EJE TERRESTRE
El eje del mundo es la línea imaginaria alrededor de la cual gira la Tierra en su movimiento de rotación. Los extremos de este eje son los polos geográficos Norte y Sur. Es de común conocimiento, pues se enseña en la escuela, que este eje está inclinado respecto del plano de la órbita terrestre, y que esta inclinación es la responsable de las estaciones en la Tierra. Las preguntas son: ¿Cuál es la inclinación del eje terrestre? ¿Cómo se puede determinar esta inclinación?
La inclinación del eje de la Tierra sobre el plano de su órbita, también llamada oblicuidad de la eclíptica, es de unos 23,4 a 23,5º, siendo su valor actual de 23,43º. Pensemos en un trompo girando, en sus pequeños cabeceos mientras gira y comprenderemos, por similitud, que la oblicuidad de la eclíptica es ligeramente variable debido a oscilación de la rotación de la Tierra a través de su eje. Este movimiento oscilatorio se denomina nutación y tiene un periodo de casi 19 años. Además, en el movimiento de traslación de la Tierra alrededor de Sol, la prolongación del eje del mundo hacia la esfera celeste no siempre está dirigida hacia el mismo punto del cielo. En la actualidad lo está haciendo hacia la estrella polar pero este punto varía gradualmente de forma que va describiendo un círculo. Se requieren de 25800 años para que se complete este círculo.
Volviendo a la inclinación del eje de la Tierra, Las observaciones astronómicas más antiguas que se conocen se remontan al año 1104 a. C. en la civilización china con un valor de 23,9º. Entre seis y siete siglos después, en Marsella y Alejandría, Piteas y Eratóstenes dieron con un valor de 23,8 y 23,7º respectivamente. Mediciones posteriores a lo largo de la historia vienen confirmando una disminución de la inclinación de 47’’ por siglo (78 décimas de grado).
Durante el movimiento de traslación de la Tierra alrededor del Sol, y debido a la inclinación del eje terrestre, la incidencia de los rayos del Sol sobre un punto de la Tierra no es siempre el mismo a lo largo de una órbita completa. Son las estaciones del año. En la figura nº 5 se muestra la máxima incidencia de los rayos solares (punto amarillo) sobre la Tierra en 4 momentos muy concretos.
El eje de rotación de la Tierra es el eje Z, representado de color azul. Los ejes X e Y, representados de color rojo y verde definen el plano ecuatorial de la Tierra. La figura 5.a muestra la situación el 22 de septiembre, cuando los rayos solares inciden con mayor intensidad sobre el ecuador terrestre. Es el equinoccio de otoño en el hemisferio Norte, la máxima intensidad de los rayos solares se produce en el plano XY, mientras que el eje Z se mantiene inclinado sus 23,4º respecto de este plano. Si avanzamos en el tiempo, la figura 5.b muestra la situación el 21 de diciembre. Es el solsticio de invierno en el hemisferio Norte, la máxima intensidad de los rayos solares se produce sobre el trópico de Capricornio que se encuentra a una latitud de 23,4º S del plano XY (ecuador). La situación el 21 de marzo, equinoccio de primavera en el hemisferio Norte. Solo que la inclinación del eje de rotación está al lado contrario del que estaba en el equinoccio de otoño. Finalmente, muestra la situación el 21 de junio, cuando tiene lugar el solsticio de verano en el hemisferio Norte. Los rayos del Sol inciden con mayor intensidad en el trópico de Cáncer, que se encuentra una latitud de 23,4º N del ecuador. Como vemos la diferencia entre el solsticio de invierno y el de verano es que el plano del ecuador se encuentra por debajo y por encima del punto de máxima incidencia de los rayos solares.
La inclinación del eje de rotación terrestre y el fenómeno de las estaciones.
El eje de rotación de la Tierra está inclinado unos 23,5º aproximadamente con respecto al plano de la órbita que describe alrededor del Sol. Hemos visto que el eje de rotación de la Tierra parece siempre apuntar en la misma dirección, que coincide muy aproximadamente con la posición de la estrella polar hace el norte. ¿Por qué el eje de la Tierra apunta siempre en la misma dirección? La respuesta es porque se comporta como un giróscopo. Un giróscopo no es más que un objeto sólido en rotación. Los giróscopos tienen tendencia a mantener la dirección del eje de rotación en una posición fija. El lector puede comprobar esto con facilidad si coge una rueda de bicicleta que tenga un eje sobre el que se pueda girar y pone ésta a rotar con rapidez. Después de que está rotando, intentar cambiar la dirección del eje se hace difícil (por eso es posible mantener el equilibrio en una bicicleta).
Podemos observar como ahora el Sol sólo aparece justo en el cenit del ecuador en el mediodía de los equinoccios (alrededor del 21 de marzo y el 23 de septiembre) y que sube 23,5º por encima del cenit del ecuador en el solsticio de verano (alrededor del 21 de junio) y baja la misma cantidad hacia el sur en el solsticio de invierno (alrededor del 20 de diciembre). ¿Qué ocurre en los polos?. En el polo norte, el día del equinoccio de primavera, el sol girará justo sobre el horizonte, y a medida el ángulo entre el eje de rotación y los rayos solares de va haciendo menor, el sol se mantendrá por encima del horizonte durante todo el día hasta que en el día 21 de junio alcanza una altura máxima sobre el horizonte de 23,5º, empezando a disminuir nuevamente hasta que se vuelve a esconder por el horizonte en el equinoccio de invierno. El resultado conocido por todos es que en los polos hay un periodo de seis meses donde no se pone nunca el sol, y un periodo equivalente donde el sol nunca sale y es de noche continuamente. ¿Qué ocurre en una latitud intermedia?. Bueno, no le voy a decir nada nuevo al lector, pues éste sabe muy bien que la duración del día cambia a lo largo del año. Tiene usted ahí una explicación para las estaciones.
Y todo es el resultado de que la Tierra se comporta como un giróscopo cuyo eje de rotación está inclinado unos 23,5º con respecto al plano de la eclíptica (plano que define la órbita de la Tierra alrededor del sol). Hiparcos descubrió que la posición del sol respecto a las estrellas en el momento del equinoccio de primavera (conocido como punto Aries) varía con los años, de tal forma que en un periodo de 26,000 años el sol retorna a la misma posición original. Eso significa que aunque actualmente la dirección del eje coincide muy aproximadamente con la dirección de la estrella polar hacia el norte, esto no ha sido siempre así, ni lo seguirá siendo. Pero una vida humana no es, desgraciadamente, lo suficiente larga para apreciar el fenómeno. Pero si nos vamos al pasado, por ejemplo, sabemos que los vikingos usaban en sus estimaciones para la navegación otra estrella distinta de la polar.
Fuente:
www.escritoscientificos.es/trab21a40/solvillanueva/pagina01.htm
astronomia.net/cosmologia/lec117.htm
Copyright 1996-2004 Pedro J. Hernández
ESTRELLA DEL MERIDIANO ASTRONÓMICO
Teóricamente se considera que el de la Tierra es el Eje del mundo (el de rotación de la esfera celeste), y que el ojo del observador es coincidente con el centro de la Tierra. Es un modelo que constituye uno de los conceptos fundamentales de la astronomía, especialmente para poder representar las observaciones celestes.
El movimiento de la esfera celeste es aparente y está determinado por el movimiento de rotación de nuestro planeta sobre su propio eje. La rotación de la Tierra, en dirección Oeste–Este, produce el movimiento aparente de la esfera celeste, en sentido Este–Oeste. Este movimiento lo podemos percibir de día, por el desplazamiento del Sol en el cielo, y en las noches, por el desplazamiento de las estrellas. Ambos se realizan en sentido Este–Oeste.
Dirección de la vertical se refiere a la dirección que marcaría una plomada. Si se observa hacia abajo, se dirigiría hacia el centro de la Tierra. Observando hacia arriba se encuentra el cenit.
Cenit astronómico es el punto de la esfera celeste situado exactamente encima de nosotros, intersección de la vertical ascendiente con la esfera celeste.
Nadir, es el punto de la esfera celeste diametralmente opuesto al cenit
La distancia cenital (generalmente representada por la letra z) es la distancia angular desde el cenit hasta un objeto celeste, medida sobre un círculo máximo (un círculo máximo es el resultado de la intersección de una esfera con un plano que pasa por su centro y la divide en dos hemisferios idénticos, en la figura, la distancia cenital es el arco entre el cenit y el astro “A”).
Horizonte astronómico, horizonte celeste o verdadero de un lugar es el plano perpendicular a la dirección de la vertical, plano circular o círculo máximo perpendicular a la vertical del lugar que pasa por el centro de la esfera celeste. En relación con la esfera celeste, decimos que es un plano diametral, ya que el horizonte es un diámetro de la esfera, y la divide en dos hemisferios: uno visible y otro invisible.
Ecuador celeste es la proyección del ecuador terrestre sobre la esfera celeste, plano o círculo máximo perpendicular al eje del mundo que pasa por el centro de la esfera celeste. Se define un meridiano y unos paralelos celestes, de forma análoga a los terrestres:
Círculo horario es un círculo máximo graduado de la esfera celeste situado en el ecuador celeste.
Recta este - oeste es la recta intersección del horizonte celeste con el ecuador celeste.
Polo norte celeste intersección del eje del mundo ascendiente con la esfera celeste.
Polo sur celeste intersección de eje del mundo descendiente con la esfera celeste.
BIBLIOGRAFIA:
https://es.wikipedia.org/wiki/Esfera_celest
https://upcommons.upc.edu/bitstream/.../111515_Estrelles%20i%20constel·lacions..pd.
Se editó esta página por última vez el 13 mar 2018 a las 22:18
https://es.wikipedia.org/wiki/Esfera_celest
https://upcommons.upc.edu/bitstream/.../111515_Estrelles%20i%20constel·lacions..pd.
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