Cualquier objeto sólido en el sistema solar proyecta una sombra al bloquear la luz del Sol desde una región detrás de él. Esta sombra en el espacio se hace evidente cada vez que otro objeto se mueve hacia él. En general, un eclipse ocurre cuando cualquier parte de la Tierra o la Luna entra en la sombra de la otra. Cuando la sombra de la Luna golpea la Tierra, las personas dentro de esa sombra ven al Sol al menos parcialmente cubierto por la Luna; es decir, presencian un eclipse solar. Cuando la Luna pasa a la sombra de la Tierra, las personas en el lado nocturno de la Tierra ven que la Luna se oscurece en lo que se llama un eclipse lunar. Veamos cómo suceden con más detalle.
Las sombras de la Tierra y la Luna constan de dos partes: un cono donde la sombra es más oscura, llamada umbra, y una región de oscuridad más clara y difusa llamada penumbra. Como puede imaginar, los eclipses más espectaculares ocurren cuando un objeto ingresa a la umbra. En la siguiente imagen ilustra la apariencia de la sombra de la Luna y cómo se verían el Sol y la Luna desde diferentes puntos dentro de la sombra.
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| Eclipse solar. (a) Se muestra la sombra proyectada por un cuerpo esférico (la Luna, por ejemplo). Observe la umbra oscura y la penumbra más clara. Cuatro puntos en la sombra están etiquetados con números. En (b) ves cómo se verían el Sol y la Luna en el cielo en los cuatro puntos etiquetados. En la posición 1, ves un eclipse total. En las posiciones 2 y 3, el eclipse es parcial. En la posición 4, la Luna está más lejos y, por lo tanto, no puede cubrir el Sol por completo; un anillo de luz se muestra alrededor del Sol, creando lo que se llama un eclipse "anular". |
Si el camino de la Luna en el cielo fuera idéntico al camino del Sol (la eclíptica), podríamos esperar ver un eclipse del Sol y la Luna cada mes, siempre que la Luna se pusiera delante del Sol o en el sombra de la tierra Sin embargo, como mencionamos, la órbita de la Luna está inclinada con respecto al plano de la órbita de la Tierra alrededor del Sol en aproximadamente 5 ° (imagine dos hula hoops con un centro común, pero inclinado un poco). Como resultado, durante la mayoría de los meses, la Luna está suficientemente por encima o por debajo del plano eclíptico para evitar un eclipse. Pero cuando los dos caminos se cruzan (dos veces al año), es entonces la "temporada de eclipses" y los eclipses son posibles.
Eclipses del sol
Los tamaños aparentes o angulares del Sol y la Luna varían ligeramente de vez en cuando a medida que varían sus distancias desde la Tierra. (En la imagen anterior muestra la distancia del observador que varía en los puntos A – D, pero la idea es la misma). Muchas veces, la Luna parece un poco más pequeña que el Sol y no puede cubrirla por completo, incluso si las dos están perfectamente alineadas . En este tipo de "eclipse anular", hay un anillo de luz alrededor de la esfera oscura de la Luna.
Sin embargo, si ocurre un eclipse de Sol cuando la Luna está algo más cerca de su distancia promedio, la Luna puede ocultar completamente al Sol, produciendo un eclipse solar total. Otra forma de decirlo es que se produce un eclipse total del Sol en esos momentos en que la umbra de la sombra de la Luna alcanza la superficie de la Tierra.
En la siguiente imagen ilustra la geometría de un eclipse solar total. Si el Sol y la Luna están correctamente alineados, entonces la sombra más oscura de la Luna se cruza con el suelo en un pequeño punto en la superficie de la Tierra. Cualquier persona en la Tierra dentro del área pequeña cubierta por la punta de la sombra de la Luna, durante unos minutos, no podrá ver el Sol y será testigo de un eclipse total. Al mismo tiempo, los observadores en un área más grande de la superficie de la Tierra que están en la penumbra verán solo una parte del Sol eclipsado por la Luna: a esto lo llamamos un eclipse solar parcial.
Entre la rotación de la Tierra y el movimiento de la Luna en su órbita, la punta de la sombra de la Luna se extiende hacia el este a unos 1500 kilómetros por hora a lo largo de una delgada banda a través de la superficie de la Tierra. La zona delgada a través de la Tierra dentro de la cual es visible un eclipse solar total (si el clima lo permite) se llama la ruta del eclipse. Dentro de una región de aproximadamente 3000 kilómetros a cada lado del camino del eclipse, es visible un eclipse solar parcial. La sombra de la Luna no tarda mucho en pasar por un punto determinado de la Tierra. La duración de la totalidad puede ser solo un breve instante; nunca puede exceder unos 7 minutos.
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| Geometría de un eclipse solar total. Tenga en cuenta que nuestro diagrama no está a escala. La Luna bloquea al Sol durante la fase de luna nueva como se ve desde algunas partes de la Tierra y proyecta una sombra en nuestro planeta. |
Apariencia de un eclipse total
¿Qué puedes ver si tienes la suerte de ver un eclipse total? Un eclipse solar comienza cuando la Luna comienza a siluetear contra el borde del disco del Sol. Sigue una fase parcial, durante la cual más y más del Sol está cubierto por la Luna. Aproximadamente una hora después de que comience el eclipse, el Sol se oculta completamente detrás de la Luna. En los pocos minutos inmediatamente anteriores a que comience este período de totalidad, el cielo se oscurece notablemente, algunas flores se cierran y las gallinas pueden posarse. A medida que un misterioso crepúsculo desciende repentinamente durante el día, otros animales (y personas) pueden desorientarse. Durante la totalidad, el cielo es lo suficientemente oscuro como para que los planetas se vuelvan visibles en el cielo, y generalmente las estrellas más brillantes también lo hacen.
A medida que el brillante disco del Sol se oculta por completo detrás de la Luna, la notable corona del Sol parpadea a la vista. La corona es la atmósfera exterior del Sol, que consiste en gases dispersos que se extienden por millones de millas en todas las direcciones desde la superficie aparente del Sol. Normalmente no es visible porque la luz de la corona es débil en comparación con la luz de las capas subyacentes del Sol. Solo cuando la Luna borra el resplandor brillante del disco visible del Sol durante un eclipse total es visible la corona blanca perlada.
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| La corona del sol. La corona (atmósfera exterior delgada) del Sol es visible durante un eclipse solar total. (Se ve más extenso en fotografías que a simple vista). |
La fase total del eclipse termina, tan abruptamente como comenzó, cuando la Luna comienza a descubrir el Sol. Gradualmente, las fases parciales del eclipse se repiten, en orden inverso, hasta que la Luna ha descubierto completamente al Sol. Deberíamos hacer un punto de seguridad importante aquí: si bien los pocos minutos del eclipse total son seguros para mirar, si alguna parte del Sol está descubierta, debe proteger sus ojos con gafas de eclipse seguras2 o proyectando una imagen del Sol ( en lugar de mirarlo directamente).
Eclipses de la luna
Un eclipse lunar ocurre cuando la Luna entra en la sombra de la Tierra. La geometría de un eclipse lunar se muestra en la siguiente imagen. La sombra oscura de la Tierra tiene aproximadamente 1,4 millones de kilómetros de largo, por lo que a la distancia de la Luna (un promedio de 384,000 kilómetros), podría cubrir aproximadamente cuatro lunas llenas. A diferencia de un eclipse solar, que solo es visible en ciertas áreas locales de la Tierra, un eclipse lunar es visible para todos los que pueden ver la Luna. Debido a que se puede ver un eclipse lunar (si el clima lo permite) desde todo el lado nocturno de la Tierra, los eclipses lunares se observan con mucha más frecuencia desde un lugar determinado en la Tierra que los eclipses solares.
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| Geometría de un eclipse lunar. La Luna se muestra moviéndose a través de las diferentes partes de la sombra de la Tierra durante un eclipse lunar total. Tenga en cuenta que la distancia que la Luna se mueve en su órbita durante el eclipse se ha exagerado aquí para mayor claridad. |
Un eclipse de la Luna es total solo si el camino de la Luna lo lleva a través de la umbra de la Tierra. Si la Luna no entra completamente en la umbra, tenemos un eclipse parcial de la Luna. Pero debido a que la Tierra es más grande que la Luna, su umbra es más grande, de modo que los eclipses lunares duran más que los eclipses solares, como veremos más adelante.
Un eclipse lunar solo puede tener lugar cuando el Sol, la Tierra y la Luna están en línea. La Luna está opuesta al Sol, lo que significa que la Luna estará en fase completa antes del eclipse, haciendo que el oscurecimiento sea aún más dramático. Aproximadamente 20 minutos antes de que la Luna alcance la sombra oscura, se atenúa un poco cuando la Tierra bloquea parcialmente la luz solar. A medida que la Luna comienza a sumergirse en la sombra, la forma curva de la sombra de la Tierra sobre ella pronto se hace evidente.
Incluso cuando está totalmente eclipsada, la Luna todavía es apenas visible, por lo general, aparece con un color rojo cobrizo apagado. La iluminación en la Luna eclipsada es la luz del sol que se ha inclinado hacia la sombra de la Tierra al atravesar la atmósfera de la Tierra.
Después de la totalidad, la Luna se mueve fuera de la sombra y la secuencia de eventos se invierte. La duración total del eclipse depende de qué tan cerca se acerque el camino de la Luna al eje de la sombra. Para un eclipse en el que la Luna atraviesa el centro de la sombra de la Tierra, cada fase parcial consume al menos 1 hora, y la totalidad puede durar hasta 1 hora y 40 minutos. Los eclipses de la luna son mucho más "democráticos" que los eclipses solares. Dado que la luna llena es visible en todo el lado nocturno de la Tierra, el eclipse lunar es visible para todos aquellos que viven en ese hemisferio. (Recuerde que un eclipse total de sol es visible solo en un camino estrecho donde cae la sombra de la umbra.) Los eclipses totales de la Luna ocurren, en promedio, aproximadamente una vez cada dos o tres años. Una lista de futuros eclipses totales de la Luna se encuentra en el Apéndice H. Además, dado que el eclipse lunar ocurre en una luna llena, y una luna llena no es peligrosa de mirar, todos pueden mirar la Luna durante todas las partes de la Luna. eclipse sin preocuparse por la seguridad.
Gracias a nuestra comprensión de la gravedad y el movimiento (ver Órbitas y gravedad), los eclipses ahora se pueden predecir con siglos de anticipación. Hemos recorrido un largo camino desde que la humanidad quedó asustada por el oscurecimiento del Sol o la Luna, temiendo el disgusto de los dioses. Hoy, disfrutamos del espectáculo del cielo con una apreciación saludable de las fuerzas majestuosas que mantienen nuestro sistema solar en funcionamiento.
Cómo observar los eclipses solares
Un eclipse total de sol es una vista espectacular y no debe perderse. Sin embargo, es extremadamente peligroso mirar directamente al Sol: incluso una breve exposición puede dañar sus ojos. Normalmente, pocas personas racionales se sienten tentadas a hacer esto porque es doloroso (¡y algo que tu madre te dijo que nunca hicieras!). Pero durante las fases parciales de un eclipse solar, la tentación de echar un vistazo es fuerte. Piensa antes de rendirte. El hecho de que la Luna cubra parte del Sol no hace que la parte descubierta sea menos peligrosa de ver. Aún así, hay formas perfectamente seguras de seguir el curso de un eclipse solar, si tienes la suerte de estar en el camino de la sombra.
La técnica más fácil es hacer un proyector estenopeico. Tome un trozo de cartón con un pequeño orificio (1 milímetro) perforado y sosténgalo a varios pies sobre una superficie liviana, como una acera de concreto o una hoja de papel blanca, para que el orificio esté "dirigido" hacia el Sol. . El agujero produce una imagen difusa pero adecuada del Sol eclipsado. Alternativamente, si es la época correcta del año, puede dejar que los pequeños espacios entre las hojas de un árbol formen múltiples imágenes de agujeros en una pared o acera. Ver cientos de pequeños Soles crecientes bailando en la brisa puede ser cautivador. Un colador de cocina también es un excelente proyector de agujeritos.
Aunque existen filtros seguros para mirar directamente al Sol, las personas han sufrido daños en los ojos al mirar a través de filtros inadecuados o sin ningún filtro. Por ejemplo, los filtros fotográficos de densidad neutra no son seguros porque transmiten radiación infrarroja que puede causar graves daños a la retina. También son inseguros el vidrio ahumado, la película de color completamente expuesta, las gafas de sol y muchos otros filtros caseros. Los filtros seguros incluyen gafas de soldador y gafas eclipse especialmente diseñadas.
Sin duda, debe mirar al Sol directamente cuando está totalmente eclipsado, incluso a través de binoculares o telescopios. Desafortunadamente, la fase total, como discutimos, es demasiado breve. Pero si sabe cuándo va y viene, asegúrese de mirar, porque es una vista inolvidable y hermosa. Y, a pesar del antiguo folklore que presenta los eclipses como momentos peligrosos para estar al aire libre, las fases parciales de los eclipses, siempre y cuando no estés mirando directamente al Sol, no son más peligrosas que estar a la luz del sol.
Durante eclipses pasados, funcionarios públicos desinformados han creado pánico innecesario y actúan con las mejores intenciones. Hubo dos maravillosos eclipses totales en Australia en el siglo XX durante los cuales la gente del pueblo sostuvo los periódicos sobre sus cabezas para protección y los escolares se encogieron en el interior con las cabezas debajo de sus escritorios. Qué pena que todas esas personas se hayan perdido lo que habría sido una de las experiencias más memorables de sus vidas.
El 21 de agosto de 2017, un eclipse total de Sol fue visible a través de una gran franja del territorio continental de los Estados Unidos, y fue visto por millones de personas de todo el país y el mundo (a).
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| Eclipse solar y lunar total de 2017 (a) El Sol eclipsado el 21 de agosto de 2017, que muestra detalles notables en la atmósfera exterior del Sol. Este es un compuesto de exposiciones cortas, medianas y largas, ya que ninguna exposición individual puede capturar el enorme rango de brillo que exhibe el Sol. (b) Un eclipse total de la Luna visto sobre California el 31 de enero de 2018. La Luna se mueve lentamente hacia la sombra de la Tierra, se ve roja cuando el eclipse es total y la luz solar roja se refracta a través de la atmósfera de la Tierra, y luego se mueve lentamente fuera de la Tierra. sombra. |
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