Las distancias relativas del sol y la luna a la Tierra y sus tamaños relativos son responsables de una de las coincidencias más fortuitas en astronomía.
Da la casualidad de que los discos aparentes del sol y la luna, vistos desde la Tierra, son casi exactamente del mismo tamaño. Eso hace posible que la luna simplemente cubra el sol cuando pasa entre el sol y la Tierra, y debido a que la coincidencia de tamaño es tan exacta, la gente en la Tierra puede ver la corona del sol. Las probabilidades de que esto ocurra son, bueno, astronómicas.
Cuando la luna pasa frente al sol, las personas en la Tierra experimentan un eclipse, pero no todos los eclipses son totales. A veces, la luna no se alinea exactamente con el sol y, en lugar de un apagón total, la gente solo ve que la luz del sol se oscurece.
Y a veces, la luna está demasiado lejos de la Tierra en su órbita para cubrir completamente el sol, incluso cuando pasa directamente frente a él. Este es un eclipse anular. Sería un eclipse solar total si la luna estuviera más cerca.
Es la temporada... para un eclipse
Los eclipses solares ocurren durante las lunas nuevas. Por el contrario, un eclipse lunar ocurre cuando la luna está llena y la Tierra se mueve entre ella y el sol.
Si la órbita de la luna estuviera en el mismo plano que la órbita de la Tierra alrededor del sol, veríamos un eclipse solar y lunar cada mes, pero ese no es el caso. El plano de la órbita de la luna está inclinado a 5,1 grados con respecto al plano de la órbita de la Tierra. Eso agrega una condición adicional para que ocurra un eclipse. No solo debe ser luna nueva o llena, sino que la luna también debe estar lo suficientemente cerca del plano de la órbita de la Tierra para bloquear parte del sol.
Cada mes, la luna cruza el plano de la órbita de la Tierra dos veces, una en su camino hacia el sur y otra vez dos semanas después cuando está en su camino hacia el norte. Estos cruces se denominan nodos y, para que ocurra un eclipse, el sol debe estar a 17 grados de uno de los nodos. Esto ocurre dos veces al año. El sol viaja 0,99 grados por día, por lo que permanece cerca de un nodo durante unos 34 días. Este período de 34 días se llama temporada de eclipses.
Durante una determinada temporada de eclipses, hay un eclipse solar y un eclipse lunar. Sin embargo, una temporada de eclipses dura más de un mes, por lo que es posible que ocurran dos eclipses solares o dos lunares durante una sola temporada.
Cuatro tipos de eclipses solares
Los eclipses solares totales son visibles a lo largo de un camino bastante estrecho en la superficie de la Tierra, pero los eclipses parciales son visibles en un área mucho más amplia. El tipo de eclipse que ve la gente depende de tres factores:
- La separación del sol del nodo de la luna.
- La distancia de la Tierra al sol.
- La distancia de la luna a la Tierra.
Los cuatro tipos de eclipses que pueden ocurrir son los siguientes:
Total: Este es el clásico eclipse solar durante el cual la luna cubre completamente el sol, y los espectadores en la umbra de la luna pueden ver la corona del sol. Puede ocurrir solo si el sol está a unos pocos grados del nodo de la luna. Al mismo tiempo, el sol debe estar lo suficientemente lejos de la Tierra para que su disco sea lo suficientemente pequeño como para ser cubierto por la luna. La luna, por su parte, debe estar lo suficientemente cerca de la Tierra para tener un disco lo suficientemente grande como para cubrir el sol.
Parcial: Cuando ocurre una temporada de eclipses, pero el sol está lejos de un nodo en luna llena, algunas personas en la Tierra pueden ver que la luna bloquea solo una parte del sol. Este es un eclipse parcial. El cielo se oscurece ligeramente a medida que se oscurece una parte del disco solar.
Anular: Un eclipse anular ocurre cuando el sol está lo suficientemente cerca de un nodo para que ocurra un eclipse total, pero es o demasiado cerca de la Tierra o la luna está demasiado lejos de la Tierra para que el disco de la luna se bloquee por completo el sol. Los espectadores en la umbra ven el disco completo de la luna frente al sol con un anillo brillante de luz solar que lo rodea.
Híbrido: Un eclipse híbrido es raro. Ocurre cuando el sol y la luna se colocan para crear un eclipse anular, pero a medida que la umbra se mueve a través de la faz de la Tierra, la Tierra La curvatura reduce la distancia a la luna lo suficiente para hacer que el disco de la luna sea lo suficientemente grande como para bloquear completamente el sol y crear un eclipse total durante un poco tiempo.
¿Qué es un eclipse anular?
Tanto la Tierra como la Luna tienen órbitas elípticas. Hay una distancia de casi 5 millones de kilómetros entre el afelio de la Tierra, o distancia máxima del sol, y su perihelio, o distancia mínima del sol. Eso hace una diferencia de aproximadamente 1 minuto de arco en el tamaño aparente.
La diferencia en la distancia de la luna a la Tierra en el apogeo (distancia máxima) y el perigeo (distancia mínima) es unos 50.000 kilómetros, creando una diferencia en el tamaño aparente de 4 minutos de arco, o alrededor del 13 por ciento de su promedio Talla. La luna cambia más en tamaño relativo que el sol, por lo que tiene más efecto en el tipo de eclipse que la gente ve.
Para que un eclipse sea anular, la luna debe parecer más pequeña que el sol. Esto definitivamente ocurre cuando la Tierra está en su máxima aproximación al sol, lo que ocurre en enero, y la luna está en su mayor distancia.
Sin embargo, la órbita de la Tierra está muy cerca de ser circular, por lo que el tamaño aparente del sol no cambia tanto. En consecuencia, también podría ocurrir un eclipse anular en julio si la luna está en su apogeo. Si ocurre un eclipse cuando la luna está en perigeo y aparece como una "superluna" cuando está llena, definitivamente no verá un eclipse anular, sin importar la época del año que sea.
Cuando ocurre un eclipse anular, la luna pasa completamente frente al sol, pero el sol no se oscurece por completo. En cambio, un anillo de fuego es visible alrededor de los bordes de la sombra de la luna, y esta luz del sol ilumina parcialmente el cielo, creando una especie de crepúsculo fantasmal. Debido a que el sol todavía es visible durante un eclipse anular, mirar directamente el eclipse es incluso más peligroso que mirar un eclipse total.
Total vs. Eclipse anular
Cuando ve un diagrama de un eclipse solar total, ve la sombra de la luna, o umbra, representada como un cono que se estrecha hasta un punto en la superficie de la Tierra. El área dentro de la umbra tiene aproximadamente 100 millas de diámetro y cualquiera que esté dentro de ella ve un eclipse total. El movimiento combinado de la luna y la rotación de la Tierra hace que la umbra se mueva en una trayectoria característica a lo largo de la superficie de la Tierra a una velocidad entre 1000 y 3000 mph, dependiendo de latitud.
Si examina un diagrama de eclipse anular, verá que la umbra se enfoca a cierta distancia por encima de la superficie de la Tierra. Los espectadores con destino a la Tierra, que están más allá de este punto focal, no se ven envueltos en una sombra completa como lo están durante un eclipse total. La luz del anillo exterior del sol, de donde se origina el nombre "anular", se extiende más allá del punto focal de la umbra e ilumina la región más allá. La luz solar se reduce, pero no se extingue, creando un efecto similar a una densa capa de nubes.
Las personas pueden presenciar la totalidad durante no más de 7 1/2 minutos antes de que la umbra se mueva hacia el este. Una vez fuera de la umbra, los espectadores permanecen en la penumbra, o sombra parcial, durante un período más largo. Lo que ven en la penumbra es la sombra de la luna que bloquea solo una parte del disco solar. Por el contrario, un eclipse anular puede durar hasta 12 1/2 minutos. El tiempo extra se debe al menor tamaño aparente del disco de la luna. En virtud de su tamaño más pequeño, tiene más distancia que cubrir en su camino a través de la cara del sol.
Tipos de eclipses lunares
En cualquier temporada de eclipses, al menos un eclipse lunar ocurrirá dos semanas antes o después de un eclipse solar. Recuerde, los eclipses lunares ocurren cuando la luna está llena, es decir, está en el extremo opuesto de su órbita, y la Tierra pasa entre ella y el sol. Los eclipses lunares pueden ser parciales o totales, pero nunca anulares. La Tierra es demasiado grande en relación con la luna para caber dentro del disco del sol, como se ve desde la luna.
La umbra de la Tierra tiene 1,4 millones de kilómetros de largo, más de tres veces la distancia entre la Tierra y la Luna. Si estuvieras en la luna, verías la Tierra bloqueando el sol, pero en lugar de estar en la oscuridad total, serías testigo de algo muy extraño. Verías la Tierra bañada por un anillo de luz roja. Esta es la luz solar desviada por la atmósfera de la Tierra. La luz solar de mayor energía se desvía por completo, pero la luz roja puede penetrar en la atmósfera y se refracta, al igual que la luz que pasa a través de un prisma.
Esta refracción es la razón por la que la gente se refiere a un eclipse lunar como una luna de sangre. La luz refractada que ilumina la superficie lunar convierte a la luna en un color rojo fantasmal. Debido a que el disco de la Tierra es mucho más grande que el de la Luna, el período de totalidad durante un eclipse lunar puede durar hasta 1 hora y 40 minutos. A ambos lados de la totalidad, el sol está parcialmente ocluido por la Tierra durante una hora más o menos. Un eclipse lunar puede durar hasta seis horas desde el momento en que el disco de la Tierra comienza a ocultar la luna hasta el momento en que se aleja por completo.
Predicción de eclipses y ciclo de Saros
Las condiciones en la superficie de la Tierra pueden ser impredecibles, pero los movimientos de la Tierra y de todos los demás planetas no lo son. Los científicos catalogan estos movimientos, y si en su área se espera un eclipse solar espectacular, lo sabrá años antes del evento real.
Desde la época de Mesopotamia, los astrónomos han reconocido que los eclipses ocurren en ciclos de 18 años (en realidad, 18 años, 11 días, 8 horas) llamados ciclos de Saros. Al final de un Saros, el sol asume la misma posición con respecto a los nodos lunares que tenía al comienzo del ciclo, y comienza un nuevo ciclo de Saros. Los eclipses en cada ciclo de Saros siguen el mismo patrón que en el anterior, con pequeños cambios debido a perturbaciones orbitales y otros factores.
El hecho de que los eclipses solares no ocurran en la misma parte de la superficie de la Tierra a intervalos de 18 años se debe a la rotación de la Tierra. Al tener en cuenta eso, los astrónomos de la NASA han creado un calendario de eclipses bueno hasta el año 3000.