LA ORBITA LUNAR Y EL CICLO DE LOS ECLIPSES

Los eclipses tal y como los podemos ver desde la Tierra, son fenómenos únicos dentro del sistema solar,en otros planetas con satélites también se producen eclipses pero, las características de la Luna, hacen que los nuestros sean un espectáculo especial.Es por esto que ya desde las primeras civilizaciones mesopotamicas, estos fascinantes acontecimientos que rompían la regularidad y la eterna repetición de los cielos,eran objeto de estudio.Resulta fascinante pensar  el grado de conocimiento que estas civilizaciones tenían sobre este y otros fenómenos celestes ya que, como veremos, su estudio e interpretación  tiene su complicación.

Por otro lado, el estudio de la órbita y la definición del concepto de mes es imprescindible para la comprensión y la predicción de los eclipses, y se plantea mucho más complejo de lo que nos podemos imaginar. La Luna  muestra un grado de complejidad bastante alto en su movimiento alrededor de la Tierra.Veamos por que.

lunar.sp

Si comparamos el movimiento de la Luna con el de los planetas veremos que es mucho más sencillo  describir la órbita de los planetas que la de la Luna,digamos que la órbita de la Luna esta llena de matices.Podemos describir el movimiento orbital de los planetas utilizando dos premisas que lo simplifican:la primera es que los planetas son tan pequeños con respecto al Sol y están tan separados los unos de los otros,que podemos describir su movimiento,con muy buena aproximación,considerando que la fuerza gravitatoria predominante es la ejercida por el Sol,descartando prácticamente las fuerzas ejercidas por los demás planetas.La segunda es que las distancias al Sol y entre los mismos planetas son muy grandes comparadas con las dimensiones de los diversos cuerpos,de esta forma se pueden describir como puntos materiales móviles. Teniendo encuenta estas dos premisas, las órbitas planetarias se resuelven sin problemas según las previsiones de las tres leyes de Kepler.

Cuando nos referimos a la Luna estas dos simplificaciones no se pueden aplicar.La Luna se mueve principalmente bajo la influencia gravitatoria de la Tierra,pero el Sol también produce efectos gravitatorios bastante importantes,ya no existe un único punto central de fuerza predominante. Ademas ,la distancia Tierra-Luna es muy pequeña (400.000 Km aprox) lo que no permite considerarlos como puntos,sino como objetos extensos y que ademas,para más complicación, no son perfectamente esféricos. Por todo esto,la órbita lunar obedece las leyes de Kepler solo de manera aproximada. La órbita de la Luna tiene una forma y una orientación que varían rápida y continuamente. Por ejemplo,su excentricidad oscila entre 0,044 y 0,067 y la inclinación con respecto a la ecliptica varia entre 4º 58´ y 5º 19´. Ademas el plano orbital sufre una serie de movimientos que,aunque en el ámbito diario no sean apreciables,no dejan de ser relevantes en la descripción de su movimiento ,así tenemos que su plano orbital rota en el espacio,esto hace que los nodos,es decir,la intersección entre el plano orbital lunar y el plano orbital de la Tierra(ecliptica),se desplacen lentamente completando un giro en 18,6 años. También la órbita gira sobre su propio plano,esto hace que la linea que une el apogeo con el perigeo posea una  lenta rotacion ,completando un giro en 8,85 años.

En este esquema los nodos se representan como AN(nodo ascendente y DN(nodo descendente)

Los eclipses  son conocidos por todos,pero aun así veremos resumidamente como y cuando se producen.Los eclipses se producen cuando el Sol,la Luna y la Tierra están perfectamente alineados ,podiamos pensar que estos alineamientos se dan dos veces al mes,en luna nueva y en luna llena,pero como todos sabemos no todos los meses hay dos eclipses,el secreto esta en que la órbita lunar esta inclinada,como hemos visto antes,5º aprox. con respecto a la ecliptica,por lo que durante la luna nueva o llena nuestro satélite se encuentra por lo general por debajo o por encima del plano orbital terrestre y no perfectamente alineados.

Esta peculiar geometría cósmica solo se da cuando se cumple una determinada condición ,y es que la Luna ,cuando este en fase nueva o llena ,se encuentre en uno de sus nodos,por este motivo son fenómenos bastante raros,con periodicidad compleja.Si la órbita de la Luna coincidiera con la de la Tierra(no inclinación)entonces si que disfrutaríamos de dos eclipses al mes,pero probablemente perderían su encanto por rutinarios.

Para comprender el método que se utilizaba en la antigüedad para predecir los eclipses es necesario definir el concepto de mes,es decir el periodo de tiempo al cabo del cual la posicion de la Luna se repite. Desde el punto de vista astronómico existen varias definiciones. El mes sidéreo: en astronomía se define como el tiempo transcurrido entre dos pasos de la Luna por la misma estrella.Se trata de su rotacion real, si observáramos el sistema Tierra-Luna desde fuera y midiéramos cuanto tiempo tarda la Luna en dar un giro completo alrededor de la Tierra, nos daría  27,32 días, un mes sidéreo. El mes sinodico: se define como el intervalo de tiempo entre dos mismas fases lunares,por ejemplo entre una luna nueva y la siguiente,tiene un valor de 29,53 días y determina la periodicidad de las fases lunares,que dependen de la posición relativa de la Luna con respecto al Sol y la Tierra.

Fases lunares dibujadas por Galileo.

Mes draconítico: se puede definir como el intervalo de tiempo que transcurre entre dos pasos consecutivos de la Luna por el mismo nodo,tiene una duración de 27,21 días.Mes anomalistico: es el tiempo que pasa entre dos pasos de la Luna por el perigeo ,o punto de la órbita lunar más cercano a la Tierra.Se podría pensar que estos dos últimos meses tendrían que coincidir con el mes sidéreo, puesto que marcan una rotacion,digamos directa, no sujeta a posiciones relativas,como en el caso del mes sinódico. El caso es que la diferencia se debe a que la órbita lunar no es una elipse fija en el espacio,sino que como hemos visto más arriba,la linea de los nodos y la linea que une apogeo con perigeo están en lenta rotacion.

La predicción de los eclipses hoy en día es relativamente sencilla,basta con utilizar la tecnología informática para realizar los complicados cálculos orbitales y analizar los resultados. Para el aficionado existen en Internet numerosos programas que nos predicen las fechas de los próximos eclipses. Pero existe un método milenario por el cual los astrónomos asirios y babilonios ya tenían acceso a predecir los eclipses,se trata de el Saros. Es algo que a mi personalmente me sorprenderme,ya que estas practicas implican un alto grado de estudio y conocimiento del firmamento y dejan claro el gran interés que para los antiguos tenia todo lo relacionado con los cielos. 

Zigurat de Ur. Los zigurat eran los observatorios astronómicos en la antigua mesopotamia.

Existe una relación matemática entre el mes sinódico,el anomalístico y el draconítico,se trata de un numero mínimo común  múltiplo,que vale 6585.32 días o lo que es lo mismo 18 años y 11 días.Esto equivale a 223 meses sinódicos,242 meses draconíticos y 239 meses anomalísticos. Los astrónomos babilonios lo descubrieron y dieron a este mínimo común múltiplo el nombre de saros,que significa ciclo o repetición. El Saros esta íntimamente relacionado con los eclipses,porque si partimos de un eclipse cualquiera,al cabo de un saros(18,11 años) el Sol,la Luna y la Tierra estarán casi exactamente en la misma alineación y por lo tanto se producirá un eclipse muy similar al primero.

Esto no significa que el segundo eclipse sea visible desde la misma zona del planeta donde se produjo el primero,sobre todo si es de Sol,ya que solo son observables desde una estrecha franja de la superficie de terrestre.Los de luna ,por lo general, tienen visibilidad en todo el hemisferio donde se producen.En el transcurso de un saros se suceden en el mismo orden y con los mismos intervalos reciprocos 70 eclipses,de los cuales 41 son de Sol (12 son totales) y 29 de Luna.

Incluso sin conocer las ecuaciones de Newton,ni mucho menos resolverlas,el descubrimiento del saros,junto con la costumbre de registrar cuidadosamente por escrito la fecha y la hora de todos los eclipses ,permitió a los astrónomos antiguos intentar unas predicciones que,cuando se confirmaban,llenaban de asombro y admiración a los monarcas y a al pueblo que los contemplaba.

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