practica

Los satélites naturales Como mencionamos, además de los planetas principales, el Sistema Solar está compuesto por muchos más cuerpos celestes. Alrededor de la mayoría de los planetas giran satélites, de manera similar a la Luna en torno de la Tierra. En Astronomía, el término satélite se aplica en general a aquellos objetos en rotación alrededor de un astro, este último es de mayor dimensión que el primero; ambos cuerpos están vinculados entre sí por fuerzas de gravedad recíproca. Existe una diferenciación entre satélites naturales y artificiales. Los artificiales son los construidos por el hombre, y por lo tanto es factible, de alguna manera, de modificar su trayectoria. En las últimas décadas se han puesto en órbita una gran variedad de satélites artificiales alrededor de la Tierra y también de varios planetas. Un satélite natural, en cambio, es cualquier astro que se encuentra desplazándose alrededor de otro; no es factible modificar sus trayectorias artificialmente. En general, a los satélites de los planetas principales se les llama lunas, por asociación con el nombre del satélite natural de la Tierra. Los diferentes planetas poseen distinta cantidad de lunas. El número total en el Sistema Solar es alto y aún se considera incompleto, ya que se continúa encontrándose nuevas lunas. No se conocen lunas en Mercurio ni en Venus y tampoco ningún satélite que posea una luna. A pesar de estar acostumbrados a que la visión de nuestra Luna como un cuerpo esferoidal, debe pensarse que, en general, los satélites de los planetas principales pueden ser bien diferentes, presentar formas irregulares o ser sumamente achatados. En la actualidad (junio de 2003) el número total de satélites conocidos en cada planeta se indica a continuación. EL total de satélites es de 128. Seguramente en los próximos años un número mayor de pequeños satélites serán descubiertos. Número de Satélites de los Planetas Número de Satélites Planeta Tierra 1 Marte 2 Júpiter 60 Saturno 31 Urano 22 Neptuno 11 Plutón 1 Las lunas de los planetas se mueven alrededor del mismo soportando diversas fuerzas; si los planetas fueran esferas perfectas, se desplazarían en órbitas perfectamente elípticas. Como los planetas están deformados a causa de su rotación, presentan un abultamiento ecuatorial. Este efecto, conjuntamente con las fuerzas de atracción de otras lunas del mismo planeta y la acción gravitatoria del Sol, determinan que cada satélite posea un movimiento complejo denominado movimiento perturbado. En la siguiente tabla se indican el período sidéreo y el diámetro medio de algunas lunas de los planetas principales y de nuestra Luna. Satélites más importantes de los planetas Tierra Luna Marte Fobos Deimos Júpiter Ganímedes Europa Calixto Leda Saturno Atlas Titán Urano Cordelia Titania Neptuno Naiad Nereida Plutón Caronte El período sidéreo PS está dado en días y fracciones de día (terrestres) y el diámetro D en kilómetros. Respecto al origen de estos astros se han sugerido diferentes teorías: (a) se formaron junto con el planeta principal; (b) se desprendieron del planeta principal a lo largo de su evolución; o bien (c) se trata de un cuerpo capturado por el planeta principal (por ejemplo Febe en Saturno, o bien Fobos y Deimos en Marte). Como también se ha verificado que existen asteroides que tienen su propia luna, por ejemplo, Herculina, un planetita de 217 km de diámetro con una luna de apenas 50 km. Hay quienes sospechan que el propio Plutón y su luna, son en realidad dos asteroides bastante grandes muy alejados del resto, en los confines del Sistema Solar. El análisis detallado de las fotografías y los datos astrofísicos enviados por naves espaciales, han mostrado que los satélites son cuerpos opacos y sólidos, muy diferentes unos de otros. Algunos de ellos son tan grandes como el planeta Mercurio. Excepto nuestra luna, los satélites planetarios no son visibles a simple vista y sólo las cuatro mayores lunas de Júpiter, cuyos nombres son Europa, Io, Calixto y Ganímedes, se pueden observar a través de binoculares o con un pequeño telescopio. Los restantes satélites precisan de poderosos instrumentos para ser detectados. El cielo visible Para los astrónomos, el cielo es la apariencia que presenta el espacio extraterrestre visto desde la superficie de la tierra; para conocer el universo, la primer tarea es mirar el cielo. A simple vista se distinguen dos cielos: el cielo diurno y el nocturno. Quizás el más llamativo sea el nocturno, repleto de luces, ya que en el cielo diurno sólo se ve el Sol, periódicamente a la Luna y en ocasiones algún otro fenómeno (como un bólido o la aparición de Venus o de Mercurio). Debe tenerse en cuenta que para apreciar en plenitud el cielo nocturno, es conveniente alejarse de las ciudades, donde la luz artificial y los elementos gaseosos producidos por el hombre (smog) dificultan la percepción de los detalles de todo aquello que puebla el firmamento. Las mejores condiciones para la observación se dan en lugares elevados sobre el nivel del mar, generalmente en zonas montañosas y lejos, como dijimos, de toda iluminación artificial. En circunstancias óptimas de observación, el cielo nocturno tiene aspecto de bóveda o copa invertida; sensación producida porque, a simple vista, los astros luminosos ubicados sobre la cabeza de un observador, parecen más brillantes que los que se hallan cerca del horizonte. Por ello, el cielo también se denomina bóveda o esfera celeste. En realidad un observador sólo aprecia una "semiesfera": la que se halla por encima de su horizonte. Uno de los fenómenos cotidianos del cielo nocturno es el titilar de las estrellas es elcentelleo de los astros, alternativamente, se ven más brillantes y más débiles, como si a nuestros ojos el astro emitiese rayos. El centelleo cambia noche a noche y generalmente es más acentuado para las estrellas ubicadas en las cercanías del horizonte. Este fenómeno es debido a la atmósfera de la Tierra; la luz de un astro que llega a los ojos de un observador, atraviesa gruesas capas de aire, que además presentan "olas" de diferente densidad, arrastradas por el viento. Ese movimiento atmosférico provoca concentraciones en el haz de luz en algunos lugares y dispersiones en otros, generando de ese modo el fenómeno de centelleo. Particularmente, se puede afirmar que los planetas no titilan, ya que no puede considerárselos como puntos luminosos como las estrellas debido a la percepción de su disco; aunque cada punto luminoso del disco del planeta centellea, como lo haría una estrella individual, el brillo simultáneo observado de todos los puntos del disco planetario permanece uniforme a la vista, es decir: no varía. >En la noche, la enorme cantidad de puntos brillantes nos indican la presencia de un gran número de astros; algunos se ven fijos y otros se desplazan lentamente. A modo de mapa esférico, sobre la bóveda celeste los astrónomos proyectan a los astros llamados fijos (estrellas de fondo) y se definen los desplazamientos de otros (planetas, cometas y meteoros). El universo conocido "Y preparé un tubo, al principio de plomo, y puse en sus dos extremos dos lentes de vidrio, los dos planos de una parte, y de la otra uno esféricamente convexo y el otro cóncavo. Moviendo el ojo a la parte cóncava, vi los objetos muy grandes, lo mismo que muy cercanos. En tres tantos aumentaban los cercanos, y los más grandes se dejaban ver con un aumento de nueve. Pero después construí otro aparato en que con mayor exactitud los grandes objetos crecían hasta sesenta veces su tamaño natural. Y después, sin perdonar esfuerzo ni gasto, llegué a tener un medio muy excelente para que las cosas que yo veía se hicieran miles de veces más cercanas que a simple vista. Son muchos los beneficios que este aparato trae, tanto en la tierra como en el mar. Pero yo dejé todo lo de la Tierra y me entregué a la observación de los cielos." Galileo Galilei La Tierra y todo cuanto la rodea, se compone de materia que en un remoto pasado constituyó parte de una estrella. Quizás, esa estrella explotó, chocó con otro astro, o simplemente su evolución natural la condujo a formar un sistema de cuerpos tal como el que actualmente conocemos. Esa idea sugiere que con los restos de un astro se forjaron el Sol, el sistema planetario que lo acompaña y varios otros cuerpos que aún pueblan su vecindad. Haber llegado a esa conclusión implicó más de 3.000 años de investigaciones; fue precisa una paciente observación del cielo, un estudio profundo de las leyes de la Naturaleza y, básicamente, la imaginación de hombres inquietos, curiosos y obstinados. La descripción del Sistema Solar resulta relativamente sencilla; sin embargo, fuera de este sistema, se percibe una gran variedad de objetos que comprueban la complejidad de la estructura del universo. En la noche terrestre, a ojo desnudo, se ven cinco puntos brillantes que cambian lentamente de posición: son los planetas. Se trata de cuerpos más o menos similares a la Tierra. Pero la mayoría de las luces que brillan en el cielo nocturno son estrellas; el mismo centro del Sistema Solar es una estrella. Hay una enorme variedad de estrellas. Geométricamente, algunas son tan grandes que la trayectoria de la Tierra alrededor del Sol cabe cómodamente dentro de ellas; en el otro extremo, existen estrellas tan pequeñas como nuestro planeta y otras todavía mucho más diminutas. Cambiando la escala de tamaños se observa que muchas de las estrellas se agrupan en grandes conjuntos de cientos o bien de cientos de miles de miembros: los cúmulos estelares. Las estrellas y los cúmulos estelares, junto con todo el gas y el polvo interestelar, forman parte de un conglomerado todavía mayor, llamado Vía Láctea: objeto denominado Galaxia que contiene en su interior a cientos de miles de millones de objetos. Pero la Vía Láctea no es la única galaxia en el universo; el número total de estos gigantescos enjambres cósmicos aún es desconocido. Lo que sí se sabe es que también las galaxias se reúnen en grupos, de dimensiones que escapan al sentido común: los supercúmulos de galaxias, objetos celestes colosales. El conjunto de galaxias define al universo: allí está contenido todo lo que vemos; en la actualidad no se conoce si tiene centro ni tampoco bordes. Y junto a las galaxias, en las fronteras del universo accesible por los más sofisticados instrumentos, se hallan los quásares: cuerpos intrínsecamente luminosos y extremadamente distantes. Galaxias y quásares se perfilan como astros claves para definir la estructura que tendría el universo; sobre esta cuestión, de carácter fundamental para la Cosmología, se plantean varios modelos. Ninguno de esos modelos es aceptado por completo, ya que se necesitan más datos observacionales que permitan elegir sólo uno entre ellos. El cielo visible Para los astrónomos, el cielo es la apariencia que presenta el espacio extraterrestre visto desde la superficie de la tierra; para conocer el universo, la primer tarea es mirar el cielo. A simple vista se distinguen dos cielos: el cielo diurno y el nocturno. Quizás el más llamativo sea el nocturno, repleto de luces, ya que en el cielo diurno sólo se ve el Sol, periódicamente a la Luna y en ocasiones algún otro fenómeno (como un bólido o la aparición de Venus o de Mercurio). Debe tenerse en cuenta que para apreciar en plenitud el cielo nocturno, es conveniente alejarse de las ciudades, donde la luz artificial y los elementos gaseosos producidos por el hombre (smog) dificultan la percepción de los detalles de todo aquello que puebla el firmamento. Las mejores condiciones para la observación se dan en lugares elevados sobre el nivel del mar, generalmente en zonas montañosas y lejos, como dijimos, de toda iluminación artificial. En circunstancias óptimas de observación, el cielo nocturno tiene aspecto de bóveda o copa invertida; sensación producida porque, a simple vista, los astros luminosos ubicados sobre la cabeza de un observador, parecen más brillantes que los que se hallan cerca del horizonte. Por ello, el cielo también se denomina bóveda o esfera celeste. En realidad un observador sólo aprecia una "semiesfera": la que se halla por encima de su horizonte. Uno de los fenómenos cotidianos del cielo nocturno es el titilar de las estrellas es elcentelleo de los astros, alternativamente, se ven más brillantes y más débiles, como si a nuestros ojos el astro emitiese rayos. El centelleo cambia noche a noche y generalmente es más acentuado para las estrellas ubicadas en las cercanías del horizonte. Este fenómeno es debido a la atmósfera de la Tierra; la luz de un astro que llega a los ojos de un observador, atraviesa gruesas capas de aire, que además presentan "olas" de diferente densidad, arrastradas por el viento. Ese movimiento atmosférico provoca concentraciones en el haz de luz en algunos lugares y dispersiones en otros, generando de ese modo el fenómeno de centelleo. Particularmente, se puede afirmar que los planetas no titilan, ya que no puede considerárselos como puntos luminosos como las estrellas debido a la percepción de su disco; aunque cada punto luminoso del disco del planeta centellea, como lo haría una estrella individual, el brillo simultáneo observado de todos los puntos del disco planetario permanece uniforme a la vista, es decir: no varía. >En la noche, la enorme cantidad de puntos brillantes nos indican la presencia de un gran número de astros; algunos se ven fijos y otros se desplazan lentamente. A modo de mapa esférico, sobre la bóveda celeste los astrónomos proyectan a los astros llamados fijos (estrellas de fondo) y se definen los desplazamientos de otros (planetas, cometas y meteoros). El calendario Para los primeros hombres los ritmos del día y de la noche, y de las fases de la Luna se destacaron aún con su conocimiento más rudimentario. La lunación es el medio más evidente de ordenar los días, de los que ella agrupa unos 30 . Por ello todos los primeros calendarios fueron lunares. Pero los sociedades agrícolas tuvieron necesidad de establecer un calendario que rija las siembras y las cosechas. Así se pudo comprobar la relación entre el curso anual del Sol y las estrellas. Al componer un calendario basado en el curso anual del Sol, las primeras civilizaciones desarrollaron un calendario luni-solar donde hay 12 lunaciones en un año lo que condujo a un año de 12 meses de 30 días. El mes lunar (o lunación) es el intervalo de tiempo transcurrido entre dos lunas nuevas consecutivas y su duración es algo mayor de 29 días. Desde tiempos remotos, el mes lunar tuvo gran importancia debido a que la mayoría de las fiestas y solemnidades religiosas se fijaban tomando como base las fases de la Luna. El calendario es por lo tanto un sistema de medida del tiempo por medio de ciclos astronómicos importantes, como los días (rotación de la tierra sobre si mismo), meses (períodos de la fases lunares), y años (traslación de la Tierra alrededor del Sol). Pero la utilización de estas unidades conduce a problemas si se quiere combinarlos unos con otros. Así, por ejemplo, la traslación de la Tierra alrededor del Sol, denominado año trópico o año de las estaciones, que corresponde a 365d 5h 48m 46s que es igual a 365,2422 días, no contiene un número entero de períodos de rotación de la Tierra. Tampoco el período de las fases de la Luna que es de 29,53 días, no contiene un número entero de días, ni tampoco un año contiene un número entero de fases lunares. La combinación de estos 3 ciclos astronómicos conduce a varios tipos de calendarios: solares, lunisolares o lunares, según cuales períodos se toman en consideración. Como dijimos, las unidades naturales de tiempo son el día, el mes y el año. El día es demasiado corto para medir período largos, tales, como por ejemplo, la vida de un hombre, y lo mismo ocurre con el mes, de modo que para fines cronológicos se emplea el año trópico. Al mismo tiempo, algunas fiestas están relacionadas con los cambios de la Luna (por ejemplo las Pascuas), lo que ha introducido una perturbación constante para poner de acuerdo el mes lunar con el año. Si el mes lunar durase exactamente 30 días y el año trópico 360 días, no hubiese habido dificultades en el empleo de estas unidades, pero esto no es así. Como es de gran importancia e interés que las estaciones y demás fenómenos naturales ocurran todos los años en las mismas fechas, se ha establecido un conjunto de reglas y convenciones para lograr la mayor concordancia posible entre el año civil y las distintas unidades naturales (día, mes, año trópico, etc.), y al conjunto de reglas establecidas para dicho fin se la denomina calendario. En general, durante los tiempos antiguos el calendario estaba en manos de los sacerdotes, y como era predominantemente lunar, las estaciones o bien tenían lugar en diversas épocas del año, o bien se ajustaban en el lugar debido intercalando o suprimiendo los meses que hiciese falta. Los calendarios diferían de un país a otro, y además se han ido modificando con el transcurso del tiempo. Los griegos adoptaron el año de 360 días dividido en 12 meses de 30 días cada uno. Posteriormente y hasta la época de Solón, unos 600 años a.C., contaban dos años de 12 meses y uno de 13, al que se denominaba trietérico. Más tarde trataron de lograr la coincidencia de la duración del año y de los meses con los movimiento del Sol y de la Luna, mediante la introducción de un ciclo llamado ciclo de metón. Este ciclo consta de un período de 19 años trópicos durante los cuales las fases de la Luna se suceden 235 veces; se observa que si se divide el período de 235 lunaciones por 19 a&ntildeos trópicos, la duración de cada uno de éstos es bastante exacta para todos los usos civiles. El ciclo de metón es utilizado para determinar la fecha de Pascua, fiesta religiosa del calendario cristiano que se establece según las fases de la Luna. La Pascua coincide con el primer domingo que sigue a la primer Luna Llena que tiene lugar después que el Sol pasa por el punto vernal, o sea por el equinoccio de primavera para el hemisferio norte (aproximadamente el 21 de marzo). Como las fases de la Luna se suceden periódicamente según el ciclo de metón, resulta que la fecha de la Luna Llena correspondiente a la Pascua, se repite al cabo de dicho intervalo (19 años). La fecha de Pascua oscila de año en año y puede ocurrir en cualquier día entre el 22 de marzo y el 25 de abril. Calendario Juliano Cuando llegó al poder Julio Cesar en el año 46 a..C. encontró el calendario romano en un estado de enorme desorden. Recurrió entonces a los consejos del astrónomo alejandrino Sosígenes y de acuerdo a sus indicaciones estableció, en el año 45 a.C., el llamado calendario juliano, que con ligeras modificaciones continúa usándose en casi todas las naciones. Prescindió por completo de la Luna y adoptó para la duración verdadera del año solar la de 365,25 días, que se denominó año juliano. Contaba con 12 meses de 30 y 31 días, excepto febrero, de 29 días, lo que hacía un total de 365 días por año. Para satisfacer estar reformas, se intercalaron 85 días al año 46 a.C. (año 708 de la fundación de Roma), resultando un año de 445 días, conocido como el año de la confusión. El modelo empleado por Julio Cesar para hacer sus reformas fue el calendario egipcio; pero a diferencia del año solar egipcio, que era inmutable, el calendario juliano variaba cada cuatro años. Ordenó que cada cuatro años habría uno de 366 días, agregándose el día adicional entre el 23 y el 24 de febrero. A los años que cuentan con dicho día adicional se los llamó bisiestos. También trasladó el principio del año al día uno de enero, que hasta entonces había comenzado en marzo, como lo indica claramente el nombre de algunos meses, como septiembre, esto es, séptimo mes, o noviembre, noveno mes. Posteriormente, el cónsul Marco Antonio, sustituyó el nombre del mes quintilis, dándole el nombre de julio, en honor de Julio Cesar. En el año 24 a.C., el senado romano cambió el nombre al mes sextilis, llamándolo Augusti, en honor del emperador Cesar Augusto, sucesor de Julio Cesar, mes que más tarde se transformó su nombre en agosto. Luego se le quitó un día a febrero para añadírselo a agosto y hacerlo así tan largo como julio; de esa manera, el mes de febrero se redujo a 28 días para compensar el aumento a 31 días que sufrió el mes de agosto. El año juliano alcanzó entonces su forma definitiva en el año 8 d.C. Calendario Gregoriano La verdadera duración del año En la actualidad, como los años 1800 y 1900 fueron bisiestos en el calendario juliano y no lo fueron en el gregoriano, la diferencia entre ambos calendarios es de unos 13 días. Con las modificaciones mencionadas, el calendario en vigencia tiene una duración de 365,2425 días solares. La diferencia con respecto al año trópico es muy pequeña (0,0003 días), que sólo llegaría a acumular un día en alrededor de 3.300 años, razón por la cual no es un problema que sea necesario considerar a corto plazo. Día Juliano (DJ) Para simplificar los cálculos astronómicos y no utilizar años, meses y días en el cómputo del tiempo, Joseph Scaliger sugirió en 1582 utilizar una escala de tiempo sólo en días, y lo denominó período juliano o días julianos. Toma como inicio de este cómputo el 1º de enero del año 4713 a. C. a las 12 horas. Las horas, minutos y segundos se agregan como decimales en la fracción del día juliano correspondiente. De esta manera el lº de enero de 2003 a las 0 hora es el DJ 2452640,5 .