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Eclipses – tránsitos – ocultaciones

agosto 2, 2024

En general se tiene una idea intuitiva de lo que es un eclipse, en especial los de Luna, dado que ocurren con mayor frecuencia. No obstante ese es el caso más simple, de hecho se encuentra en la literatura especializada algunas definiciones, en general coherentes, sobre los nombres asociados a las variantes de los eclipses, es decir, que hay acuerdo sobre una única manera de designar cada fenómeno. El fenómeno en sí es el que se observa cuando en el espacio un cuerpo pasa frente a otro y los tamaños relativos entre ellos permiten decidir con qué palabra que denomina este evento.
El fenómeno descrito es llamado en general como un eclipse, sin embargo cuando los tamaños relativos de los objetos son muy diferentes y el cuerpo más pequeño pasa en frente del otro se llama tránsito, por ejemplo Mercurio o Venus pasando frente al Sol. O cuando las lunas de júpiter pasan frente al planeta, esos son tránsitos. La foto 1, ilustra con toda claridad el fenómeno de tránsito así como el de ocultación para dos objetos en el espacio, en este caso el planeta Júpiter, de gran tamaño y las lunas de él (Europa e Ío) que son de un tamaño mucho menor.

Foto 1, Ejemplo del tránsito de la luna Europa frente al planeta Júpiter, en la primera imagen se ve el contacto inicial de Europa con Júpiter y por otro lado su luna Ío, que está casi ocultándose detrás de Júpiter. En la segunda imagen se ve ya a Europa frente a Júpiter y su luna Ío desapareció detrás de Júpiter (Imagen tomada desde el observatorio ARTAMI de Curicó).

Como se dijo al inicio, usualmente se reconocen los eclipses como al fenómeno que involucra al Sol, la Tierra y la Luna, algo que veremos más adelante. En estos casos los tamaños relativos de los discos de las imágenes, vistos desde la Tierra, son comparables entre sí.
Ahora bien, con cierta frecuencia se observa un efecto de variación del brillo de una estrella cuando un objeto pasa frente de la estrella, por ejemplo el tránsito de un planeta frente a una estrella. La variación de ese brillo es la base de la técnica más usada en el reconocimiento de planetas orbitando estrellas o búsqueda de exoplanetas.

Figura 1, Variación de la intensidad de luz (radiación electromagnética) que se recibe desde la estrella que es eclipsada por el tránsito de un planeta. La intensidad usual está representada por la línea naranja y durante el tránsito cae hasta el nivel señalado por la línea verde.

La figura 1, representa un esquema de la técnica de búsqueda de exoplanetas y que consiste en analizar las variaciones periódicas de las curvas de luz de las estrellas. Es importante señalar que hay otros fenómenos en los que también se observa una variación de la intensidad de la luz, por ejemplo un sistema binario de estrellas, donde una de ellas oculta a la otra por un cierto período. En el caso de los exoplanetas, es la forma de la curva de variación de luz la que caracteriza al fenómeno de manera bastante única y que no es igual a las variaciones de curvas de luz, por ejemplo, en el caso de estrellas variables o en el caso de binarias que se eclipsan (que son dos estrellas conectadas por un movimiento debido a la interacción gravitacional entre ellas). En el proceso de obtención de las curvas de luz se observan ciertas variaciones o fluctuaciones que se deben a condiciones externas al fenómeno en sí, como el efecto al cruzar la luz por la atmósfera terrestre, así como efectos debido al ruido electrónico de la detección de la luz por los instrumentos especialmente diseñados para este tipo de mediciones.
Al observar con cuidado la figura 1, se ve que el tránsito del objeto más pequeño, el planeta y que es el objeto de interés, puede pasar no necesariamente frente al centro de la estrella. En la figura 1, se dibujó como ejemplo, el caso cuando el planeta pasa un poco más abajo del centro de la estrella. Entonces, es posible incluso que pase mucho más abajo, casi tangente al borde. Lo anterior ilustra entonces que hay muchas posibilidades en la posición del tránsito y su efecto en la variación de la curva de luz, algo que se debe decidir en base al estudio sistemático en períodos largos de tiempo.
Otra situación que suele ocurrir, es que el planeta pase por detrás de la estrella o sea una ocultación del planeta. En ambos casos se producen generalmente variaciones de luz detectables o medibles con instrumentos adecuados.

Finalmente, es importante indicar que existen algunos neologismos para caracterizar situaciones especiales de tránsito, como tránsito secundario o eclipses secundarios, etc. y que en una búsqueda del tema pueden aparecer en artículos de divulgación sobre este tema.

En relación del sistema Tierra – Luna, lo que sucede es que el plano del movimiento orbital de la Luna casi coincide con el plano orbital de la Tierra entorno del Sol o del plano del sistema Tierra – Luna entorno del Sol (eclíptica) de hecho presenta una inclinación de aproximadamente 5 grados entre ambos planos. Dada esa geometría ambos objetos se eclipsan uno al otro bajo ciertas condiciones. Cuando la Luna se interpone entre el Sol y la Tierra se dice que es un eclipse solar y cuando la Tierra se interpone entre el Sol y la Luna se dice que es un eclipse Lunar (el cual se tratará en otro artículo). El hecho que exista esa pequeña inclinación del plano orbital de la Luna, es la razón por la cual no siempre ocurren eclipses solares (aunque los lunares son más frecuentes).

Figura 2, Esquema aproximado de la geometría del sistema Sol – Tierra – Luna, que genera los eclipses de Sol. Se notan dos casos, el primero que da origen a un eclipse total de sol, mostrado en el esquema de arriba de la figura, y se da cuando la umbra llega a tocar la superficie de la Tierra. Y un eclipse anular de sol, cuando la umbra no la toca, como se ve en el segundo esquema de la figura. En ocasiones la segunda sombra entre la umbra y el planeta, se le llama antumbra, que es el cono de sombra entre el vértice de la umbra y el planeta.

La variedad de eclipses de sol dependen de que la órbita de la Luna pase entre la línea que conecta al Sol y la Tierra y que la distancia de la Luna a la Tierra sea la adecuada. Volvemos a señalar algo que se mencionó en otro artículo y que es que tanto la distancia del sistema Tierra-Luna al Sol, así como la distancia Tierra – Luna varían con el tiempo, entonces para que haya eclipse de Sol se deben dar condiciones adecuadas de distancias y posiciones relativas de la Tierra y la Luna, lo anterior sumado al efecto de la inclinación del plano orbital de la Luna, por esto es que los eclipses solares no son tan frecuentes.
Tal como se explica en el texto de la figura 2, cuando la umbra toca la superficie del planeta, se observa un eclipse total de Sol y es observado en una parte pequeña de la Tierra, justo la zona donde toca la umbra, con un oscurecimiento total del disco solar. El resto recibe una penumbra o un oscurecimiento parcial de la luz solar porque se tapa sólo una fracción del disco solar. La foto 2, muestra lo que se observó desde Curicó, en el eclipse total de octubre 2023 y que se observó como un eclipse total en el norte de Chile. Desde Curicó se observó algo menos del 5% de oscurecimiento del disco solar, tal como se aprecia en la foto mencionada.

Foto 2, Eclipse parcial de Sol observado desde Curicó, ocurrido en octubre de 2023. Se observan también algunas manchas solares en la superficie del Sol (Imagen tomada desde el observatorio ARTAMI de Curicó).

En otras ocasiones no se da un eclipse total y es posible observar un eclipse anular de Sol, es decir la sombra oscura de la Luna con un anillo brillante en su entorno. Este eclipse corresponde al caso en que el cono de la umbra no toca la superficie del planeta, pero sí lo hace el cono que se proyecta de la umbra sobre este, cono que a veces es denominado como antumbra. Esta sombra llega a una parte pequeña del planeta (esquema de abajo en la figura 2). Las regiones apartadas de este reducido lugar verá un eclipse parcial de Sol, como será la situación para Curicó este año 2024. La figura 3 muestra lo que se observa en un eclipse total, un anular y uno parcial.

Figura 3, Tipos de eclipses solares, los más comunes.

El 2 de octubre del 2024 se observará en el sur de Chile un eclipse anular de Sol. Desde Curicó observaremos un eclipse parcial, con un oscurecimiento del disco solar de un 48.8%
En el artículo de Astrocuricó dedicado a este evento se entregan los parámetros relevantes para observar este eclipse.

Finalmente, la recomendación: NUNCA OBSERVE EL SOL SIN LAS PROTECCIONES ADECUADAS, use filtros certificados mediante la ISO 12312-2, validada para su uso durante el 2024, ya que estos polímeros o plásticos se degradan en un par de años.

Articulo por Claudio Tenreiro, Astrocuricó

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