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Un eclipse es un evento astronómico que ocurre cuando un objeto astronómico o una nave espacial queda temporalmente oscurecido, al pasar a la sombra de otro cuerpo o al hacer que otro cuerpo pase entre él y el espectador. Esta alineación de tres objetos celestes se conoce como sizigia . [1] Un eclipse es el resultado de una ocultación (completamente oculta) o de un tránsito (parcialmente oculto). Un "eclipse profundo" (u "ocultación profunda") se produce cuando un objeto astronómico pequeño se encuentra detrás de uno más grande. [2] [3]
El término eclipse se utiliza con mayor frecuencia para describir un eclipse solar , cuando la sombra de la Luna cruza la superficie de la Tierra, o un eclipse lunar , cuando la Luna se mueve hacia la sombra de la Tierra. Sin embargo, también puede referirse a eventos más allá del sistema Tierra-Luna: por ejemplo, un planeta que se mueve hacia la sombra proyectada por una de sus lunas, una luna que pasa hacia la sombra proyectada por su planeta anfitrión, o una luna que pasa hacia la sombra proyectada por su planeta anfitrión. sombra de otra luna. Un sistema estelar binario también puede producir eclipses si el plano de la órbita de las estrellas que lo componen intersecta la posición del observador.
Para los casos especiales de eclipses solares y lunares, estos sólo ocurren durante una " temporada de eclipses ", las dos épocas de cada año en que el plano de la órbita de la Tierra alrededor del Sol se cruza con el plano de la órbita de la Luna alrededor de la Tierra y la línea definido por los puntos de los planos que se cruzan cerca del Sol. El tipo de eclipse solar que ocurre durante cada estación (ya sea total, anular, híbrido o parcial) depende de los tamaños aparentes del Sol y la Luna. Si la órbita de la Tierra alrededor del Sol y la órbita de la Luna alrededor de la Tierra estuvieran en el mismo plano, entonces los eclipses ocurrirían todos los meses. Habría un eclipse lunar en cada luna llena y un eclipse solar en cada luna nueva. Y si ambas órbitas fueran perfectamente circulares, entonces cada eclipse solar sería del mismo tipo todos los meses. Debido a las diferencias no planas ni circulares, los eclipses no son un evento común. Los eclipses lunares se pueden ver desde toda la mitad nocturna de la Tierra. Pero los eclipses solares, particularmente los eclipses totales que ocurren en cualquier punto particular de la superficie de la Tierra, son eventos muy raros que pueden ocurrir con muchas décadas de diferencia.
El término se deriva del sustantivo griego antiguo ἔκλειψις ( ékleipsis ), que significa "el abandono", "la caída" o "el oscurecimiento de un cuerpo celeste", que se deriva del verbo ἐκλείπω ( ekleípō ) que significa " abandonar", "oscurecer" o "dejar de existir", [4] una combinación del prefijo ἐκ- ( ek- ), de la preposición ἐκ ( ek ), "fuera", y del verbo λείπω ( leípō ), " estar ausente". [5] [6]
Para dos objetos cualesquiera en el espacio, se puede extender una línea desde el primero hasta el segundo. El último objeto bloqueará cierta cantidad de luz emitida por el primero, creando una región de sombra alrededor del eje de la línea. Normalmente, estos objetos se mueven entre sí y con su entorno, por lo que la sombra resultante se desplazará a través de una región del espacio, pasando únicamente por cualquier ubicación particular de la región durante un intervalo de tiempo fijo. Visto desde ese lugar, este evento de sombra se conoce como eclipse. [7]
Normalmente, la sección transversal de los objetos implicados en un eclipse astronómico tiene aproximadamente forma de disco. [7] La región de la sombra de un objeto durante un eclipse se divide en tres partes: [8]
Un eclipse total ocurre cuando el observador está dentro de la umbra, un eclipse anular cuando el observador está dentro de la antumbra y un eclipse parcial cuando el observador está dentro de la penumbra. Durante un eclipse lunar sólo son aplicables la umbra y la penumbra, porque la antumbra del sistema Sol-Tierra se encuentra mucho más allá de la Luna. De manera análoga, el diámetro aparente de la Tierra desde el punto de vista de la Luna es casi cuatro veces mayor que el del Sol y, por tanto, no puede producir un eclipse anular. Los mismos términos pueden usarse de manera análoga para describir otros eclipses, por ejemplo, la antumbra de Deimos cruzando Marte , o Fobos entrando en la penumbra de Marte.
El primer contacto se produce cuando el disco del objeto eclipsante comienza a incidir por primera vez en la fuente de luz; el segundo contacto es cuando el disco se mueve completamente dentro de la fuente de luz; tercer contacto cuando comienza a alejarse de la luz; y cuarto o último contacto cuando finalmente sale por completo del disco de la fuente de luz.
Para cuerpos esféricos, cuando el objeto oculto es más pequeño que la estrella, la longitud ( L ) de la sombra en forma de cono de la umbra viene dada por:
donde R s es el radio de la estrella, R o es el radio del objeto oculto y r es la distancia de la estrella al objeto oculto. Para la Tierra , en promedio L es igual a 1,384 × 106 km , que es mucho más grande que el semieje mayor de la Luna de 3.844 × 105 kilómetros. Por tanto, el cono umbral de la Tierra puede envolver completamente a la Luna durante un eclipse lunar . [9] Sin embargo, si el objeto oculto tiene atmósfera, parte de la luminosidad de la estrella puede refractarse en el volumen de la umbra. Esto ocurre, por ejemplo, durante un eclipse de Luna por la Tierra, lo que produce una iluminación tenue y rojiza de la Luna incluso en su totalidad.
En la Tierra, la sombra proyectada durante un eclipse se mueve aproximadamente a 1 km por segundo. Esto depende de la ubicación de la sombra en la Tierra y del ángulo en el que se mueve. [10]
Un ciclo de eclipse tiene lugar cuando los eclipses de una serie están separados por un cierto intervalo de tiempo. Esto sucede cuando los movimientos orbitales de los cuerpos forman patrones armónicos repetidos. Un ejemplo particular es el saros , que resulta en una repetición de un eclipse solar o lunar cada 6.585,3 días, o un poco más de 18 años. Como no se trata de un número entero de días, los eclipses sucesivos serán visibles desde diferentes partes del mundo. [11] En un período saros hay 239,0 períodos anómalos, 241,0 períodos siderales, 242,0 períodos nodicales y 223,0 períodos sinódicos. Aunque la órbita de la Luna no proporciona números enteros exactos, los números de ciclos orbitales son lo suficientemente cercanos a los números enteros como para dar una gran similitud en eclipses espaciados a intervalos de 18,03 años.
Un eclipse que involucra al Sol, la Tierra y la Luna sólo puede ocurrir cuando están casi en línea recta, lo que permite que uno quede oculto detrás de otro, visto desde el tercero. Debido a que el plano orbital de la Luna está inclinado con respecto al plano orbital de la Tierra (la eclíptica ), los eclipses sólo pueden ocurrir cuando la Luna está cerca de la intersección de estos dos planos (los nodos ). El Sol, la Tierra y los nodos se alinean dos veces al año (durante una temporada de eclipses ), y los eclipses pueden ocurrir durante un período de aproximadamente dos meses en estas épocas. Puede haber de cuatro a siete eclipses en un año calendario, que se repiten según varios ciclos de eclipses , como por ejemplo un saros .
Entre 1901 y 2100 se produce el máximo de siete eclipses en: [12]
Excluyendo los eclipses lunares penumbrales, hay un máximo de siete eclipses en: [13]
Observado desde la Tierra, un eclipse solar ocurre cuando la Luna pasa por delante del Sol. El tipo de evento de eclipse solar depende de la distancia de la Luna a la Tierra durante el evento. Un eclipse solar total ocurre cuando la Tierra cruza la porción umbra de la sombra de la Luna. Cuando la umbra no llega a la superficie de la Tierra, el Sol sólo queda parcialmente oculto, lo que resulta en un eclipse anular. Los eclipses solares parciales ocurren cuando el espectador se encuentra dentro de la penumbra. [14]
La magnitud del eclipse es la fracción del diámetro del Sol que cubre la Luna. Para un eclipse total, este valor siempre es mayor o igual a uno. Tanto en los eclipses anulares como en los totales, la magnitud del eclipse es la relación entre los tamaños angulares de la Luna y el Sol. [15]
Los eclipses solares son eventos relativamente breves que sólo pueden verse en su totalidad a lo largo de una trayectoria relativamente estrecha. En las circunstancias más favorables, un eclipse solar total puede durar 7 minutos y 31 segundos y puede verse a lo largo de un recorrido de hasta 250 kilómetros de ancho. Sin embargo, la región donde se podrá observar un eclipse parcial es mucho mayor. La umbra de la Luna avanzará hacia el este a una velocidad de 1.700 km/h, hasta que ya no cruce la superficie de la Tierra.
Durante un eclipse solar, la Luna a veces puede cubrir perfectamente al Sol porque su tamaño aparente es casi el mismo que el del Sol visto desde la Tierra. Un eclipse solar total es de hecho una ocultación , mientras que un eclipse solar anular es un tránsito .
Cuando se observa en puntos del espacio distintos de la superficie de la Tierra, el Sol puede ser eclipsado por cuerpos distintos de la Luna. Dos ejemplos incluyen cuando la tripulación del Apolo 12 observó que la Tierra eclipsaba al Sol en 1969 y cuando la sonda Cassini observó que Saturno eclipsaba al Sol en 2006.
Los eclipses lunares ocurren cuando la Luna atraviesa la sombra de la Tierra. Esto sucede sólo durante la luna llena , cuando la Luna está en el lado opuesto de la Tierra al Sol. A diferencia de un eclipse solar, un eclipse de Luna se puede observar desde casi todo un hemisferio. Por este motivo es mucho más común observar un eclipse lunar desde un lugar determinado. Un eclipse lunar dura más y tarda varias horas en completarse, y la totalidad en sí suele durar en promedio entre 30 minutos y más de una hora. [dieciséis]
Hay tres tipos de eclipses lunares: penumbral, cuando la Luna atraviesa únicamente la penumbra de la Tierra; parcial, cuando la Luna atraviesa parcialmente la umbra terrestre ; y total, cuando la Luna atraviesa por completo la umbra terrestre. Los eclipses lunares totales pasan por las tres fases. Sin embargo, incluso durante un eclipse lunar total, la Luna no está completamente oscura. La luz del sol refractada a través de la atmósfera terrestre entra en la umbra y proporciona una iluminación tenue. Al igual que en una puesta de sol, la atmósfera tiende a dispersar más fuertemente la luz con longitudes de onda más cortas, por lo que la iluminación de la Luna por la luz refractada tiene un tono rojo, [17] por lo que la frase "Luna de sangre" se encuentra a menudo en las descripciones de tales lunas. Se registran eventos que se remontan a eclipses. [18]
Desde la antigüedad se llevan registros de los eclipses solares. Las fechas de los eclipses se pueden utilizar para la datación cronológica de registros históricos. Una tablilla de arcilla siria , en lengua ugarítica, registra un eclipse solar que ocurrió el 5 de marzo de 1223 a. C., [19] mientras que Paul Griffin sostiene que una piedra en Irlanda registra un eclipse el 30 de noviembre de 3340 a. C. [20] El uso que los astrónomos de la era Babilónica hicieron de los registros de eclipses babilónicos, en su mayoría del siglo XIII a.C., proporciona una explicación factible y matemáticamente consistente [21] para que los griegos encontraran los tres movimientos medios lunares (sinódico, anomalístico, draconítico) con una precisión de aproximadamente una parte en un millones o más. Los registros históricos chinos de eclipses solares se remontan a más de 3.000 años y se han utilizado para medir cambios en la velocidad de giro de la Tierra. [22]
La primera persona que dio una explicación científica sobre los eclipses fue Anaxágoras . [23] Anaxágoras afirmó que la Luna brilla por la luz reflejada del Sol. [24]
En el siglo V d.C., los eclipses solares y lunares fueron explicados científicamente por Aryabhata , en su tratado Aryabhatiya . [25] Aryabhata afirma que la Luna y los planetas brillan por la luz solar reflejada y explica los eclipses en términos de sombras proyectadas y que caen sobre la Tierra. Aryabhata proporciona el cálculo y el tamaño de la parte eclipsada durante un eclipse. Los cálculos indios eran tan precisos que el científico francés del siglo XVIII Guillaume Le Gentil , durante una visita a Pondicherry, India, encontró que los cálculos indios de la duración del eclipse lunar del 30 de agosto de 1765 eran cortos de sólo 41 segundos, mientras que los gráficos de Le Gentil fueron largos por 68 segundos.
En el siglo XVII, los astrónomos europeos publicaban libros con diagramas que explicaban cómo ocurrían los eclipses lunares y solares. [26] [27] Para difundir esta información a una audiencia más amplia y disminuir el miedo a las consecuencias de los eclipses, los libreros imprimieron folletos explicando el evento utilizando la ciencia o la astrología. [28]
Antes de que se entendieran bien los eclipses, había una connotación mucho más aterradora en torno a eventos aparentemente inexplicables. Hubo una confusión muy considerable con respecto a los eclipses antes del siglo XVII porque los eclipses no se describieron con mucha precisión o científicamente hasta que Johannes Kepler proporcionó una explicación científica para los eclipses a principios del siglo XVII. [29] Normalmente en la mitología, se entendía que los eclipses eran una variación u otra de una batalla espiritual entre el sol y las fuerzas del mal o espíritus de la oscuridad. [30] El fenómeno del Sol que parecía desaparecer era un espectáculo muy aterrador para todos los que no entendían la ciencia de los eclipses, así como para aquellos que apoyaban y creían en la idea de dioses mitológicos. El Sol era considerado muy divino por muchas religiones antiguas, y algunas incluso veían los eclipses como si el dios Sol estuviera abrumado por espíritus malignos. [31] Más específicamente, en la mitología nórdica , se cree que hay un lobo llamado Fenrir que está en constante búsqueda del Sol, y se cree que los eclipses ocurren cuando el lobo devora con éxito el Sol divino. [32] Otras tribus nórdicas creen que hay dos lobos con los nombres de Sköll y Hati que están persiguiendo al Sol y la Luna, conocidos con los nombres de Sol y Mani, y estas tribus creen que se produce un eclipse cuando uno de los lobos se comen con éxito el Sol o la Luna. [33] Una vez más, esta explicación mítica fue una fuente muy común de temor para la mayoría de las personas en ese momento que creían que el sol era una especie de poder divino o dios porque las explicaciones conocidas de los eclipses eran vistas con bastante frecuencia como la ruina. de su dios muy respetado. Del mismo modo, otras explicaciones mitológicas de los eclipses describen el fenómeno de la oscuridad que cubre el cielo durante el día como una guerra entre los dioses del Sol y la Luna.
En la mayoría de los tipos de mitologías y ciertas religiones, los eclipses se consideraban una señal de que los dioses estaban enojados y de que pronto llegaría el peligro, por lo que la gente a menudo alteraba sus acciones en un esfuerzo por disuadir a los dioses de desatar su ira. En la religión hindú , por ejemplo, la gente suele cantar himnos religiosos para protegerse de los espíritus malignos del eclipse, y muchas personas de la religión hindú se niegan a comer durante un eclipse para evitar los efectos de los espíritus malignos. [34] Los hindúes que viven en la India también se lavan en el río Ganges , que se cree que tiene un efecto de limpieza espiritual, inmediatamente después de un eclipse para limpiarse de los espíritus malignos. [34] En el judaísmo y el cristianismo primitivos , los eclipses se consideraban señales de Dios, y algunos eclipses se consideraban una muestra de la grandeza de Dios o incluso señales de ciclos de vida y muerte. [34] Sin embargo, se creía que los eclipses más siniestros, como la luna de sangre, eran una señal divina de que Dios pronto destruiría a sus enemigos. [34]
Los planetas gigantes gaseosos tienen muchas lunas y, por lo tanto, muestran eclipses con frecuencia. Los más llamativos son los de Júpiter , que tiene cuatro lunas grandes y una inclinación axial baja , lo que hace que los eclipses sean más frecuentes a medida que estos cuerpos pasan a través de la sombra del planeta más grande. Los tránsitos ocurren con igual frecuencia. Es común ver las lunas más grandes proyectando sombras circulares sobre las cimas de las nubes de Júpiter.
Los eclipses de las lunas galileanas por parte de Júpiter se volvieron exactamente predecibles una vez que se conocieron sus elementos orbitales. Durante la década de 1670, se descubrió que estos eventos ocurrían unos 17 minutos más tarde de lo esperado cuando Júpiter estaba en el lado opuesto del Sol. Ole Rømer dedujo que el retraso se debía al tiempo que tarda la luz en viajar desde Júpiter a la Tierra. Esto se utilizó para producir la primera estimación de la velocidad de la luz . [35]
El momento de los eclipses de los satélites jovianos también se utilizó para calcular la longitud de un observador en la Tierra. Al conocer la hora esperada en la que se observaría un eclipse en una longitud estándar (como Greenwich ), la diferencia horaria podría calcularse observando con precisión la hora local del eclipse. La diferencia horaria da la longitud del observador porque cada hora de diferencia correspondía a 15° alrededor del ecuador terrestre. Esta técnica fue utilizada, por ejemplo, por Giovanni D. Cassini en 1679 para volver a cartografiar Francia . [36]
En los otros tres gigantes gaseosos ( Saturno , Urano y Neptuno ), los eclipses solo ocurren en ciertos períodos durante la órbita del planeta, debido a su mayor inclinación entre las órbitas de la Luna y el plano orbital del planeta. La luna Titán , por ejemplo, tiene un plano orbital inclinado aproximadamente 1,6° con respecto al plano ecuatorial de Saturno. Pero Saturno tiene una inclinación axial de casi 27°. El plano orbital de Titán sólo cruza la línea de visión hacia el Sol en dos puntos a lo largo de la órbita de Saturno. Como el período orbital de Saturno es de 29,7 años, sólo es posible un eclipse cada 15 años aproximadamente.
En Marte , sólo son posibles eclipses solares parciales ( tránsitos ), porque ninguna de sus lunas es lo suficientemente grande, en sus respectivos radios orbitales, para cubrir el disco solar visto desde la superficie del planeta. Los eclipses de lunas de Marte no sólo son posibles, sino también comunes: ocurren cientos cada año terrestre. También hay raras ocasiones en las que Fobos eclipsa a Deimos. [37] Los eclipses marcianos han sido fotografiados tanto desde la superficie de Marte como desde su órbita.
Plutón , con su luna proporcionalmente más grande Caronte , es también el escenario de muchos eclipses. Una serie de eclipses mutuos de este tipo ocurrió entre 1985 y 1990. [38] Estos eventos diarios llevaron a las primeras mediciones precisas de los parámetros físicos de ambos objetos. [39]
Los eclipses son imposibles en Mercurio y Venus , que no tienen lunas. Sin embargo, vistos desde la Tierra, se ha observado que ambos transitan a través de la cara del Sol. Hay una media de 13 tránsitos de Mercurio cada siglo. Los tránsitos de Venus ocurren en pares separados por un intervalo de ocho años, pero cada par de eventos ocurre menos de una vez por siglo. [40] Según la NASA, el próximo par de tránsitos de Venus ocurrirá el 10 de diciembre de 2117 y el 8 de diciembre de 2125. Los tránsitos de Mercurio son mucho más comunes. [41]
Un sistema estelar binario consta de dos estrellas que orbitan alrededor de su centro de masa común . Los movimientos de ambas estrellas se encuentran en un plano orbital común en el espacio. Cuando este plano está muy alineado con la ubicación de un observador, se puede ver que las estrellas pasan una frente a la otra. El resultado es un tipo de sistema estelar variable extrínseco llamado binario eclipsante .
La luminosidad máxima de un sistema binario eclipsante es igual a la suma de las contribuciones de luminosidad de las estrellas individuales. Cuando una estrella pasa delante de otra, se ve que la luminosidad del sistema disminuye. La luminosidad vuelve a la normalidad una vez que las dos estrellas ya no están alineadas. [42]
El primer sistema estelar binario eclipsante descubierto fue Algol , un sistema estelar en la constelación de Perseo . Normalmente este sistema estelar tiene una magnitud visual de 2,1. Sin embargo, cada 2.867 días la magnitud disminuye a 3,4 durante más de nueve horas. Esto se debe al paso del miembro más tenue del par por delante de la estrella más brillante. [43] El concepto de que un cuerpo eclipsante causaba estas variaciones de luminosidad fue introducido por John Goodricke en 1783. [44]
Sol - Luna - Tierra: Eclipse solar | eclipse anular | eclipse híbrido | eclipse parcial
Sol - Tierra - Luna: Eclipse lunar | eclipse penumbral | eclipse lunar parcial | eclipse lunar central
Sol - Fobos - Marte: Tránsito de Fobos desde Marte | Eclipses solares en Marte
Sol - Deimos - Marte: Tránsito de Deimos desde Marte | Eclipses solares en Marte
Otros tipos: Eclipses solares en Júpiter | Eclipses solares en Saturno | Eclipses solares en Urano | Eclipses solares en Neptuno | Eclipses solares en Plutón
La nueva traducción dice lo siguiente: (Anverso) "En el... día de la luna nueva en [el mes]
ḫiyaru
, el Sol se puso, su portero era
Ršp
".
(Reverso) "Se examinaron dos hígados: peligro".
[...] Como señalaron Sawyer y Stephenson, es probable que
Ršp
se identifique con el planeta Marte.
[...] De los eclipses candidatos [...], el que tuvo lugar el 5 de marzo de 1223 a. C. es el único durante el cual la planta de Marte estuvo sobre el horizonte.
