Eclipse

Desde la perspectiva de la Tierra, un eclipse solar ocurre cuando la Luna pasa frente al Sol. El tipo de eclipse depende de la distancia entre la Luna y la Tierra durante el evento. Un eclipse solar total ocurre cuando la Tierra intercepta la umbra, la parte de la sombra de la Luna. Cuando la umbra no alcanza la superficie terrestre, el Sol se oculta parcialmente, dando lugar a un eclipse anular. Los eclipses solares parciales ocurren cuando el observador se encuentra dentro de la penumbra. ^{[ 16 ]}

La magnitud del eclipse es la fracción del diámetro del Sol que está cubierta por la Luna. Para un eclipse total, este valor siempre es mayor o igual a uno. Tanto en los eclipses anulares como en los totales, la magnitud del eclipse es la relación entre los tamaños angulares de la Luna y el Sol. ^{[ 17 ]}

Los eclipses solares son eventos relativamente breves que solo pueden observarse en su totalidad a lo largo de una franja relativamente estrecha. En las condiciones más favorables, un eclipse solar total puede durar 7  minutos y 31  segundos, y puede verse a lo largo de una franja de hasta 250  km de ancho. Sin embargo, la región donde se puede observar un eclipse parcial es mucho mayor. La umbra de la Luna avanzará hacia el este a una velocidad de 1700  km/h hasta que deje de intersecar la superficie terrestre.

Durante un eclipse solar, la Luna a veces puede cubrir completamente al Sol porque su tamaño aparente es casi el mismo que el del Sol visto desde la Tierra. Un eclipse solar total es, de hecho, una ocultación, mientras que un eclipse solar anular es un tránsito .

Cuando se observa desde puntos del espacio distintos a la superficie terrestre, el Sol puede ser eclipsado por cuerpos celestes que no sean la Luna. Dos ejemplos son el eclipse solar que la Tierra provocó en 1969, cuando la tripulación del Apolo 12 lo observó, y el eclipse solar que la sonda Cassini provocó en Saturno en 2006.

Los eclipses lunares ocurren cuando la Luna pasa a través de la sombra de la Tierra. Esto sucede solo durante la luna llena , cuando la Luna se encuentra en el lado opuesto de la Tierra con respecto al Sol. A diferencia de un eclipse solar, un eclipse lunar puede observarse desde casi todo un hemisferio. Por esta razón, es mucho más común observar un eclipse lunar desde una ubicación determinada. Un eclipse lunar dura más tiempo, varias horas, y la totalidad suele durar entre 30 minutos y más de una hora. ^{[ 18 ]}

Existen tres tipos de eclipses lunares: penumbral, cuando la Luna cruza solo la penumbra de la Tierra; parcial, cuando la Luna cruza parcialmente la umbra de la Tierra ; y total, cuando la Luna cruza completamente la umbra de la Tierra. Los eclipses lunares totales pasan por las tres fases. Sin embargo, incluso durante un eclipse lunar total, la Luna no está completamente oscura. La luz solar refractada a través de la atmósfera terrestre entra en la umbra y proporciona una iluminación tenue. Al igual que en una puesta de sol, la atmósfera tiende a dispersar con mayor intensidad la luz de longitudes de onda más cortas, por lo que la iluminación de la Luna por la luz refractada tiene un tono rojizo, ^{[ 19 ]} de ahí que la expresión «Luna de Sangre» se encuentre a menudo en las descripciones de estos eventos lunares desde que se tienen registros de eclipses. ^{[ 20 ]}

Desde la antigüedad se han conservado registros de eclipses solares. Las fechas de los eclipses pueden utilizarse para la datación cronológica de registros históricos. Una tablilla de arcilla siria , escrita en lengua ugarítica, registra un eclipse solar ocurrido el 5 de marzo de 1223 a. C. ^{[ 21 ]} , mientras que Paul Griffin sostiene que una piedra en Irlanda registra un eclipse el 30 de noviembre de 3340 a. C. ^{[ 22 ].} La hipótesis de que los astrónomos de la época clásica utilizaron registros de eclipses babilónicos, principalmente del siglo XIII a. C., proporciona una explicación factible y matemáticamente consistente ^{[ 23 ]} para el hallazgo griego de los tres movimientos medios lunares (sinódico, anómalo y draconítico) con una precisión de aproximadamente una parte en un millón o mejor. Los registros históricos chinos de eclipses solares se remontan a más de 3000 años y se han utilizado para medir cambios en la velocidad de rotación de la Tierra. ^{[ 24 ]}

La primera persona en dar una explicación científica sobre los eclipses fue Anaxágoras [c. 500 a. C. - 428 a. C.]. ^{[ 25 ]} Anaxágoras afirmó que la Luna brilla por la luz reflejada del Sol. ^{[ 26 ]}

En el siglo V d. C., Aryabhata explicó científicamente los eclipses solares y lunares en su tratado Aryabhatiya . ^{[ 27 ]} Aryabhata afirma que la Luna y los planetas brillan por la luz solar reflejada y explica los eclipses en términos de las sombras proyectadas por la Tierra y que caen sobre ella. Aryabhata proporciona el cálculo y el tamaño de la parte eclipsada durante un eclipse. Los cálculos indios eran tan precisos que el científico francés del siglo XVIII, Guillaume Le Gentil , durante una visita a Pondicherry, India, descubrió que los cálculos indios de la duración del eclipse lunar del 30 de agosto de 1765 eran solo 41 segundos más cortos, mientras que los gráficos de Le Gentil eran 68 segundos más largos.

Hacia el siglo XVII, los astrónomos europeos publicaban libros con diagramas que explicaban cómo ocurrían los eclipses lunares y solares. ^{[ 28 ] [ 29 ]} Para difundir esta información a un público más amplio y disminuir el temor a las consecuencias de los eclipses, los libreros imprimían folletos que explicaban el fenómeno utilizando la ciencia o la astrología. ^{[ 30 ]}

El autor estadounidense Gene Weingarten describió la tensión entre la fe y los eclipses de la siguiente manera: «Soy un ateo convencido, pero no puedo explicar por qué la luna tiene el tamaño exacto y se posiciona con tanta precisión entre la Tierra y el sol, de modo que los eclipses solares totales son perfectos. Me inquieta». ^{[ 31 ]}

El historiador grecorromano Casio Dio , que escribió entre los años 211 y 229 d. C., relata la anécdota de que el emperador Claudio consideró necesario evitar disturbios entre la población romana publicando una predicción de un eclipse solar que coincidiría con el aniversario de su cumpleaños [1 de agosto del año 45 d. C.]. En este contexto, Casio Dio ofrece una explicación detallada de los eclipses solares y lunares. ^{[ 32 ]}

Típicamente en la mitología, los eclipses se entendían como una variación de una batalla espiritual entre el sol y las fuerzas malignas o espíritus de la oscuridad. ^{[ 33 ]} Más específicamente, en la mitología nórdica , se cree que existe un lobo llamado Fenrir que persigue constantemente al Sol, y se piensa que los eclipses ocurren cuando el lobo devora con éxito al Sol divino. ^{[ 34 ]} Otras tribus nórdicas creían que existen dos lobos llamados Sköll y Hati que persiguen al Sol y a la Luna, conocidos como Sol y Mani, y estas tribus creían que un eclipse ocurre cuando uno de los lobos come con éxito al Sol o a la Luna. ^{[ 35 ]}

En la mayoría de las mitologías y ciertas religiones, los eclipses se consideraban una señal de la ira de los dioses y de la inminente llegada del peligro, por lo que la gente solía modificar sus acciones para intentar apaciguar su furia. En el hinduismo , por ejemplo, se suelen cantar himnos religiosos para protegerse de los espíritus malignos del eclipse, y muchos hindúes se abstienen de comer durante el mismo para evitar sus efectos. ^{[ 36 ]} Los hindúes que viven en la India también se bañan en el río Ganges , cuyas aguas se consideran espiritualmente purificadoras, inmediatamente después de un eclipse para liberarse de los espíritus malignos. ^{[ 36 ]} En el judaísmo y el cristianismo primitivos , los eclipses se veían como señales divinas, e incluso como manifestaciones de la grandeza de Dios o como símbolos de los ciclos de la vida y la muerte. ^{[ 36 ]} Sin embargo, se creía que los eclipses más ominosos, como la luna de sangre, eran una señal divina de que Dios pronto destruiría a sus enemigos. ^{[ 36 ]}

Los planetas gigantes gaseosos tienen muchas lunas y, por lo tanto, presentan eclipses con frecuencia. Los más llamativos involucran a Júpiter , que tiene cuatro lunas grandes y una baja inclinación axial , lo que hace que los eclipses sean más frecuentes a medida que estos cuerpos pasan a través de la sombra del planeta más grande. Los tránsitos ocurren con igual frecuencia. Es común ver las lunas más grandes proyectando sombras circulares sobre las nubes de Júpiter.

Los eclipses de las lunas galileanas causados ​​por Júpiter se volvieron predecibles con precisión una vez que se conocieron sus elementos orbitales. Durante la década de 1670, se descubrió que estos eventos ocurrían aproximadamente 17 minutos más tarde de lo esperado cuando Júpiter se encontraba en el lado opuesto del Sol. Ole Rømer dedujo que el retraso se debía al tiempo que tardaba la luz en viajar de Júpiter a la Tierra. Esto se utilizó para obtener la primera estimación de la velocidad de la luz . ^{[ 37 ]}

La sincronización de los eclipses de satélites jovianos también se utilizaba para calcular la longitud de un observador en la Tierra. Conociendo la hora prevista de observación de un eclipse en una longitud estándar (como Greenwich ), se podía calcular la diferencia horaria observando con precisión la hora local del eclipse. Esta diferencia horaria proporciona la longitud del observador, ya que cada hora de diferencia correspondía a 15° alrededor del ecuador terrestre. Esta técnica fue utilizada, por ejemplo, por Giovanni D. Cassini en 1679 para volver a cartografiar Francia . ^{[ 38 ]}

En los otros tres gigantes gaseosos ( Saturno , Urano y Neptuno ), los eclipses solo ocurren en ciertos períodos durante la órbita del planeta, debido a la mayor inclinación entre las órbitas de la luna y el plano orbital del planeta. La luna Titán , por ejemplo, tiene un plano orbital inclinado aproximadamente 1,6° con respecto al plano ecuatorial de Saturno. Pero Saturno tiene una inclinación axial de casi 27°. El plano orbital de Titán solo cruza la línea de visión hacia el Sol en dos puntos a lo largo de la órbita de Saturno. ^{[ 39 ]} Como el período orbital de Saturno es de 29,7  años, un eclipse solo es posible aproximadamente cada 15 años. ^{[ 40 ]}

En Marte , solo son posibles los eclipses solares parciales ( tránsitos ), ya que ninguna de sus lunas es lo suficientemente grande, en sus respectivos radios orbitales, como para cubrir el disco solar visto desde la superficie del planeta. Los eclipses de las lunas por Marte no solo son posibles, sino comunes, ocurriendo cientos cada año terrestre. También hay raras ocasiones en que Deimos es eclipsado por Fobos. ^{[ 41 ]} Se han fotografiado eclipses marcianos tanto desde la superficie de Marte como desde la órbita.

Plutón , con su luna Caronte , proporcionalmente la más grande , también es escenario de numerosos eclipses. Entre 1985 y 1990 se produjo una serie de eclipses mutuos. ^{[ 42 ]} Estos eventos diarios permitieron realizar las primeras mediciones precisas de los parámetros físicos de ambos objetos. ^{[ 43 ]}

Los eclipses son imposibles en Mercurio y Venus , ya que no tienen lunas. Sin embargo, vistos desde la Tierra, se ha observado que ambos transitan frente al Sol. Los tránsitos de Venus ocurren en pares separados por un intervalo de ocho años, pero cada par de eventos sucede menos de una vez por siglo. ^{[ 44 ]} Según la NASA, el próximo par de tránsitos de Venus ocurrirá el 10 de diciembre de 2117 y el 8 de diciembre de 2125. Los tránsitos de Mercurio son mucho más comunes, ocurriendo 13 veces por siglo, en promedio. ^{[ 45 ]}