6.8: Nutación

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Quienes hayan estudiado los giros de una peonza recordarán que, además de precesar, una copa puede nutar, o asentir hacia arriba y hacia abajo (latín nutare, para asentir), la amplitud y el tipo de nutación dependiendo de las condiciones iniciales. El eje de la Tierra sí nuta, pero no de la misma causa. Quienes hayan estudiado cimas entenderán que amortiguar más o menos rápidamente amortigüe la amplitud de la nutación, y, como la Tierra es un cuerpo no rígido, flexible, este tipo de nutación se ha amortiguado hace mucho tiempo.

Figura\(\PageIndex{1}\): Rotación (verde) precesión (azul) y nutación (roja) en la oblicuidad de un planeta. (CC BY-SA 3.0; Usuario Herbye).

El eje de rotación de la Tierra nuta porque está sujeto a pares variables del Sol y la Luna —el primero variando por la excentricidad de la órbita de la Tierra, y el segundo por la excentricidad y la inclinación de la órbita de la Luna. Esto significa que el equinoccio\(\Upsilon\) no se mueve a una velocidad uniforme a lo largo de la eclíptica, y la oblicuidad de la eclíptica varía cuasi-periódicamente. Estos dos efectos se conocen como la nutación en longitud y la nutación en la oblicuidad. Si bien se involucran varios efectos que involucran tanto al Sol como a la Luna, el término más importante en las expresiones generales tanto para la nutación en longitud como para la nutación en la oblicuidad involucra la longitud de los nodos de la órbita de la Luna, que se sabe que retroceden con un periodo de 18.6 años. Así, ambas nutaciones, en la primera aproximación, tienen un periodo de 18.6 años. La nutación en longitud tiene una amplitud de\(17^{\prime \prime}.2\), y la nutación en la oblicuidad tiene una amplitud de\(9^{\prime \prime} .2\). Además, las perturbaciones planetarias provocan una disminución secular (es decir, no periódica) en la oblicuidad de aproximadamente\(0^{\prime \prime}.47\) por año.

Otro punto que hay que mencionar es que el plano de la eclíptica no es del todo invariable. Lo que es invariable en ausencia de pares externos en el sistema solar es la dirección del vector de momento angular del sistema solar; el plano perpendicular a éste se llama el plano invariable del sistema solar.

Esta sección y la sección anterior han descrito brevemente de manera bastante cualitativa el movimiento del equinoccio a lo largo de la eclíptica con un periodo de 25.800 años (es decir, precesión) —movimiento que no es del todo uniforme a causa de las nutaciones en longitud y la oblicuidad. Este breve relato puede ser suficiente para la mayoría de los propósitos del astrónomo observacional y para el objetivo de este capítulo, que es una visión general de la esfera celeste. Un tratamiento más minucioso y detallado de la precesión y la nutación tendrá que esperar un capítulo especial dedicado al tema.