Un solsticio es un evento que ocurre cuando el Sol alcanza su excursión más al norte o al sur con respecto al ecuador celeste en la esfera celeste . Anualmente ocurren dos solsticios, alrededor del 21 de junio y el 21 de diciembre. En muchos países, las estaciones del año están determinadas por los solsticios y los equinoccios .
El término solsticio también puede usarse en un sentido más amplio, como el día en que esto ocurre. El día de un solsticio en cualquiera de los hemisferios tiene la mayor cantidad de luz solar del año ( solsticio de verano ) o la menor cantidad de luz solar del año ( solsticio de invierno ) para cualquier lugar que no sea el ecuador . Términos alternativos, sin ambigüedad en cuanto a qué hemisferio es el contexto, son " solsticio de junio " y " solsticio de diciembre ", en referencia a los meses en los que tienen lugar cada año. [7]
La palabra solsticio se deriva del latín sol ("sol") y sistere ("quedarse quieto"), porque en los solsticios, la declinación del Sol parece "detenerse"; es decir, el movimiento estacional de la trayectoria diaria del Sol (visto desde la Tierra ) se detiene en un límite norte o sur antes de invertir la dirección.
Para un observador del Polo Norte , el Sol alcanza la posición más alta en el cielo una vez al año en junio. El día en que esto ocurre se llama solsticio de junio. De manera similar, para un observador en el Polo Sur , el Sol alcanza la posición más alta el día del solsticio de diciembre. Cuando es el solsticio de verano en un polo, es el solsticio de invierno en el otro. El movimiento del Sol hacia el oeste nunca cesa ya que la Tierra está continuamente en rotación. Sin embargo, el movimiento del Sol en declinación (es decir, verticalmente) se detiene, antes de invertirse, en el momento del solsticio. En ese sentido, solsticio significa "sol en pie".
Esta palabra científica moderna desciende de una palabra científica latina en uso a finales de la República Romana del siglo I a.C.: solstitium . Plinio lo utiliza varias veces en su Historia Natural con un significado similar al que tiene hoy. Contiene dos morfemas en lengua latina, sol , "sol" y -stitium , "detención". [8] Los romanos usaban "estar de pie" para referirse a un componente de la velocidad relativa del Sol tal como se observa en el cielo. La velocidad relativa es el movimiento de un objeto desde el punto de vista de un observador en un marco de referencia . Desde una posición fija en la Tierra, el Sol parece orbitar alrededor de la Tierra. [9]
Para un observador en un marco de referencia inercial , el planeta Tierra gira alrededor de un eje y orbita alrededor del Sol en una trayectoria elíptica con el Sol en uno de sus focos . El eje de la Tierra está inclinado con respecto al plano de la órbita terrestre y este eje mantiene una posición que cambia poco con respecto al fondo de estrellas . Por lo tanto, un observador en la Tierra ve una trayectoria solar que es el resultado tanto de la rotación como de la revolución.
El componente del movimiento del Sol visto por un observador terrestre causado por la revolución del eje inclinado (que, manteniendo el mismo ángulo en el espacio, está orientado hacia o lejos del Sol) es un incremento diario observado (y un desplazamiento lateral) de la elevación del Sol al mediodía durante aproximadamente seis meses y descenso diario observado durante los seis meses restantes. En la elevación máxima o mínima, el movimiento anual relativo del Sol perpendicular al horizonte se detiene e invierte su dirección.
Fuera de los trópicos, la elevación máxima se produce en el solsticio de verano y la mínima en el solsticio de invierno. La trayectoria del Sol, o eclíptica , recorre de norte a sur entre los hemisferios norte y sur. Los días son más largos alrededor del solsticio de verano y más cortos alrededor del solsticio de invierno. Cuando la trayectoria del Sol cruza el ecuador , la duración de las noches en las latitudes +L° y −L° son de igual duración. Esto se conoce como equinoccio . En un año tropical hay dos solsticios y dos equinoccios. [11]
Las estaciones se producen porque el eje de rotación de la Tierra no es perpendicular a su plano orbital (el plano de la eclíptica ), sino que actualmente forma un ángulo de unos 23,44° (llamado oblicuidad de la eclíptica ), y porque el eje mantiene su orientación con respecto a un marco de referencia inercial . Como consecuencia, durante la mitad del año el hemisferio norte está inclinado hacia el Sol mientras que durante la otra mitad del año el hemisferio sur tiene esta distinción. Los dos momentos en los que la inclinación del eje de rotación de la Tierra tiene máximo efecto son los solsticios.
En el solsticio de junio, el punto subsolar está más al norte que en cualquier otro momento: en la latitud 23,44° norte, conocido como el Trópico de Cáncer . De manera similar, en el solsticio de diciembre, el punto subsolar está más al sur que en cualquier otro momento: en la latitud 23,44° sur, conocido como el Trópico de Capricornio . El punto subsolar cruzará cada latitud entre estos dos extremos exactamente dos veces al año.
También durante el solsticio de junio, los lugares en el Círculo Polar Ártico (latitud 66,56° norte) verán el Sol justo en el horizonte durante la medianoche, y todos los lugares al norte verán el Sol sobre el horizonte durante 24 horas. Ése es el sol de medianoche o pleno verano : sol nocturno o día polar. Por otro lado, los lugares en el Círculo Antártico (latitud 66,56° sur) verán el Sol justo en el horizonte durante el mediodía, y todos los lugares al sur de él no verán el Sol sobre el horizonte en ningún momento del día. Esa es la noche polar . Durante el solsticio de diciembre, los efectos en ambos hemisferios son todo lo contrario. Esto hace que el hielo marino polar vuelva a crecer anualmente debido a la falta de luz solar en el aire sobre el mar y sus alrededores. Los períodos más cálidos y más fríos del año en las regiones templadas se compensan aproximadamente un mes con respecto a los solsticios, retrasados por la inercia térmica de la Tierra.
El concepto de solsticios estaba arraigado en la navegación celeste de la antigua Grecia . En cuanto descubrieron que la Tierra era esférica [12] idearon el concepto de esfera celeste , [13] una superficie esférica imaginaria que gira con los cuerpos celestes ( ouranioi ) fijos en ella (el moderno no gira, pero el las estrellas en él sí). Mientras no se hagan suposiciones sobre las distancias de esos cuerpos a la Tierra o entre sí, la esfera puede aceptarse como real y, de hecho, todavía está en uso. Los antiguos griegos usaban el término "ηλιοστάσιο" (heliostāsio) , que significa soporte del Sol .
Las estrellas se mueven a lo largo de la superficie interior de la esfera celeste a lo largo de circunferencias de círculos en planos paralelos [14] perpendiculares al eje de la Tierra que se extienden indefinidamente hacia el cielo y que cortan la esfera celeste en un polo celeste. [15] El Sol y los planetas no se mueven en estas trayectorias paralelas sino a lo largo de otro círculo, la eclíptica, cuyo plano forma un ángulo, la oblicuidad de la eclíptica , con el eje, trayendo al Sol y a los planetas a través de las trayectorias de y entre las estrellas.*
Cleomedes afirma: [16]
La banda del Zodíaco ( zōdiakos kuklos , "círculo zodiacal") está en un ángulo oblicuo ( loksos ) porque está posicionada entre los círculos tropicales y el círculo equinoccial tocando cada uno de los círculos tropicales en un punto... Este Zodíaco tiene un determinable de ancho (fijado en 8° hoy)... por eso está descrito por tres círculos: el central se llama "helíaco" ( hēliakos , "del sol").
El término círculo helíaco se utiliza para la eclíptica, que se encuentra en el centro del círculo zodiacal, concebida como una banda que incluye las constelaciones destacadas nombradas sobre temas míticos. Otros autores usan Zodíaco para referirse a la eclíptica, que aparece por primera vez en una glosa de autor desconocido en un pasaje de Cleomedes donde explica que la Luna también está en el círculo zodiacal y periódicamente se cruza en la trayectoria del Sol. Como algunos de estos cruces representan eclipses de Luna, al recorrido del Sol se le da un sinónimo, el ekleiptikos (kuklos) de ekleipsis , "eclipse".
Los dos solsticios se pueden distinguir con diferentes pares de nombres, según la característica que se quiera destacar.
Los calendarios tradicionales de Asia Oriental dividen un año en 24 términos solares (節氣). Xiàzhì ( pīnyīn ) o Geshi ( rōmaji ) ( chino y japonés : 夏至; coreano : 하지(Haji) ; vietnamita : Hạ chí ; " extremo del verano ") es el décimo término solar y marca el solsticio de verano . Comienza cuando el Sol alcanza la longitud celeste de 90° (alrededor del 21 de junio) y termina cuando el Sol alcanza la longitud celeste de 105° (alrededor del 7 de julio). Xiàzhì se refiere más a menudo en particular al día en que el Sol se encuentra exactamente en la longitud celeste de 90°.
Dōngzhì ( pīnyīn ) o Tōji ( rōmaji ) ( chino y japonés : 冬至; coreano : 동지(Dongji) ; vietnamita : Đông chí ; " extremo de invierno ") es el vigésimo segundo término solar y marca el solsticio de invierno . Comienza cuando el Sol alcanza la longitud celeste de 270° (alrededor del 22 de diciembre) y termina cuando el Sol alcanza la longitud celeste de 285° (alrededor del 5 de enero). Dōngzhì se refiere más a menudo en particular al día en que el Sol se encuentra exactamente en la longitud celeste de 270°.
Los solsticios (así como los equinoccios ) marcan la mitad de las estaciones en los calendarios del este de Asia. Aquí, el carácter chino 至 significa "extremo", por lo que los términos para los solsticios significan directamente las cumbres del verano y el invierno.
El término solsticio también puede usarse en un sentido más amplio, como la fecha (día) en que ocurre tal pasaje. Los solsticios, junto con los equinoccios, están relacionados con las estaciones. En algunos idiomas se considera que inician o separan las estaciones; en otros se los considera puntos centrales (en Inglaterra , en el hemisferio norte, por ejemplo, el período alrededor del solsticio norte se conoce como pleno verano). El día de San Juan , definido como el día de San Juan por la Iglesia cristiana , es el 24 de junio, unos tres días después del propio solsticio). De manera similar, el 25 de diciembre es el inicio de la celebración navideña y es el día en que el Sol comienza a regresar al hemisferio norte. Los tradicionales días británicos e irlandeses (a menudo) principales de renta y reunión del año: "los cuartos de día habituales " eran al principio los de los solsticios y equinoccios.
Muchas culturas celebran varias combinaciones de los solsticios de invierno y verano, los equinoccios y los puntos medios entre ellos, lo que lleva a que surjan varias festividades en torno a estos eventos. Durante el solsticio del sur o de invierno , la Navidad es la festividad contemporánea más extendida, mientras que Yalda , Saturnalia , Karachun , Hanukkah , Kwanzaa y Yule también se celebran en esta época. En las culturas del este de Asia, el Festival Dongzhi se celebra en el solsticio de invierno. Para el solsticio del norte o de verano , las culturas cristianas celebran la fiesta de San Juan del 23 al 24 de junio (ver Víspera de San Juan , Día de Ivan Kupala ), mientras que los paganos modernos observan el solsticio de verano, conocido como Litha entre los wiccanos . Para el equinoccio de primavera se celebran varios festivales de primavera, como el Nowruz persa , la observancia en el judaísmo de la Pascua , los ritos de la Pascua en la mayoría de las iglesias cristianas, así como el Ostara wiccano . El equinoccio de otoño está asociado con la festividad judía de Sucot y la Wiccan Mabon .
En el extremo sur de América del Sur , el pueblo mapuche celebra We Tripantu (el Año Nuevo) unos días después del solsticio del norte, el 24 de junio. Más al norte, el pueblo atacameño antiguamente celebraba esta fecha con una fiesta del ruido, para llamar al Sol. atrás. Más al este, el pueblo aymara celebra su Año Nuevo el 21 de junio. La celebración se produce al amanecer, cuando el sol brilla directamente a través de la Puerta del Sol en Tiwanaku . Otras fiestas del Año Nuevo Aymara ocurren en toda Bolivia , incluso en el sitio de El Fuerte de Samaipata .
En el calendario hindú , dos solsticios siderales se denominan Makara Sankranti , que marca el inicio de Uttarayana , y Karka Sankranti , que marca el inicio de Dakshinayana . El primero ocurre alrededor del 14 de enero de cada año, mientras que el segundo ocurre alrededor del 14 de julio de cada año. Estos marcan el movimiento del Sol a lo largo de un zodíaco sideralmente fijo ( se ignora la precesión ) hacia Makara, el signo zodiacal que corresponde a Capricornio , y hacia Karka, el signo zodiacal que corresponde a Cáncer , respectivamente.
La Estación Amundsen-Scott del Polo Sur celebra cada año el 21 de junio una fiesta de pleno invierno, para celebrar que el Sol está en su punto más bajo y regresa.
El Desfile del Solsticio de Fremont se lleva a cabo cada solsticio de verano en Fremont, Seattle, Washington en los Estados Unidos .
El Cahokia Woodhenge reconstruido , un gran círculo de madera ubicado en el sitio arqueológico Cahokia de la cultura del Mississippi cerca de Collinsville, Illinois , [22] es el lugar donde se celebran anualmente los equinoccios y los solsticios. Por respeto a las creencias de los nativos americanos, estos eventos no incluyen ceremonias ni rituales de ningún tipo. [23] [24] [25]
A diferencia del equinoccio, la hora del solsticio no es fácil de determinar. Los cambios en la declinación solar se vuelven más pequeños a medida que el Sol se acerca a su declinación máxima/mínima. Los días anteriores y posteriores al solsticio, la velocidad de declinación es inferior a 30 segundos de arco por día, lo que supone menos de 1 ⁄ 60 del tamaño angular del Sol, o el equivalente a sólo 2 segundos de ascensión recta .
Esta diferencia es difícilmente detectable con dispositivos basados en visualización indirecta, como un sextante equipado con un vernier , e imposible con herramientas más tradicionales como un gnomon [26] o un astrolabio . También es difícil detectar los cambios en el azimut del amanecer/atardecer debido a los cambios de refracción atmosférica [27] . Esos problemas de precisión hacen imposible determinar el día del solsticio basándose en observaciones realizadas dentro de los 3 (o incluso 5) días que rodean al solsticio sin el uso de herramientas más complejas.
Los relatos no sobreviven, pero los astrónomos griegos debieron utilizar un método de aproximación basado en la interpolación, que todavía utilizan algunos aficionados. Este método consiste en registrar el ángulo de declinación al mediodía durante algunos días antes y después del solsticio, intentando encontrar dos días separados con la misma declinación. Cuando se encuentran esos dos días, el tiempo medio entre ambos mediodías se estima como el tiempo del solsticio. Se ha postulado un intervalo de 45 días como el mejor para alcanzar una precisión de hasta un cuarto de día, en la determinación del solsticio. [28] En 2012, la revista DIO descubrió que se puede lograr una precisión de una o dos horas con errores equilibrados observando altitudes iguales del Sol aproximadamente S = veinte grados (o d = aproximadamente 20 días) antes y después del solsticio de verano porque el El promedio de los dos tiempos será temprano en q minutos de arco, donde q es (πe cosA)/3 veces el cuadrado de S en grados (e = excentricidad de la órbita terrestre, A = perihelio terrestre o apogeo del Sol), y el ruido en el resultado serán aproximadamente 41 horas divididas por d si la agudeza del ojo se toma como un minuto de arco.
Los almanaques astronómicos definen los solsticios como los momentos en que el Sol pasa por el color solsticial , es decir, los momentos en que la longitud celeste geocéntrica aparente del Sol es igual a 90° (solsticio de junio) o 270° (solsticio de diciembre). [29] Las fechas del solsticio varían cada año y pueden ocurrir un día antes o después dependiendo de la zona horaria . Debido a que la órbita de la Tierra dura un poco más que un año calendario de 365 días, los solsticios ocurren un poco más tarde cada año candar, hasta que un día bisiesto realinea el calendario con la órbita. Así, los solsticios siempre ocurren entre el 20 y 22 de junio y entre el 20 y 23 de diciembre [30] [31] en un ciclo de cuatro años, siendo el 21 y el 22 las fechas más comunes, como se puede ver en el calendario de la página. inicio del artículo.
Utilizando los límites oficiales actuales de las constelaciones de la IAU , y teniendo en cuenta la velocidad de precesión variable y la rotación de la eclíptica, los solsticios se desplazan a través de las constelaciones de la siguiente manera [32] (expresados en numeración de años astronómicos en los que el año 0 = 1 a.C., − 1 = 2 aC, etc.):
La órbita de Marte alrededor del Sol de 687 días (casi el doble que la de la Tierra) hace que sus solsticios de verano e invierno se produzcan en intervalos de aproximadamente 23 meses. [33]
sphairikē ... tēs gēs epiphaneia, esférica es la superficie de la Tierra
shairoeidēs... ouranos, de apariencia esférica... es el cielo
Los gráficos anteriores muestran cómo la fecha del solsticio de verano cambia a lo largo del calendario gregoriano según la inserción de años bisiestos.
