficie de la tierra son los siguientes:

Horizontes: plano tangente a la superficie de la tierra en el punto que ocupa el observador.

Vertical de lugar: dirección de una plomada es perpendicular al horizonte.

Cenit: intersección de la vertical con la esfera. Está situado encima del horizonte.

Nadir: punto opuesto al cenit situado debajo del horizonte.

Meridiana: es la dirección resultante de la intersección del meridiano del lugar y del horizonte.

Meridiano del lugar: circulo máximo que pasa el cenit y obviamente, por ser meridiano, pasa por los polos celestes. La culminación de un astro tiene lugar cuando pasa por este meridiano.

Los polos celestes y el horizonte terrestre tienen orientaciones que dependen de la latitud del lugar de observación.

  

CONCLUSIÓN

La esfera celeste no existe en realidad, es simplemente el producto de un efecto óptico que hace sentir al observador en el centro de una esfera de radio muy grande, mayor que la distancia al astro más alejado, y de la cual contempla  un hemisferio, ya que el otro permanece debajo del horizonte.

  

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Luz, Radiación y Materia

Luz, Radiación y Materia

Luz

Del latín lux, la luz es el agente físico que permite que los objetos sean visibles. El término también se utiliza para hacer mención a la claridad que irradian los cuerpos, a la corriente eléctrica y el utensilio que sirve para alumbrar.

Por ejemplo: “En esta sala hace falta más luz, no veo nada”, “Hoy llegó la factura de la luz: tendremos que abonar el doble de lo que pagamos el mes pasado”, “Por favor, trae una luz y alumbra ese rincón”.

La luz es una energía electromagnética radiante que puede ser percibida por el sentido de la vista. Se trata del rango de radiación del espectro electromagnético. La luz tiene velocidad finita y se propaga en línea recta.

Radiación

Del latín radiatio, es la acción y efecto de irradiar (despedir rayos de luz, calor u otra energia). Para la fisica, se trata de la energía ondulatoria o de las partículas materiales que se propagan a través del espacio.

 

Existen diversos tipos de radiación. La radiación electromagnética es aquella supone la propagación de energía mediante la combinación de campos eléctricos y magnéticos oscilantes. Se conoce como espectro electromagnético a la distribución energética de las ondas electromagnéticas, que van desde los rayos gamma (cuya longitud de onda se mide en picómetros) hasta las ondas de radio (con longitudes de onda que pueden medirse en kilómetros).

Materia

Si la materia tiene masa y ocupa un lugar en el espacio significa que es cuantificable, es decir, que se puede medir.
Todo cuanto podemos imaginar, desde un libro, un auto, el computador y hasta la silla en que nos sentamos y el agua que bebemos, o incluso algo intangible como el aire que respiramos, está  hecho de materia.
Los planetas del Universo, los seres vivos como los insectos y los objetos inanimados como las rocas, están también hechos de materia.
De acuerdo a estos ejemplos, en el mundo natural existen distintos tipos de materia, la cual puede estar constituida por dos o más materiales diferentes, tales como la leche, la madera, un trozo de granito, el azúcar, etc. Si un trozo de granito se muele, se obtienen diferentes tipos de materiales
La cantidad de materia de un cuerpo viene dada por su masa, la cual se mide normalmente en kilogramos o en unidades múltiplo o submúltiplo de ésta (en química, a menudo se mide en gramos). La masa representa una medida de la inercia o resistencia que opone un cuerpo a acelerarse cuando se halla sometido a una fuerza. Esta fuerza puede derivarse del campo gravitatorio terrestre, y en este caso se denomina peso.  (La masa y el peso se confunden a menudo en el lenguaje corriente; no son sinónimos).

Algunos conseptos son de terceras fuentes... 

Magnitud y Luminosidad

Magnitud y Luminosidad

Las magnitudes medidas a la distancia estándar de 10 parsec se denominan magnitudes absolutas, que se expresa con la letra mayúscula M y la magnitud aparente con la m minúscula (excepto las medidas fotoeléctricamente que se representan por U, B, V).

Si ocurre que una estrella está a una distancia de 10 parsecs, su magnitud aparente y absoluta serán las mismas. Si está a una distancia mayor y la trasladamos a 10 parsecs para obtener su magnitud apsoluta aparecerá más brillante que en su posición real. Como es más brillante su magnitud absoluta será un número más pequeño que el de su magnitud aparente. Por el contrario sí la estrella está más próxima de 10 parsecs, y la movemos a la distancia estándar será más débil y su magnitud absoluta será un número mayor que el correspondiente a la aparente.

 Magnitud Aparente  

(m), es la magnitud de una estrella estimada por el ojo humano. Éste es capaz de catalogar en orden de brillo y distinguir cuando dos estrellas tienen el mismo brillo o una estrella y una fuente artificial. Hoy día se utilizan los fotómetros que nos permiten medir magnitudes con mucha precisión. El brillo de un objeto celeste medido por un observador es la magnitud aparente (m). Si m no lleva ningún subíndice se asume que se trata de la magnitud visual.
La escala de brillo estelar que se sigue utilizando hoy día en astronomía fue creada en el siglo II antes de nuestra era o quizás antes por el astrónomo griego Hiparco de Nicea (180-110 a. C.), cuando no existían ni indicios sobre las unidades físicas de medición de la energía luminosa. Hiparco dividió las estrellas en seis clases de magnitudes que hoy designamos por los números 1-6. Hay que hacer constar que estos números no tienen nada que ver con los tamaños reales de las estrellas. Según Hiparco, las estrellas de primera magnitud eran las más brillantes, mientras que las de la sexta estaban en el límite de la percepción visual, colocándose entre estos extremos las demás. Fue Sir John Frederick William Herschel (1782-1871) quien advirtió que, por término medio, la intensidad luminosa de la primera magnitud es cien veces superior a la sexta, o sea, para obtener el brillo aparente de una estrella de primera magnitud, es necesario reunir cien de sexta. Partiendo de esto y de la ley de Feschner, según la cual la sensación crece en progresión aritmética al crecer la excitación en progresión geométrica, Norman Pagson (1829-91) determinó que la relación entre las intensidades luminosas de una magnitud y la siguiente debía permanecer constante.

 Magnitud Absoluta

magnitud absoluta (M) es la magnitud aparente m, que un objeto tendría si estuviera a una distancia de 10 parsecs (alredededor de 32,616 años luz, o 3×10¹⁴ kilómetros). Para definir la magnitud absoluta es necesario especificar el tipo de radiacion electromagnetica que está siendo medida. 

 Luminosidad

Si una estrella emite la misma cantidad de luz en todas las direcciones, se dice que radia isotrópicamente, a una distancia d su radiación se habrá distribuido en una superficie esférica de área 4pd². Si la luz o radiación medida a través de esta superficie la hemos llamado brillo b, los astrónomos definen la Luminosidad de la estrella como la energía total emitida por unidad de tiempo o potencia radiada y será

L = 4p d² b

Fuera de la fuente emisora la radiación ni se crea ni se destruye, la luminosidad, por tanto, no depende de la distancia pero el brillo disminuye proporcionalmente al cuadrado de la inversa de la distancia, b = L / 4pd² . Si hacemos medidas de la intensidad de la luz recibida de las estrellas en función de la distancia a que se encuentran se obtiene que varía de forma inversa con el cuadrado de la distancia, esto es, si llevamos a una estrella nueve veces más lejos, se hace 81 veces más débil (naturalmente no se mueven físicamente las estrellas sino se considera como aparecerían a diferentes distancias). Se ha supuesto que la materia interestelar no absorbe la luz de las estrellas, hecho que no es cierto como se verá más adelante.

Asterismos y Constelaciones

ASTERISMOS Y CONSTELACIONES

Una constelacion es realmente una region en el cielo.

Un asterismo es  ese orden que nos recueda una figura.

Las constelaciones y los asterismos a menudo se consideran como idénticos. Ellos no son. Hasta tiempos modernos, la constelación y el asterismo significaban la misma cosa - un grupo reconocible de estrellas, y dado un nombre que indica un objetivo visto en los modelos de las estrellas. Esto cambiaron en 1930, cuando la Unión Astronómica Internacional definió las 88 constelaciones presentes. Ahora, una constelación es una región en el cielo, que, naturalmente, contiene estrellas. La esfera celestial entera se ha dividido en 88 regiones, estas regiones estando las constelaciones. Todos estrellas, si brillantes o invisibles, pertenecen a (están dentro de) una constelación, incluso si ellos no contribuyan nada a formar un retrato coherente. El asterismo retiene su significa original - un grupo de estrellas, con una modelo reconocible. La diferencia más llamativa entre la constelación y el asterismo (por lo menos en el hemisferio septentrional) es la diferencia entre Ursa Mayor (una constelación) y la Osa Mayor (un asterismo). Ursa Mayor es una región en el cielo que contiene las docenas de estrellas visibles. La Osa Mayor, sin embargo, es apenas las siete estrellas brillantes que forman el modelo que fácilmente es reconocido de un tazón y del asidero (o de la guadaña, o del carrito ...)

La Esfera Celestial - Al ver las estrellas de la superficie de la Tierra, podemos representarlas como puntos de la luz en una esfera celestial que circunda la Tierra. De noche, con horizontes libres, vemos la mitad de la esfera celestial. Definimos las ubicaciones de estrellas en la esfera celestial vía la ascensión recta y la declinación. La ascensión recta corresponde a la longitud en la superficie de la Tierra, mientras la declinación es el analógico a la latitud.

El Gran Círculo - Un círculo dentro de nuestra esfera celestial que lo divide en dos hemisferios iguales. La distancia por la circunferencia del círculo se mide generalmente en grados - 360 para el círculo entero.

El Ecuador Celestial - El gran círculo que es visto directamente de arriba el ecuador terrestre. Divide la esfera celestial en sus hemisferios septentrional & meridionales. Se cruza hacia el este justo y el oeste justo al horizonte del observador, y está a medio camino entre los polos celestiales norte y sur.

El Horizonte - El gran círculo que divide el hemisferio visible de la esfera celestial (sobre la tierra) del hemisferio invisible (debajo de la tierra). Se cruza los puntos cardinales (justo hacia el norte, al este, al sur, & al oeste) y es a medio camino entre el apogeo y el nadir.