4.7: Eclipses del Sol y la Luna
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Al final de esta sección, podrás:
- Describir qué causa los eclipses lunares y solares
- Diferenciar entre un eclipse solar total y parcial
- Explicar por qué los eclipses lunares son mucho más comunes que los eclipses solares
Una de las coincidencias de vivir en la Tierra en la actualidad es que los dos objetos astronómicos más destacados, el Sol y la Luna, tienen casi el mismo tamaño aparente en el cielo. Aunque el Sol es aproximadamente 400 veces mayor en diámetro que la Luna, también está aproximadamente 400 veces más lejos, por lo que tanto el Sol como la Luna tienen el mismo tamaño angular, aproximadamente 1/2°. En consecuencia, la Luna, vista desde la Tierra, puede parecer que cubre al Sol, produciendo uno de los eventos más impresionantes de la naturaleza.
Cualquier objeto sólido en el sistema solar proyecta una sombra al bloquear la luz del Sol de 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 cada vez que alguna parte de la Tierra o de 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, son testigos de un eclipse solar. Cuando la Luna pasa a la sombra de la Tierra, la gente del lado nocturno de la Tierra ve a la Luna oscurecerse en lo que se llama eclipse lunar. Veamos cómo suceden estos 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 puedes imaginar, los eclipses más espectaculares ocurren cuando un objeto entra en la umbra. La figura\(\PageIndex{1}\) ilustra la apariencia de la sombra de la Luna y cómo serían el Sol y la Luna desde diferentes puntos dentro de la sombra.
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 frente al Sol o a la sombra de la Tierra. Sin embargo, como mencionamos, la órbita de la Luna está inclinada en relación con el plano de la órbita de la Tierra alrededor del Sol en aproximadamente 5° (imagínese dos hula aros con un centro común, pero inclinado un poco). En consecuencia, durante la mayoría de los meses, la Luna se encuentra 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 “temporada de eclipses” y los eclipses son posibles.
Eclipses del Sol
Los tamaños aparentes o angulares tanto del Sol como de la Luna varían ligeramente de vez en cuando ya que varían sus distancias de la Tierra. (La figura\(\PageIndex{1}\) muestra la distancia del observador variando en los puntos A-D, pero la idea es la misma.) La mayor parte del tiempo, la Luna se ve un poco más pequeña que el Sol y no puede cubrirla por completo, aunque las dos estén perfectamente alineadas. En este tipo de “eclipse anular”, hay un anillo de luz alrededor de la esfera oscura de la Luna.
No obstante, si ocurre un eclipse de Sol cuando la Luna está algo más cerca que su distancia promedio, la Luna puede ocultar completamente al Sol, produciendo un eclipse solar total. Otra forma de decirlo es que ocurre un eclipse total de Sol en esos momentos en que la umbra de la sombra de la Luna llega a la superficie de la Tierra.
La geometría de un eclipse solar total se ilustra en la Figura\(\PageIndex{2}\). Si el Sol y la Luna están correctamente alineados, entonces la sombra más oscura de la Luna cruza el suelo en un pequeño punto de la superficie de la Tierra. Cualquiera en la Tierra dentro de la pequeña área 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 se encuentran en la penumbra verán solo una parte del Sol eclipsado por la Luna: a esto lo llamamos 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 barre 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 delgada zona a través de la Tierra dentro de la cual es visible un eclipse solar total (si el tiempo lo permite) se llama la ruta del eclipse. Dentro de una región de unos 3000 kilómetros a ambos lados del camino del eclipse, es visible un eclipse solar parcial. No pasa mucho tiempo para que la sombra de la Luna barre más allá de un punto dado en la Tierra. La duración de la totalidad puede ser sólo de un breve instante; nunca podrá exceder de unos 7 minutos.
Debido a que un eclipse total de Sol es tan espectacular, bien vale la pena intentar ver uno si se puede. Hay algunas personas cuya afición es “perseguir eclipses” y que se jactan de cuántas han visto en sus vidas. Debido a que gran parte de la superficie de la Tierra es agua, la búsqueda de eclipses puede implicar largos viajes en barco (y a menudo también requiere viajes aéreos). Como resultado, la búsqueda de eclipses rara vez está dentro del presupuesto de un típico estudiante universitario. No obstante, se da una lista de eclipses futuros para tu referencia en el Apéndice H, por si acaso te hace rico temprano. (Y, como puede ver en el Apéndice, habrá eclipses totales visibles en Estados Unidos en 2017 y 2024, a los que incluso los estudiantes universitarios pueden permitirse viajar).
Aparición de un eclipse total
¿Qué puedes ver si tienes la suerte de atrapar un eclipse total? Un eclipse solar comienza cuando la Luna apenas comienza a perfilarse contra el borde del disco del Sol. Sigue una fase parcial, durante la cual cada vez más del Sol es cubierto por la Luna. Aproximadamente una hora después de que comience el eclipse, el Sol queda completamente oculto detrás de la Luna. En los pocos minutos inmediatamente anteriores a que comience este periodo de totalidad, el cielo se oscurece notablemente, algunas flores se cierran y las gallinas pueden ir a posarse. A medida que un crepúsculo espeluznante 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 hagan visibles en el cielo, y generalmente las estrellas más brillantes también lo hacen.
A medida que el disco brillante del Sol queda completamente oculto detrás de la Luna, la notable corona del Sol destella a la vista (Figura\(\PageIndex{3}\)). La corona es la atmósfera exterior del Sol, que consiste en gases dispersos que se extienden por millones de millas en todas 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. Sólo cuando el resplandor brillante del disco visible del Sol es borrado por la Luna durante un eclipse total es visible la corona blanca nacarada. (Hablaremos más sobre la corona en el capítulo de The Sun: A Garden-Variety Star.)
La fase total del eclipse termina, tan abruptamente como comenzó, cuando la Luna comienza a destapar al Sol. Poco a poco, las fases parciales del eclipse se repiten, en orden inverso, hasta que la Luna haya destapado completamente al Sol. Deberíamos hacer un importante punto de seguridad aquí: mientras que los pocos minutos del eclipse total son seguros para mirar, si alguna parte del Sol está descubierta, debes proteger tus ojos con gafas de eclipse seguras 2 o proyectando una imagen del Sol (en lugar de mirarla directamente). Para más información, lee el cuadro Cómo observar los eclipses solares en esta sección.
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 Figura\(\PageIndex{4}\). La sombra oscura de la Tierra tiene alrededor de 1.4 millones de kilómetros de largo, por lo que a la distancia de la Luna (un promedio de 384 mil kilómetros), podría cubrir alrededor de 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 tiempo lo permite) desde todo el lado nocturno de la Tierra, los eclipses lunares se observan con mucha más frecuencia desde un lugar dado de la Tierra que los eclipses solares.
Un eclipse de la Luna es total sólo si el camino de la Luna lo lleva a través de la umbra de la Tierra. Si la Luna no entra por completo a 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, por lo que los eclipses lunares duran más que los eclipses solares, como discutiremos a continuación.
Un eclipse lunar solo puede tener lugar cuando el Sol, la Tierra y la Luna están en línea. La Luna está frente al Sol, lo que significa que la Luna estará en plena fase antes del eclipse, haciendo que el oscurecimiento sea aún más dramático. Unos 20 minutos antes de que la Luna alcance la sombra oscura, se atenúa un poco ya que la Tierra bloquea en parte la luz solar. A medida que la Luna comienza a sumergirse en la sombra, pronto se hace evidente la forma curva de la sombra de la Tierra sobre ella.
Incluso cuando está totalmente eclipsada, la Luna sigue siendo débilmente visible, apareciendo generalmente de un rojo cobrizo opaco. La iluminación en la Luna eclipsada es la luz solar que se ha doblado hacia la sombra de la Tierra al pasar a través de la atmósfera de la Tierra.
Después de la totalidad, la Luna sale de la sombra y se invierte la secuencia de eventos. La duración total del eclipse depende de qué tan cerca se aproxime el camino de la Luna al eje de la sombra. Para un eclipse donde 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. (Recordemos que un eclipse total de Sol es visible sólo 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 está en el Apéndice H. Además, dado que el eclipse lunar le sucede a una luna llena, y no es peligroso mirar una luna llena, todos pueden mirar a la Luna durante todas las partes del 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 se quedó asustada por el oscurecimiento del Sol o la Luna, temiendo el desagrado de los dioses. Hoy, disfrutamos del espectáculo del cielo con una sana apreciación de las majestuosas fuerzas que mantienen nuestro sistema solar funcionando.
Cómo observar 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 tus 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 esté cubriendo 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 sencilla es hacer un proyector estenopeico. Tome un trozo de cartón con un pequeño agujero (1 milímetro) perforado en él, y sosténgalo varios pies sobre una superficie ligera, como una acera de concreto o una hoja de papel blanca, para que el agujero quede “dirigido” al Sol. El agujero produce una imagen borrosa pero adecuada del Sol eclipsado. Alternativamente, si es la época adecuada del año, puedes dejar que los pequeños espacios entre las hojas de un árbol formen múltiples imágenes estenopeicas contra una pared o acera. Ver cientos de pequeños soles de media luna bailando en la brisa puede ser cautivador. Un colador de cocina también es un excelente proyector estenopeico.
Si bien existen filtros seguros para mirar al Sol directamente, las personas han sufrido daños oculares al mirar a través de filtros inadecuados, o ningún filtro en absoluto. 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 para soldadores y gafas de eclipse especialmente diseñadas.
Sin duda deberías 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 sabes cuándo va y viene, asegúrate de buscar, porque es una vista inolvidable y hermosa. Y, a pesar del antiguo folclore que presenta los eclipses como tiempos 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 afuera a la luz del sol.
Durante los eclipses pasados, el pánico innecesario ha sido creado por funcionarios públicos desinformados que actúan con las mejores intenciones. Hubo dos maravillosos eclipses totales en Australia en el siglo XX durante los cuales la gente del pueblo sostenía periódicos sobre sus cabezas para protección y los escolares se acobardaban en el interior con la cabeza debajo de sus escritorios. Qué lástima que todas esas personas se hayan perdido lo que hubiera 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 de los Estados Unidos continentales, y fue visto por millones de personas de todo el país y el mundo (a).
Para el eclipse de agosto de 2017, el servicio postal de Estados Unidos emitió un sello conmemorativo especial, el primero con “tinta termocrómica” que cambia al tocarlo.
Conceptos clave y resumen
El Sol y la Luna tienen casi el mismo tamaño angular (aproximadamente 1/2°). Un eclipse solar ocurre cuando la Luna se mueve entre el Sol y la Tierra, proyectando su sombra sobre una parte de la superficie de la Tierra. Si el eclipse es total, la luz del disco brillante del Sol queda completamente bloqueada, y la atmósfera solar (la corona) entra a la vista. Los eclipses solares rara vez ocurren en cualquier lugar, pero se encuentran entre los lugares más espectaculares de la naturaleza. Un eclipse lunar tiene lugar cuando la Luna se mueve hacia la sombra de la Tierra; es visible (si el tiempo lo permite) desde todo el hemisferio nocturno de la Tierra.
Notas al pie
2 gafas Eclipse están disponibles en muchas tiendas de regalos de planetario y observatorio, y también de los dos principales fabricantes estadounidenses: American Paper Optics y Rainbow Symphony.
Glosario
- eclipse lunar
- un eclipse de la Luna, en el que la Luna se mueve hacia la sombra de la Tierra; los eclipses lunares solo pueden ocurrir en el momento de la luna llena