Para Ángel Gómez Roldán, astrónomo y amigo.

Aprender Astronomía con 100 ejercicios prácticos

Primera edición, 2013

En coedición con:

Diseño de la cubierta: NDENU DISSENY GRÀFIC

«Cualquier forma de reproducción, distribución, comunicación pública o transformación de esta obra sólo puede ser realizada con la autorización de sus titulares, salvo excepción prevista por la ley. Diríjase a CEDRO (Centro Español de Derechos Reprográficos, www.cedro.org) si necesita fotocopiar o escanear algún fragmento de esta obra».

ISBN por Marcombo: 978-84-267-1907-2

ISBN por Alfaomega: 978-607-707-595-0

D.L.: B-1496-2013
Printed in Spain

Este libro, tal y como lo veis, no hubiese sido posible sin la desinteresada ayuda de algunos amigos y compañeros de afición. Espero no dejarme ninguno. Gracias pues a Joanma Bullón, Juan Carlos Casado, José Francisco Hernández Cabrera, José Muñoz Reales, Jesús R. Sánchez y Àlex Roure por sus magníficas fotografías del cielo; sin ellas este libro no hubiera sido el mismo. Gracias también a Josep M. Aymamí, Oriol Font y Enric Monreal del GAT de Tiana por compartir conmigo sus dibujos planetarios y por las horas de observación que hemos pasado juntos. Gracias a Ramon Naves por sus magníficos consejos sobre detalles técnicos que se me escaparon al escribir algunos capítulos, y a su mujer Montse Campás por el apoyo al proyecto y por la paciencia de aguantar decenas de llamadas telefónicas a todas horas preguntando por su marido. Gracias a Ferran García por su ayuda en el tema de geometría óptica, a Ferran Grau por su fe en el proyecto y su apoyo incondicional hacia mi persona, a pesar de que un servidor es el culpable de su desmesurada afición a las estrellas. Gracias a Esteban Reina por formar parte del comité científico de revisión, tus opiniones han sido muy valiosas. Gracias a Julio Castellano por hacer esos magníficos programas astronómicos tan estupendos y ponerlos a disposición de los astrónomos amateurs. Gracias a Rafa Ferrando por descubrir tantos asteroides y por dejar bien alto el pabellón amateur. Y gracias a vosotros, amables lectores, por haber escogido este libro.

APRENDER ASTRONOMÍA CON 100 EJERCICIOS PRÁCTICOS

100 ejercicios prácticos resueltos que conforman un recorrido por los principales conocimientos que debe adquirir aquel que quiera introducirse en el apasionante mundo de la astronomía. Si bien es imposible recoger en las páginas de este libro todos los conocmientos necesarios, hemos escogido los más necesarios. Una vez leídos los 100 ejercicios que componen este manual, el lector será capaz de desenvolverse con soltura en el mundo de la astronomía amateur.

LA FORMA DE APRENDER

Nuestra experiencia en el ámbito de la enseñanza nos ha llevado a diseñar este tipo de manual, en el que cada uno de los conocimientos se ejercita mediante la realización de un ejercicio práctico. Dicho ejercicio se halla explicado paso a paso, con el fin de no dejar ninguna duda en su proceso de ejecución. Además, lo hemos ilustrado con imágenes descriptivas de los pasos más importantes o de los resultados que deberían obtenerse y con recuadros IMPORTANTE que ofrecen información complementaria sobre cada uno de los temas tratados en los ejercicios.

Gracias a este sistema se garantiza que una vez leídos los 100 ejercicios que componen el manual, el lector será capaz de desenvolverse cómodamente como astrónomo aficionado.

CONTENIDO DEL CD-ROM

El CD-Rom que acompaña a este libro contiene programas que le ayudarán en su descubrimiento de la Astronomía. En la contacubier-ta puede ver el listado completo de programas y archivos.

Stellarium: http://www.stellarium.org/es/

Cartes du ciel: http://www.ap-i.net/skychart/en/download

001 El ojo humano

002 Cuántas estrellas podemos ver

003 Magnitud estelar

004 Las estrellas

005 Cómo encontrar la estrella polar en el cielo

006 Qué es la eclíptica

007 Planetas a simple vista

008 El Sol

009 La Luna

010 Eclipses

011 Constelaciones

012 Constelaciones circumpolares

013 Asterismos, qué son y dónde encontrarlos

014 La Vía Láctea

015 El planisferio celeste

016 Cielo profundo a simple vista

017 La mano, instrumento de medida

018 Catálogos celestes. Qué observar y dónde

019 Meteoros y meteoritos

020 Cometas

021 Estrellas dobles y estrellas variables a simple vista

022 Stellarium, nuestro primer planetario

023 Material de observación

024 Cómo escoger un buen lugar para observar

025 Agrupaciones astronómicas

026 Qué prismáticos comprar

027 Trípodes

028 Observar con prismáticos

029 Guía de campo

030 Filtros

031 Observación solar con prismáticos

032 Buscar y observar cometas con prismáticos

033 Cartes du ciel. Software astronómico

034 Observación de cielo profundo con prismáticos

035 Astronomía con telescopios de aficionado

036 Telescopio Refractor

037 Telescopios Reflectores

038 Telescopio Schmidt-Cassegrain

039 Telescopio Maksutov-Cassegrain

040 Orientar el campo de visión en el ocular de un telescopio

041 Monturas Azimutales

042 Montura Dobson

043 Montura ecuatorial alemana

044 Montura ecuatorial de horquilla

045 Motorización de telescopios

046 Automatización de la montura. Sistema GO TO

047 Puesta en estación del telescopio

048 El buscador

049 Accesorios del telescopio. Material mínimo

050 Oculares

051 Sistemas de coordenadas

052 Dibujo astronómico

053 Astronomía con una Webcam

054 Fotografía astronómica con cámara Réflex

055 Cámaras CCD

056 Light, Darks, Flats y Bias

057 Algunos trucos para la observación telescópica

058 Apuntado y enfoque del telescopio

059 Seeing y MALE

060 Observación de planetas interiores

061 Observar planetas exteriores. Marte, el planeta rojo

062 Observar planetas exteriores. Planetas gigantes

063 Observación de la Luna

064 Observación solar. Filtros H alfa y luz visible

065 Eclipses de Sol

066 Observación de un eclipse total de Luna

067 Observación de asteroides

068 Observación de Cometas

069 Observación de cielo profundo

070 Observar ocultaciones de estrellas por asteroides

071 Observación y búsqueda de Supernovas

072 Observación de estrellas dobles

073 Observar y buscar estrellas variables

074 Observación de exoplanetas

075 Guías y libros de observación

076 Mi observatorio fijo

077 Tipos de observatorios astronómicos amateurs

078 El observatorio definitivo: cúpulas y otros inventos

079 Qué telescopio necesito

080 Cámaras CCD, configuraciones

081 Cómo conectarlo todo

082 Software imprescindible para que todo funcione

083 Plataforma Ascom

084 Guiado del telescopio

085 Enfoque del telescopio

086 Rueda portafiltros y filtros astronómicos

087 Catálogos estelares

088 Observatorio remoto

089 Observatorio robótico

090 Detector de nubes. ¡Que llueve, que llueve!

091 Cámara All Sky

092 Elbrus. ¿Dónde está apuntando el telescopio?

093 CCDcomander

094 Astrometría con Astrometrica

095 Focas. Fotometría con Astrometrica

096 Estudio de Cometas

097 Estudio de Asteroides

098 Estudio de estrellas dobles y de estrellas variables

099 Estudio de exoplanetas

100 Colaboración con astrónomos profesionales

AUNQUE PAREZCA MENTIRA para hacer astronomía no se necesita un telescopio, al menos al principio; lo único que necesitamos es tener la vista más o menos bien y ganas de aprender cosas nuevas. El ojo es la parte más importante de nuestro equipo de observación. Y estaría bien conocer cómo funciona para poder observar el cielo estrellado a pleno rendimiento. El ojo es un sensor muy sofisticado, es capaz de detectar más de 10 millones de intensidades diferentes pero, ¿cómo funciona? Tenemos tan asumida la capacidad de mirar que no le prestamos la suficiente atención. Con la ayuda de un esquema lo veremos mejor.

IMPORTANTE

El ojo humano es 40 veces más sensible en la visión lateral que en la frontal, y un buen astrónomo aprende muy pronto a observar objetos débiles con un telescopio combinando la visión frontal con la lateral.

1. El primer elemento del ojo que atraviesa la luz es la córnea, la parte transparente del recubrimiento del ojo que cubre el iris y la pupila.
2. El iris es el músculo que regula la entrada de luz al cristalino. Funciona igual que el diafragma de un objetivo fotográfico: se cierra con la luz brillante, se abre en la oscuridad.
3. La pupila es la abertura del iris independientemente del grado de luminosidad.
   
   

   
4. El cristalino es la lente que, detrás del iris, hace converger los rayos de luz a la retina para formar las imágenes.
5. La retina es una membrana sensitiva situada en lo más profundo del ojo y es la encargada de enviar las señales de imagen al cerebro a través del nervio óptico. La retina tiene dos tipos diferentes de sensores para captar la luz: los conos y los bastones. Los conos son los sensores encargados de la visión en color y de detectar detalles finos. Son más numerosos en la visión frontal. Los bastones son los encargados de la visión en blanco y negro, y son mucho más sensibles a la luz. Son más numerosos en la visión lateral o de reojo.
   
   

   
   

   
6. Antes de hacer astronomía tenemos que aclimatar nuestra vista a la oscuridad, y esto no es sólo una cuestión mecánica del ojo que dilata la pupila en la oscuridad. La dilatación máxima del iris en unos ojos normales es de unos 8 mm. Con la dilatación de la pupila el ojo se sensibiliza unas 15 veces, pero esto por sí solo no es suficiente. El mecanismo de adaptación de la vista es químico. El ojo produce una sustancia química llamada Rodopsina que, después de un proceso que dura entre 15 y 30 minutos, aumenta la sensibilidad del ojo varios centenares de veces. Pero hay que tener mucho cuidado, si después del periodo de adaptación nuestros ojos reciben un deslumbramiento de luz blanca la Rodopsina se disipa y hay que volver a empezar de nuevo.
   
   

   
7. Una experiencia práctica muy útil sería la de aclimatar nuestra vista en un lugar oscuro (preferentemente la montaña o un lugar apartado de nuestra ciudad), después de media hora nos taparemos un ojo, el que queramos, y obligaremos al que queda destapado a que mire la luz de una linterna (no hace falta que sea demasiado potente, con un poquito de luz blanca hay suficiente), la pantalla de un móvil o cualquier elemento que haga luz blanca; después apagaremos todas las luces y destaparemos el ojo protegido. Alternando la mirada primero con uno y después con el otro ojo podremos evaluar la eficacia de la Rodopsina y confirmaremos la necesidad de una correcta aclimatación visual antes de observar el cielo.

IMPORTANTE

La luz roja es la única luz que no afecta a la Rodopsina y por tanto no produce deslumbramiento. Las linternas rojas, sobre todo las de Led, son las que se utilizan normalmente para consultar los mapas y las cartas estelares mientras hacemos astronomía.

PODEMOS HACER ASTRONOMÍA DE DÍA Y DE NOCHE. De hecho, de día podemos observar el Sol, la Luna y algunos planetas, pero resulta especialmente interesante con el crepúsculo. Cuando la luz del Sol da paso a la oscuridad empezamos a ver el universo de verdad … o al menos una porción más grande del universo.

IMPORTANTE

Cuando se mira el cielo estrellado a través de un agujero de 12 cm situado a 30 cm del ojo se observa el 1% de la bóveda celeste.

1. En condiciones ideales, sin contaminación lumínica ni nubes ni luna llena, si sumamos todas las estrellas que podríamos ver a simple vista en los dos hemisferios, norte y sur, veríamos unas 8.500 estrellas; todas las que conocemos hasta la magnitud 6.5, la magnitud máxima que puede llegar a ver un ojo humano de extrema agudeza visual.
   
   

   

   Excepcional cielo canario.

   Foto: José Francisco Hernández Cabrera

2. Si sólo contamos las del hemisferio norte, en una noche excepcional y en condiciones ideales, con suerte veríamos, aproximadamente, unas 2.500 estrellas, menos si hay luna, aunque sólo sea en cuarto de fase.
   
   

   

   Foto: José Francisco Hernández Cabrera

3. Y si intentamos contar las estrellas que veríamos desde nuestra ciudad, con todos los problemas de contaminación lumínica, tendríamos suerte si contamos más de 50. Las más brillantes.
4. Esta acumulación de estrellas nos puede abrumar en un primer momento. ¿Por dónde empezamos a desliar el ovillo? ¿Dónde están las constelaciones? ¿Y los planetas? ¿Por qué algunas estrellas brillan más que otras? ¿Por qué vemos estrellas de diferentes colores? La visión del cielo nocturno nos puede aturdir un poco si no tenemos las referencias adecuadas para desenredarlo. Nada parece tener sentido, ¿verdad? Tantas estrellas en el cielo y sin un orden concreto …
5. Y ahora vamos a comprobar todo lo que se ha dicho, ¡vamos a contar estrellas! Primero haremos una buena aclimatación de la vista, y después nos ayudaremos de un artefacto llamado “contador de estrellas” que construiremos nosotros mismos. El contador de estrellas no es nada más que una cartulina del tamaño de una cuartilla, en el que recortaremos un agujero de 12 cm de diámetro. En el marco de la cartulina practicaremos un pequeño orificio en el que introduciremos un cordel de no más de 40 cm. de longitud. Haremos un nudo para que haga de tope en la parte posterior y en la parte donde el cordel es más largo haremos otro nudo a 30 cm de la cartulina.
   
   

   
6. Cómo utilizar el contador de estrellas: Sostenga el aparato con el extremo de la cuerda cerca del ojo. Ténselo bien, es importante que esté a 30 cm del ojo. Apunte a cualquier zona del cielo y cuente la estrellas que vea dentro del agujero. Repita la operación en diferentes zonas de la bóveda celeste y saque la media. Multiplique el resultado por 100. Aquí tiene una aproximación a cuantas estrellas puede ver en “toda” la bóveda celeste. Evidentemente la cifra variará según las condiciones del cielo y de la contaminación lumínica. Repita el proceso en diferentes meses del año.
   
   

   

   Contaminación lumínica en Barcelona.

   Foto: José Muñoz Reales.

7. Para calcular las estrellas que veríamos en un solo hemisferio nos tendríamos que situar en cualquiera de los dos polos del planeta, hacer el mismo ejercicio y dividir por dos.

IMPORTANTE

Sólo es cuestión de tiempo, dedicación y paciencia llegar a conocer el cielo. No lo quiera saber todo la primer noche de observación.

ES INEVITABLE DARSE CUENTA DE QUE HAY ESTRELLAS más brillantes que otras. En astronomía llamamos magnitud a la cantidad de brillo, real o aparente, que tiene una estrella.

IMPORTANTE

Aunque en este capítulo sólo hablamos de magnitudes y de la aportación de Hiparco al tema, no podemos olvidar otras no menos importantes aportaciones que este brillante astrónomo realizó, como: el primer catálogo de estrellas, la división del día en 24 horas iguales, descubrir la precesión de los equinoccios, calcular la distancia entre la Tierra y la Luna, inventar la trigonometría, así como diversos aparatos de medición como por ejemplo el teodolito.

1. Ya en la antigüedad el astrónomo griego Hiparco estableció un sistema para diferenciar la magnitud de las estrellas. Las estrellas más brillantes eran de magnitud 1, las del siguiente grupo de magnitud 2 y así hasta la magnitud 6, que son las más débiles que puede apreciar el ojo humano (sin ayuda). Algunos aventuran la tesis de que ciertos ojos privilegiados pueden llegar a detectar estrellas más débiles todavía, como las de magnitud 6,5.
2. Con la invención del telescopio se vio que había estrellas más débiles y se incorporaron más grupos: 7, 8, 9 …
3. En el siglo XIX esta escala fue cuantificada matemáticamente y se determinó que la diferencia de brillo entre una estrella de cualquier magnitud es 2,5 veces más brillante que otra estrella de una magnitud inferior. De esta manera veremos que una estrella de la 1^a magnitud es 100 veces más brillante que una de la magnitud 5.
4. Poco después se vio que había estrellas todavía más brillantes y se adoptó el 0 (cero) y los números negativos para cuantificar estrellas muy brillantes. Nuestro sol tiene una magnitud de -28.
5. Proponemos buscar las estrellas del cuadro adjunto en el cielo. Para evitar confusiones hemos marcado con un asterisco las estrellas de verano, el resto se ven en invierno. La única cosa que debe recordar es que son las estrellas más brillantes de nuestro hemisferio, así que manos a la obra.
   
   

   La última columna de la tabla nos indica a qué distancia están estas estrellas de nuestro Sol. La unidad de medida es el año luz. Un año luz es la distancia que recorre la luz en un año. Sabiendo que la velocidad de la luz es de 300.000 km/s podemos calcular que en un año la luz recorre unos 9.500.000.000.000 kilómetros

6. En los próximos capítulos daremos más herramientas para identificar estrellas y constelaciones. Con ellas acabaremos de localizar e identificar las estrellas del cuadro, y muchas más.

Una noche de verano. Mes de Julio sobre las 23 horas, mirando al sur. Fíjese en las estrellas más brillantes. ¿Sabría decir cuáles son las del cuadro adjunto?

Mismo instante que la imagen anterior, pero ahora situando las constelaciones y las estrellas. ¿Puede verlas y distinguirlas en el firmamento?

Una noche de invierno. Diciembre pasada la medianoche, mirando al sur. Fíjate en las estrellas más brillantes. ¿Sabrías decir cuáles son las del cuadro adjunto?

Mismo instante que la imagen anterior, pero ahora situando las constelaciones y las estrellas. ¿Puedes verlas y distinguirlas en el firmamento?

IMPORTANTE

Como todavía no estamos muy familiarizados con el firmamento estrellado seguramente nos resultará difícil discernir quién es quién a pesar de saber la constelación donde se encuentran. Paciencia. Conocer el cielo requiere horas de observación. Nosotros estamos empezando.

¿CÓMO FUNCIONA UNA ESTRELLA? LAS ESTRELLAS son masas gigantes incandescentes en equilibrio. Por un lado el peso de toda su masa, a causa de la gravedad, tiene tendencia a caer hacia el centro de la estrella y colapsarla, y por otro las explosiones nucleares que ocurren dentro del núcleo quieren expandir la estrella y hacerla desaparecer. Este tira y afloja que dura millones de años es el mecanismo vital de las estrellas.

Sobre la lista de las estrellas más cercanas al Sol, hemos señalado en negrita y cursiva las estrellas visibles a simple vista. El resto se pueden ver con telescopios de aficionado y unas buenas cartas del cielo.

IMPORTANTE

La estrella más cercana al Sol, Próxima Centauri, es una enana roja mucho más pequeña que el sol; las estrellas de neutrones son astros de pocos kilómetros de diámetro; pero la estrella Arturo de la constelación de Bootes es 23 veces más grande que el Sol; Antares, del escorpión, es tan grande que si la pusiéramos en el lugar que ocupa el Sol llegaría hasta la órbita de Marte. ¡Y todavía hay estrellas más grandes!

1. Otra de las cosas que no pasan desapercibidas si se observa el cielo es el color de las estrellas. Azules, blancas, amarillas, anaranjadas, rojas … ¿Qué indica el color de una estrella? El color de una estrella nos indica básicamente su temperatura. Las azules son las estrellas más calientes, luego vienen las blancas, las amarillas, las anaranjada y por último las rojas.
2. Volvemos a hablar de distancias. ¿Habéis sentido alguna vez curiosidad por saber cuáles son las estrellas más cercanas al Sol? Aquí las tenéis:
   
   

   
   1. La estrella más cercana al Sol es Próxima Centauri, una estrella enana roja que está a unos 4,2 años luz de distancia. Es un sistema triple.
   2. Alfa Centauri A, B: las compañeras de Próxima Centauri. Son dos enanas, roja y amarilla respectivamente, situadas a 4,39 años luz de nosotros.
   3. Estrella de Barnard, enana roja, a 5,94 años luz. Una estrella que se mueve en el cielo y que cambia de lugar de un año para otro.
   4. Wolf 359, enana roja, a 7,7 años luz.
   5. Lalande 21185, enana roja, a 8,26 años luz.
   6. Sirius A i B (es doble), la estrella más brillante del cielo está a 8,6 años luz.
   7. Luyten 726-8A i B, estrella doble, dos enanas rojas, a 8,73 años luz.
   8. Ross 154, enana roja, a 9,69 años luz.
   9. Ross 248, otra enana roja, a 10,32 años luz.
   10. Epsilon Eridani, enana naranja, a 10,5 años luz.
3. Las estrellas nos parecen puntos brillantes en el espacio. ¿Pero, qué tamaño tienen las estrellas? Nuestro Sol, con 1.500.000 km de diámetro, es un astro impresionante desde el punto de vista de un terrestre, pero hay estrellas mucho más pequeñas y otras mucho, pero que mucho más grandes. Estrellas enanas, estrellas gigantes, estrellas supergigantes …
   
   

   

   Imagen cedida por la ESO. M. Kornmesser.

4. Proponemos estudiar detenidamente, pero de manera segura, nuestra estrella, el Sol. Lo haremos a simple vista y con la sola ayuda de unas gafas de observar eclipses. Ahora estamos en pleno máximo solar y eso quiere decir que el Sol se llena de manchas negras, las llamadas manchas solares. Algunas de esas manchas son varias veces más grandes que la tierra. El estudio y seguimiento estadístico del número de manchas solares sirve para calcular con precisión la actividad solar. Es lo que llamamos el número de Wolf. Si tenemos suerte seremos capaces de ver algunas de las manchas del Sol, sin duda las más grandes.
   
   

   

   Gafas para observar eclipses.

   

   

   Manchas solares. Foto: José Muñoz Reales.

IMPORTANTE

La observación del Sol, aún con protección, no se debe alargar más de unos minutos. Al ponernos las gafas especiales y mirar el Sol lo primero que notaremos es que nuestra estrella tiene el mismo tamaño que la Luna. Es lo que llamamos el tamaño aparente. En realidad el sol es muchísimo más grande, pero está muchísimo más lejos.

LA ESTRELLA POLAR NOS MARCA EL POLO CELESTE, y a lo largo de la historia ha sido una estrella de referencia entre viajeros y navegantes. Pero atención, esta estrella es del hemisferio norte. No la intentéis buscar en las antípodas.

IMPORTANTE

La estrella polar no ha sido siempre la misma, de hecho va cambiando a lo largo de los milenios. Eso se debe a que el eje de rotación de la tierra, que está inclinado unos 23,5°, tiene un movimiento pendular de unos 25.000 años. Dentro de 14.000 años Vega será nuestra estrella polar.

1. La primera vez que busquéis la polar podéis necesitar alguna ayuda. Pero una vez la hayáis localizado veréis qué fácil es volverla a encontrar siempre que la necesitéis. Existen varios métodos. Aquí os explicaremos un par de ellos. Eso sí, en todos los casos necesitaremos unas mínimas condiciones ambientales: cielo despejado; horizonte poco montañoso, sobre todo hacia el norte; y poca contaminación lumínica, que nos impida observar las estrellas.
2. Para los que no tengan la más mínima idea del cielo: la manera más sencilla de encontrar la polar es con la ayuda de una brújula. De noche, y ayudados por una pequeñita linterna que dé luz roja, localizaremos el norte con la brújula. Una vez sepamos dónde está el norte sólo nos faltará saber a qué altura del cielo está la polar. Otra de las virtudes de la estrella polar es que está a la latitud de la zona. La latitud es la distancia angular entre el ecuador y la zona de observación. Madrid, por ejemplo, está a latitud 40 norte. Pero ¿cómo mediremos 40 grados en el cielo? Pues muy fácil, con la ayuda de nuestras manos.
   
   

   
3. Si extendemos totalmente nuestro brazo con la mano completamente abierta (el pulgar mirando abajo, el meñique arriba), y trazamos un palmo celeste, tenemos el equivalente a 20 grados celestes. Sólo nos faltará sumar otro palmo, en altura, con la otra mano y ¡ya tenemos la polar! Quizá, alguno de vosotros se esperaba encontrar una estrella más brillante, o con alguna característica especial; pues lo siento: la polar es una estrella de magnitud 2,2 nada espectacular, ¡pero muy importante para no perdernos!
4. Otro método. Para los que conozcan algo el cielo nocturno, y sean capaces de distinguir alguna constelación, como el carro de la Osa Mayor, hay un método más rápido para encontrar la polar. Ubicamos primero el carro de la Osa mayor, que dependiendo de la hora de la noche y de la época del año, estará en una posición u otra. Después tomaremos dos estrellas del carro como puntero (las estrellas Merak y Dubhe) y haremos una enfilación que nos llevará directamente a la estrella polar.
   
   

   
5. Todas las constelaciones del cielo giran alrededor de la estrella polar a una velocidad de 15 grados cada hora. Algo menos de un palmo por hora. Ésta no es en realidad la velocidad del cielo, sino la velocidad de la rotación de la tierra.
   
   

   

   Alrededor de la polar hay un grupo de constelaciones que se ven durante todo el año, son las constelaciones circumpolares. Dependiendo de la latitud del lugar se verán más o menos. En el polo norte todas las constelaciones son circumpolares. Foto: José Francisco Hernández Cabrera, desde Tenerife.

Trate de localizar la estrella polar desde la ciudad en la que se encuentre.

IMPORTANTE

En la ciudad de Tenerife, que está a latitud 28, la polar está a poco más de un palmo de altura. Pero si nos vamos al polo norte, latitud 90, la encontraremos justo sobre nuestras cabezas, en el cenit.

LA ASTRONOMÍA ES UNA CIENCIA LLENA DE CONCEPTOS y de leyes que hay que dominar para saber exactamente qué estamos observando y por qué. Pero no os asustéis, la mayoría de esos conceptos son fáciles de entender. Éste es el caso de la eclíptica.

IMPORTANTE

Hay que recordar que nosotros miramos el Sol desde nuestro punto de vista, como si fuera la estrella la que gira alrededor nuestro y no al revés. Este mismo concepto fue el que erróneamente aplicaron nuestros antepasados, que creían que la tierra era el centro del universo. En la actualidad aplicamos el concepto geocéntrico para nuestra conveniencia en los cálculos matemáticos sobre astronomía, pero tenemos muy claro cómo funciona la mecánica celeste.

1. La eclíptica no es nada más que el camino que recorre el sol en el cielo. Así de sencillo y así de fácil. Pero ¿en qué nos puede ser útil saber qué camino ha recorrido el Sol durante su periplo? Pues, entre otras cosas, para calcular las estaciones y para entender la posición de nuestro planeta respecto al sol.
   
   

   

   Recorrido del Sol durante el solsticio de invierno (21 de Diciembre) de 1996 en San Sebastián. Foto: Juan Carlos Casado@tierrayestrellas.com.

2. Si sois observadores os habréis dado cuenta de que el Sol está más alto en verano y más bajo en invierno. Eso es debido a que la Tierra tiene su eje de rotación unos 23,5° inclinado respecto al plano de la eclíptica. ¿Y en qué nos afecta eso? Pues que el Sol no calienta igual los dos hemisferios, y mientras en el hemisferio norte es verano, es invierno en el hemisferio sur; y viceversa.
3. La intersección entre los diversos planos que forman la Tierra y el Sol nos señala otros puntos de interés. Uno de los planos que proyectamos a la bóveda celeste es el plano del ecuador de la Tierra. Esta proyección nos señala el ecuador celeste. Otro plano es el de la eclíptica, que es el plano donde orbita la Tierra y el resto de los planetas del sistema solar. La intersección entre los dos planos, tomando la Tierra como centro, nos marca dos puntos opuestos: los equinoccios, donde la duración del día y de la noche es igual, 12 horas. Esto ocurre alrededor de los días 21 de marzo y 23 de septiembre.
4. De estos puntos antes mencionados se derivan dos más: el situado más al norte de la eclíptica es el solsticio de verano, ocurre sobre el 21 de junio; y el punto situado más al sur es el solsticio de invierno, ocurre sobre el 23 de diciembre. En el primero tenemos la noche más corta, en el segundo la más larga.
5. Estos cuatro puntos están conectados, por proyección, con respectivos puntos en la bóveda celeste, en este caso constelaciones. Los puntos son: constelación de Aries, para el equinoccio de primavera; constelación de Cáncer, para el solsticio de verano; constelación de Libra, para el equinoccio de otoño; y constelación de capricornio, en el solsticio de invierno.
6. Para utilizar la eclíptica primero tenemos que saber dónde buscarla. De día es fácil, no hay ningún misterio, sólo seguir el camino del Sol. Pero ¿y de noche? El Sol siempre hace el mismo recorrido por el cielo. Nos referimos a que siempre pasa por las mismas constelaciones, las constelaciones zodiacales: Aries, Tauro, Géminis, Cáncer, Leo, Virgo, Libra, Escorpius, Sagitario, Capricornio, Acuario y Piscis. Doce en total.
7. El paso del sol por el zodíaco es una convención. Se supone que está un mes en cada una de ellas. Pero ¿es eso cierto? Mira las cartas estelares adjuntas. La eclíptica está marcada, así como los límites de cada constelación. Cuenta las constelaciones que atraviesa el Sol. ¿Son doce? ¿Son todas de la misma extensión? ¿Seguro? ¿Qué constelación falta?
   
   

   

   Proyección de la eclíptica en la época de primavera.

   

   

   Proyección de la eclíptica en la época estival mirando al sur.

   

   

   Proyección de la eclíptica en la época hivernal.

IMPORTANTE

No podemos perder de vista que a niveles prácticos nosotros utilizaremos la eclíptica para localizar y buscar el resto de planetas del sistema solar. Esa será la única utilidad práctica de cara a la observación.

SI SABEMOS DÓNDE MIRAR SEREMOS CAPACES DE VER hasta cinco de los ocho planetas de nuestro sistema solar: Mercurio, Venus, Marte, Júpiter y Saturno. El resto sólo son visibles con ayuda de un telescopio.

IMPORTANTE

Si analizamos la etimología de la palabra planeta veremos que ésta proviene del latín, que a su vez la tomó del griego, y significa “estrella que se mueve”. La etimología nos da una pista del aspecto que tiene un planeta a simple vista.

1. Actualmente tenemos muy claro qué es un planeta. De hecho al sentir la palabra planeta todos pensamos en algo parecido a nuestro mundo, pero más o menos grande y más o menos cálido o frío. Pero esto no ha sido siempre así.
2. Los antiguos observadores del cielo se percataron que había cinco estrellas que se movían respecto a las demás. Recordad que las estrellas tienen un movimiento propio que no es nada más que el movimiento de rotación de nuestro planeta. Y estas estrellas que se movían, algunas con movimientos extraños llamados epiciclos, seguían un periplo a través de las constelaciones zodiacales.
3. Porque si queremos localizar un planeta a simple vista nos tenemos que centrar en la franja zodiacal, que es el camino que sigue el Sol en el firmamento, la eclíptica, de la que hemos hablado en capítulos anteriores.
4. Pero ¿en qué lugar de la eclíptica tenemos que mirar? Pues depende del planeta. Mercurio y Venus, al ser planetas interiores (orbitan dentro de la órbita de la tierra) siempre están cerca del Sol. Dependiendo de la época del año se pueden encontrar antes de la salida del Sol, o justo después de la puesta.
5. Mercurio presenta el aspecto de una débil estrellita que se encuentra muy cerca del Sol. Es particularmente difícil de ver, y peligroso si empleamos el telescopio de manera inexperta. El mejor momento para verlo es durante su máxima elongación (distancia máxima angular entre el planeta y el Sol desde el punto de vista de la tierra) que va de los 16 a los 29 grados. (Recordad que un palmo con la mano extendida son 20°). Mejor buscarlo con el Sol bajo el horizonte.
6. Venus, también conocido como el Lucero del Alba o el Lucero Vespertino, dependiendo de si se ve antes de la salida del Sol o en su ocaso, es muy fácil de ver por su extraordinario brillo. Su apariencia es la de una estrella sumamente brillante que destaca sobre las demás. En ocasiones se puede confundir con Júpiter. Posiblemente, muchos de vosotros ya lo habéis visto, pero seguramente no sabíais que era un planeta. Su máxima elongación es de unos 50°, algo más de dos palmos. Esta es su distancia máxima respecto al Sol siguiendo la eclíptica; lo podríamos encontrar también más cerca.
7. Marte tiene la apariencia de una estrella roja, y su brillo depende de la distancia a la que se encuentra de la tierra. Marte tiene una ventana de observación óptima (telescópicamente hablando) de unas pocas semanas cada 26 meses, aproximadamente. A simple vista es cuando lo veremos más brillante.
8. Júpiter es visible durante casi todo el año, menos cuando pasa detrás del Sol. Tiene la apariencia de una estrella muy brillante. A veces compite en brillo con Venus, aunque este último planeta acaba ganando siempre.
9. Saturno también es visible durante casi todo el año, menos cuando pasa por detrás del Sol. Su apariencia es de una estrella amarillenta, menos brillante que Júpiter o Venus, pero perfectamente distinguible si sabemos dónde está.
10. Y ahora vamos a ver qué tal se nos da buscar planetas. En próximos capítulos ofreceremos unas herramientas muy útiles para calcular y visualizar dónde están los planetas. De momento nos tenemos que conformar con unas simples cartas estelares.
    
    

    

    Conjunción planetaria en Barcelona, mayo de 2002. Foto: José Muñoz Reales.

    

    
    

    

IMPORTANTE

Marte, Júpiter y Saturno, al ser exteriores, no tienen una elongación máxima: o sea que podemos encontrarlos en cualquier punto de la eclíptica. El truco para encontrarlos es saber qué aspecto tienen y con qué magnitud brillan.

LA PRIMERA COSA QUE VEMOS EN EL CIELO ES, SIN LUGAR a dudas, nuestra estrella, el Sol, que detenta el raro honor de ser la estrella más cercana a nuestro planeta. Observando y estudiando el Sol podemos llegar a entender cómo funcionan las otras estrellas.

IMPORTANTE

El Sol tiene el 99% de la materia del sistema solar. Tiene un diámetro de aproximadamente 1.500.000 km. Es tan grande que en su interior cabrían aproximadamente un millón de Tierras.

1. A nosotros nos parece que el Sol es inmenso, y que no hay nada en el universo que le pueda hacer sombra. Una sensación equivocada: el Sol es una simple y vulgar enana amarilla que, con 5.000 millones de años, está en la mitad de su vida. Hay estrellas en la Vía Láctea que son miles de veces más grandes que el Sol.
2. Su temperatura superficial ronda los 5.000 °C, pero en su núcleo se calcula que la temperatura llega a los 15 millones de grados centígrados.
3. Un rayo de luz tarda cerca de un millón de años en viajar del núcleo del Sol hasta la fotosfera, y sólo 8 minutos en llegar a la tierra.
4. El campo magnético del Sol puede ser unas 10.000 veces más potente que el campo magnético de la tierra.
5. El Sol también gira sobre sí mismo. El período de rotación del Sol es de 25 días.
6. El campo magnético de la Tierra nos protege de la radiación solar, del viento solar y de las tormentas solares. Cuando hay una tormenta solar los satélites artificiales y las comunicaciones de la Tierra quedan afectados. Son el mejor momento para ver auroras polares en la tierra.
7. El Sol se presta a diferentes estudios astronómicos. Ya hemos podido observar manchas solares con la ayuda de las gafas de mirar eclipses, así que en este capítulo vamos a proponer un par de experimentos más. El primero es observar el Sol en sus Ortos y Ocasos. Esto es, en sus salidas y sus ocasos (aunque por encima de los círculos polares hay épocas del año donde el Sol no se pone nunca: es el famoso Sol de medianoche). Veremos que hay una diferencia entre 1 y 2 minutos de un día para otro. Podemos relacionar este ejercicio con la observación de los solsticios y equinoccios, en los que podemos comprobar cómo se alarga o acorta el día dependiendo de la época del año.
   
   

   

   Sol de medianoche en Inari - Finlandia. Foto: Joanma Bullon.

8. Y el segundo ejercicio tiene que ver con la salida geográfica del Sol. Si cada día observamos en qué lugar exacto sale o se pone el Sol, veremos que éste nunca lo hace exactamente por los puntos cardinales Este y Oeste. Esto sólo ocurre en los equinoccios, cuando la duración del día y de la noche se igualan. El resto del año el punto exacto de la salida del Sol deriva unos 30° al Norte o al Sur de los puntos Este y Oeste.
9. La fotografía es una buena manera de ilustrar este fenómeno. Si hacemos cada día una fotografía del Sol en el momento del Orto o el Ocaso, veremos que éste se mueve respecto al paisaje fijo del horizonte.
   
   

   

   Foto: Álex Roure.

   

   
   

   

   Àlex Roure, de Arenys de Munt, Barcelona, fotografía cada mañana la salida del Sol para medir el desplazamiento diario de nuestra estrella. Pueden ver cómo se mueve el Sol día a día.

IMPORTANTE

El combustible que quema el Sol es ¾ partes de hidrógeno y el resto, helio y otros materiales más pesados. Cuando el Sol se acabe, el combustible hará un reajuste y quemará helio; cuando acabe el helio quemará sustancias más pesadas hasta que al cabo de unos pocos millones de años se convierta en una gigante roja. Entonces el diámetro del Sol llegará hasta la órbita de Marte.

LA LUNA ES NUESTRO ÚNICO SATÉLITE NATURAL y es perfectamente visible tanto de día como de noche. Su tamaño, 4775 km de diámetro, la convierte en el satélite natural del sistema solar más grande en relación con su planeta.

Foto: José Muñoz Reales.

IMPORTANTE

Los científicos no se acaban de poner de acuerdo sobre cómo se formó la luna. La hipótesis más aceptada es la de la gran colisión. Se cree que en los primeros momentos de la formación de nuestro sistema solar, hace unos 4.500 millones de años, un protoplaneta del tamaño de Marte chocó contra la Tierra y se desintegró. En la colisión se fundió parte de la corteza terrestre y se vertió material al espacio. Este material, junto a los restos del protoplaneta, formó un anillo alrededor de la Tierra. Con el tiempo, y con este material, se formó la Luna.

1. La Luna está situada a unos 385.000 km de la tierra. La distancia entra la Luna y la Tierra fluctúa, y lo sabemos a ciencia cierta porque en 1969 los astronautas americanos dejaron en la Luna un espejo tecnológico apuntando hacia la Tierra. Desde aquí proyectamos un rayo láser que al rebotar en el espejo y volver a la Tierra nos dice, exactamente, a qué distancia está nuestro satélite natural en cada momento.
   
   

   

   Fotos 2 y 3: NASA.

2. La Luna en sus orígenes estaba mucho más cerca de la Tierra y la Tierra giraba, sobre su propio eje, mucho más deprisa. Actualmente sabemos que se aleja de nosotros unos 4 cm al año. A medida que se ha ido alejando también ha ralentizado la rotación de nuestro planeta, dejándolo en 24 horas. Está claro que la Luna nos influye. La Luna deforma indiscutiblemente la Tierra; de manera evidente en los mares y océanos (mareas), y de manera más discreta en tierra firme.
3. La Luna, dependiendo de su posición relativa con el Sol y la Tierra, presenta diferentes fases: Luna nueva, cuarto creciente, Luna llena y cuarto menguante. A pesar de las diferentes fases, siempre nos enseña la misma cara. Y no lo hace por timidez, sino porque el movimiento de rotación de nuestro satélite es igual a su movimiento alrededor de la Tierra, unos 29 días. Sin embargo, cada mes hay una pequeña fluctuación, llamada libración, que nos permite ver pequeñas y estrechas franjas de la parte oculta de la Luna a lo largo de los meses.
   
   

   
4. Caminar sobre la Luna no es tarea fácil, porque en nuestro satélite sólo hay ⅙ de la gravedad terrestre. Los astronautas caminaban dando saltitos. También fue muy complicado diseñar los trajes espaciales, porque además de la ausencia de aire en la Luna, debía protegerlos de las radiaciones solares y de las altísimas temperaturas. Hay una diferencia de más de 250 °C entre el día y la noche. En sus diferentes viajes, los astronautas trajeron más de 400 kg de rocas lunares para su estudio en la Tierra.
   
   

   

   Foto: NASA.

5. Se han hallado indicios de agua congelada en el fondo de algunos cráteres lunares, donde nunca llega la luz de sol. Todas las sondas que se envían actualmente a la Luna llevan sensores para confirmar esta suposición. Si finalmente encontrásemos agua en la Luna sería mucho más fácil instalar una base lunar permanente, pues el agua nos permitiría obtener oxígeno para respirar, hidrógeno como combustible y agua para beber.
6. Los astronautas que fueron a la Luna tardaron unos tres días en llegar a nuestro satélite, y es que 385.000 km son muchos kilómetros. Pero ¿qué pasaría si quisiéramos viajar a la Luna de otra manera? Esto es un ejercicio para la imaginación, no os lo toméis al pie de la letra.

AUNQUE LA LUNA ESTÁ MUCHÍSIMO MÁS CERCA de nosotros que el Sol nos parece que ambos tienen el mismo tamaño. Es un efecto de la perspectiva. Por eso, en determinadas ocasiones, se producen los eclipses. La alineación entre la Tierra, el Sol y la Luna provoca eclipses, que pueden ser de Sol o de Luna, totales o parciales.