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El cielo a simple vista
Las constelaciones
Imaginaos una noche oscura y sin nubes en alguna zona rural en la que no haya alumbrado
urbano ni luces de autopistas. En una noche así, veríamos lucir las estrellas con más brillo y en
mayor número de lo que es posible actualmente en muchos lugares en condiciones ordinarias.
Veríamos cientos y cientos de ellas, algunas brillantes y otras débiles, formando diversas
agrupaciones o figuras. Podríamos notar que tales figuras permanecen siempre iguales, noche
tras noche, año tras año. Quizás observaríamos también que estas configuraciones van
cambiando de posición cada noche. Un determinado grupo de estrellas puede que se hallara
cierto día cerca del horizonte oriental al caer la noche; cada noche, a la misma hora, ese grupo
estaría cada vez más alto en el firmamento, hasta llegar a la máxima altura que le es dado
alcanzar y luego ir descendiendo hacia el horizonte occidental. El tiempo que cualquier grupo
de estrellas necesita para su movimiento completo alrededor del firmamento es de 365 días.
Alrededor del año 275 a.C. un griego llamado Aratus se dedicó a describir diversas
constelaciones y a dar nombre a las mismas. Su trabajo fue mejorado alrededor del 135 d.C.
por otro griego, Claudio Tolomeo. Relacionó no sólo las doce constelaciones del Zodíaco, sino
también otras treinta y seis fuera de éste. Tolomeo incluyó en cada constelación sólo aquellas
estrellas que parecían formar el dibujo del animal, persona u objeto cuyo nombre le atribuía.
No incluyó en su lista las estrellas que quedaban entre tales dibujos o figuras. Una vez que se
inventó el telescopio, se descubrió un enorme número de estrellas cuyo brillo era demasiado
pequeño para poder verlas a simple vista. Los astrónomos dividen ahora el cielo en ochenta y
ocho constelaciones con formas desiguales y diferentes tamaños. En 1930 se dio carácter oficial
a los límites de las constelaciones; ahora no hay en el cielo ningún punto que no forme parte de
una constelación u otra. La Nube Mayor de Magallanes se encuentra, por ejemplo, en la
Dorada, mientras que la Nube Menor de Magallanes está en el Tucán.
Constelación de Orión. A la izquierda la representación del Gigante Cazador en el Atlas de
Bayer y a la derecha, la constelación como se observa desde el hemisferio Sur.
Algunas de las estrellas (no muchas) recibieron nombres que se inspiraron en el aspecto de las
mismas en el firmamento. La estrella más brillante se llama Sirius (Sirio), nombre derivado de
una palabra griega que significa “resplandeciente” o “ardiente”. Sin embargo, en los tiempos
antiguos las estrellas recibían nombres basados principalmente, no en sus propiedades
individuales concretas, sino en la posición que ocupaban en las imágenes ideales para las
diversas constelaciones. La constelación de Auriga (el Cochero) se suele representar como un
hombre que lleva en la mano las riendas de un carro, mientras sostiene en su regazo a una
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cabra y sus crías. Se sitúa a la cabra en la posición de una brillante estrella a la que se llamó
Capella, palabra latina que significa “cabrita”. Durante la Edad Media, los astrónomos
importantes eran los árabes, y ellos dieron nombre a muchas de las estrellas. Muchos de los
nombres árabes describen la posición ocupada por la estrella en las figuras imaginarias que la
constelación sugiere. La estrella brillante que marca la pierna izquierda de Orión es Rigel,
palabra árabe que significa “pierna”.
Orientación con el cielo estrellado
Orientarse es la acción de ubicarse. El término orientación viene de la palabra "oriente", un
rumbo geográfico.
En el hemisferio Norte, el método más simple para
localizar el punto cardinal Norte consiste en identificar la
Estrella Polar o Polaris (α Ursae Minoris) y proyectarla
perpendicularmente hasta el horizonte. Esta estrella se
ubica casi exactamente en el lugar de la esfera celeste
donde se encuentra el polo celeste Norte. A 180º del punto
cardinal Norte se encuentra el Sur, a 90º a la derecha del
Norte está el Este y 90º a la izquierda del Norte, el Oeste.
El equivalente de la estrella Polaris en el hemisferio Sur es
la estrella σ Octantis. Sin embargo, al ser una estrella de
quinta magnitud es apenas visible a simple vista. Por ello,
para localizar el polo Sur celeste se utiliza la constelación
de la Cruz del Sur.
Para determinar la posición del polo celeste Sur, a partir de
la Cruz del Sur, se toma la medida del “palo mayor” de la
cruz y se lo prolonga cuatro veces y media, en dirección de
la estrella Acrux (α Crucis). Luego, proyectando el polo
celeste Sur al horizonte, se encuentra el punto cardinal Sur.
Otro método que puede utilizarse para encontrar el polo
celeste Sur (y luego el cardinal Sur) consiste en utilizar las
estrellas α y β Centauri y la estrella Achernar. Si trazamos
un segmento de recta que una el punto medio entre α y β
Centauri y la estrella Achernar, el polo celeste Sur se
encuentra aproximadamente en el punto medio de dicho
segmento.
Si miramos al Sur, a 180º está el Norte, a 90º a la
izquierda del Sur está el Este y 90º a la derecha
encontramos el Oeste.
Mintaka
Salida de Orión
Los puntos cardinales Este y Oeste se pueden
determinar utilizando la salida o la puesta de Mintaka,
una de las estrellas del cinturón de Orión. Puesto que
esta estrella tiene la particularidad de situarse
prácticamente sobre el Ecuador Celeste, su punto de
salida en el horizonte coincide con el punto cardinal
Este y el de su puesta, con el Oeste.
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El brillo aparente de los astros
Los primeros astrónomos tenían que apreciar a ojo la brillantez de las estrellas, cosa que no es
fácil de hacer. Medimos el brillo de los objetos celestes en “magnitudes”. Una estrella tenue,
apenas visible para el ojo, tiene una magnitud de 6 y las estrellas más brillantes son de
“primera magnitud”. Unas pocas estrellas muy brillantes tienen un brillo mayor que el de
magnitud 1. Su magnitud es 0, o incluso -1. Hoy día, los astrónomos son capaces de medir el
brillo con tanta precisión que pueden asignar magnitudes con decimales. Un astro puede tener
una magnitud de 1,3, o 5,6 o -1,8. Cuanto más bajo sea el valor numérico de la magnitud, más
brillante es el astro, y una magnitud negativa supone un brillo realmente grande. Sólo cuatro
estrellas son tan brillantes que tienen magnitudes negativas; en orden decreciente de brillo, son
Sirio, Canopus, Rigil Kentaro y Arturo.
En el siglo XIX, los astrónomos, usando ya telescopios y otros instrumentos adecuados a tal fin,
comprobaron que la estrella media de primera magnitud tenía un brillo unas cien veces mayor
que el de la estrella media de sexta magnitud. En 1850, un astrónomo inglés, Norman Pogson,
propuso definir con mayor exactitud la escala de magnitudes. Si la estrella media de primera
magnitud es cien veces más brillante que una estrella media de sexta magnitud, y si
descendemos en la lista de las magnitudes en cinco pasos o escalones iguales, podemos
suponer que una estrella de una magnitud cualquiera es 2,512 veces más brillante que la
estrella de la magnitud inmediatamente superior. La razón de ello es que multiplicando cinco
veces 2,512 por sí mismo, obtenemos como resultado aproximadamente 100 (2,5125 = 100).
Cuando la diferencia de magnitudes entre dos estrellas A y B es mA – mB, podemos calcular la
razón de brillos entre ellas con la siguiente ecuación:
bA/bB = 10 0,4(mB – mA)
Las posiciones aparentes de los astros
Además de las estrellas, en el firmamento había otro objeto que, para la gente de la
antigüedad, tenía mucha más importancia que las simples estrellas y que, por otro lado, era
mucho más fácil de observar: la Luna. Las estrellas son meros puntos luminosos, mientras que
la Luna es una superficie iluminada bastante grande. Las estrellas presentan el mismo aspecto
noche tras noche: la Luna cambia de forma. Unas veces es un círculo luminoso completo, otras
sólo un semicírculo o una delgada raja de luz. Luna sólo hay una, de manera que es mucho
más fácil mirarla y estudiarla que tratar de observar cientos de estrellas. Es mucho más grande
y más brillante que cualquier estrella, y sus cambios de forma resultan fascinantes. Cabría
asegurar que los hombres ya observaban la Luna nocturna antes de prestar una atención muy
detenida a las estrellas.
La Luna parece realizar un circuito completo en el firmamento, empezando cerca del Sol y
retornando de nuevo a él. Mientras lo hace, pasa por todas sus fases: de Luna Nueva a cuarto
creciente, a Luna Llena, a cuarto menguante y a Luna Nueva. El tiempo que emplea la Luna en
describir su círculo completo en el cielo, de Luna Nueva a Luna Nueva, es veintinueve días y
medio. ¿Por qué es importante todo esto? Porque la Luna fue el primer calendario que
tuvieron los seres humanos.
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Los antiguos astrónomos observaron que el Sol se movía también con respecto a las estrellas,
siguiendo alrededor del cielo una trayectoria circular (medida por su posición entre las
estrellas), trayectoria que difería ligeramente de la de la Luna. Las dos sendas se cruzaban en
dos puntos opuestos del firmamento. A la trayectoria del Sol se le denominó “eclíptica”,
porque cuando el Sol y la Luna coincidían simultáneamente en su llegada a uno de los puntos
de cruce, la Luna pasaba por delante del Sol y se producía un eclipse. Como muchas de las
constelaciones que hay a lo largo de la eclíptica tenían nombres de animales, los griegos
llamaron al conjunto de las doce “zodiakos”, que en griego significa “círculo de animales”.
El Sol y la Luna no eran los únicos cuerpos celestes cuyas trayectorias pasaban por las
constelaciones del Zodíaco. Había también cinco objetos brillantes, semejantes a estrellas, que
se desplazaban de una a otra constelación siguiendo trayectorias o sendas más complicadas
que las del Sol y la Luna. Estos cinco cuerpos son: Mercurio, Venus, Marte, Júpiter y Saturno.
Puesto que el Sol, la Luna, Mercurio, Venus, Marte, Júpiter y Saturno se desplazaban todos con
respecto a las estrellas y todos ellos seguía trayectorias que daban la vuelta alrededor del
firmamento, los griegos los denominaron “planetas”, de una palabra de su idioma que
significa “errantes”. Los antiguos astrónomos observaron que cada planeta se movía a una
velocidad diferente contra el fondo de las estrellas fijas. Concluyeron que cuanto más rápido
era el movimiento aparente de un planeta, tanto más cerca de nosotros debía estar.
El Sol y la Luna eran los que tenían los movimientos más simples. Ambos se desplazaban de
Oeste a Este contra las estrellas, día tras día. El Sol describía un círculo completo alrededor del
cielo en unas 52, a este período se le llama “año”. La Luna describía un círculo completo en
unas cuatro semanas, es decir un “mes”. Los otros planetas tenían movimientos más
complicados. La mayor parte del tiempo se movían de Oeste a Este a través del cielo
estrellado, como hacían el Sol y la Luna. Pero en todos los casos llegaba un momento en que
los planetas se movían cada vez más lentamente; luego se detenían por un momento y
empezaban a moverse hacia atrás, de Este a Oeste, durante un tiempo; después se detenían y
empezaban a moverse nuevamente hacia el lado contrario. Este “movimiento hacia atrás” se
llama movimiento retrógrado.
Venus y Mercurio, en su movimiento a través del cielo, nunca se alejaban mucho del Sol y sólo
era posible observarlos al atardecer o al alba. En cambio, Marte, Júpiter y Saturno pueden ser
vistos a cualquier distancia del Sol y se pueden observar a la medianoche.
Imagen compuesta que ilustra el movimiento retrógrado de un planeta exterior.
A la derecha, la explicación de la causa de este movimiento.
Texto extraído de “Alpha Centauro” (Capítulo 1 y 2) y “Marte el planeta rojo” (Capítulo 1), de Isaac Asimov.
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Catálogos estelares
Las estrellas más brillantes del cielo tienen nombres originarios de diversas culturas, como
griega, latina o árabe. El más antiguo catálogo conocido sería el que elaboró Hiparco de Nicea
hacia el año 130 a.C, en el cual registró la posición de 850 estrellas. Se supone que Ptolomeo,
hacia el 150 d.C., utilizó ese catálogo en su publicación del “Almagesto”. En la Edad Media,
los árabes reconocieron las constelaciones de Ptolomeo y dieron nombre a la mayoría de las
estrellas brillantes, por ello muchos nombres comienzan con el artículo árabe “al” (Aldebarán,
Alioth, Algol, Albireo, etc.).
Orión en el Atlas de Bayer
Los catálogos estelares son listados que pueden contener variada
información sobre las estrellas, como las coordenadas, su posición en
la constelación, su brillo aparente, tipo espectral, etc. El catálogo más
antiguo que aún continúa usándose fue publicado por Johan Bayer
en 1603, en su obra “Uranometria”. El sistema de Bayer asigna una
letra griega minúscula, por orden de brillo, a cada estrella de una
constelación. La designación de la estrella se completa con el nombre
latino genitivo de la constelación a la cual pertenece. Por ejemplo, la
estrella más brillante de la Cruz del Sur es α Crucis, la tercera estrella
en brillo en Tauro es
γ Tauri y la segunda estrella en brillo en
Escorpión es β Scorpii.
Como el sistema de Bayer resultó insuficiente para nombrar estrellas de brillo muy débil, John
Flamsteed elaboró otro método de designación estelar. Designa a cada estrella dentro de una
constelación con números correlativos, siguiendo el orden de ascensión recta creciente. La
designación de la estrella se completa con el nombre latino genitivo de la constelación. Así, la
estrella Sirius (Sirio) es α Canis Majoris en el catálogo de Bayer y es 9 Canis Majoris en el de
Flamsteed.
Existe una multitud de catálogos estelares, confeccionados con distintos fines. A manera de
ejemplo, citaremos solo los cuatro de uso más generalizado.
El catálogo Henry Draper (HD) fue compilado por Annie Cannon y sus colaboradores del
Observatorio de Harvard, bajo la supervisión de Pickering. Es una lista de datos estelares
(astrométricos y espectroscópicos) que contiene más de 225.000 estrellas. En 1949, se publicó
una extensión del catálogo (HDE) agregándose 135.000 estrellas más. Sirio es la estrella HD
48.915 del catálogo.
Uno de los catálogos estelares más completos es el del Smithsonian Astrophysical Observatory
(SAO), el cual poseía una lista de 258.997 estrellas en su primera versión, de 1966. Las estrellas
se designan con las letras SAO seguidas de un número, el cual tiene relación con la declinación
de la estrella en cuestión. En este catálogo Sirio es la estrella SAO 151.881.
En 1997, se publicó un catálogo de elevada precisión denominado Hipparcos, procesando los
datos obtenidos por el satélite homónimo de la Agencia Espacial Europea, desde noviembre de
1989 a marzo de 1993. Es una lista de 118.218 estrellas. Posteriormente se elaboró el catálogo
Tycho con más de 1.050.000 estrellas. Ambos catálogos contienen gran cantidad de datos
astrométricos y fotométricos de las estrellas, de su variabilidad de brillo, de estrellas dobles y
múltiples, así como datos astrométricos y fotométricos del Sistema Solar. Sirio es la estrella
HIP 32.349 en el catálogo Hipparcos.
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Las estrellas variables (como las múltiples) se compilan en catálogos específicos. Si la estrella
variable no fue designada en el catálogo de Bayer (como δ Cephei), el sistema para designar
las primeras 334 estrellas variables de una constelación es asignarles la sucesión de letras del
alfabeto latino desde R a Z seguido del nombre genitivo latino de la constelación. Luego se
emplean las letras RR hasta RZ, seguido del nombre de la constelación. Para continuar
designando estrellas variables en una misma constelación, se emplean sucesivamente las
combinaciones SS hasta SZ, TT hasta TZ, hasta usar la combinación ZZ. Para seguir asignando
nombres, se comienza por la combinación AA hasta AZ, luego BB hasta BZ, en lo sucesivo
hasta utilizar la combinación QZ. Las variables que sigan, se designan con la letra V seguida
de un número, a partir del 335 y agregando el nombre latino genitivo de la constelación.
Catálogos de objetos difusos
El Catálogo Messier es una lista de 103 objetos celestes elaborada
por Charles Messier y publicada entre 1774 y 1781. Posteriormente,
otros astrónomos extendieron la lista hasta 110 objetos. Messier era
un “buscador de cometas” y la presencia de objetos difusos fijos en
el cielo le confundía en su tarea. Por ello, elaboró una lista que
contiene nebulosas, cúmulos estelares y galaxias. En este catálogo,
el cúmulo abierto de las Pléyades es M45 y M42 es la nebulosa de
Orión.
La nebulosa de Orión, M42
o NGC 1976
El “Catálogo General de Nebulosas y Cúmulos de Estrellas” (CG) se publicó en 1864 por John
Herschel. Contenía 5.000 astros y luego se publicó una edición complementaria de dicho
catálogo con el nombre de “Catálogo General de 10.300 Estrellas Dobles y Múltiples”. En 1880,
Johan Dreyer elaboró el “Nuevo Catálogo General” (NGC) utilizando numerosas
observaciones realizadas por William Herschel y su hijo John. Contenía 7.840 nebulosas y
galaxias, la totalidad de objetos del cielo profundo conocidos a finales del siglo XIX. Como los
objetos difusos del hemisferio Sur eran menos conocidos que los del Norte, el catálogo tenía
errores que se corrigieron en una edición revisada, conocida como el “Nuevo Catálogo General
Revisado” (RNGC).
El movimiento aparente del cielo
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La observación más elemental que puede hacerse sobre la esfera celeste consiste en reparar en
que se mueve a nuestro alrededor. Siguiendo la posición del Sol, la Luna y las estrellas durante
algún tiempo, es fácil apreciar que el cielo gira a un ritmo uniforme y completa una vuelta en
unas veinticuatro horas. Desde luego, sabemos que se trata de una ilusión: el movimiento
diurno aparente del cielo es en realidad un reflejo de la rotación de la Tierra. La Tierra da
vueltas alrededor de su eje de oeste a este, y por eso el cielo parece girar en sentido opuesto
(movimiento retrógrado) con la misma velocidad.
El firmamento parece girar como un objeto sólido alrededor de los polos celestes, que
permanecen siempre fijos. Todos los objetos que hay en el cielo son arrastrados en este
movimiento y describen a diario, de oriente a occidente, trayectorias aparentes circulares
(círculos menores) paralelas al ecuador celeste.
Para un observador ubicado justo en el polo Norte de la Tierra, en el punto más alto del cielo
(cenit) está el polo celeste Norte. El ecuador celeste coincide con el horizonte del observador.
Con el paso de las horas, la esfera celeste gira alrededor del polo, y los astros visibles describen
trayectorias aparentes paralelas al horizonte. Las estrellas
nunca salen ni se ponen. Una mitad del cielo, justo el
hemisferio celeste Norte, resulta visible siempre desde este
lugar de observación. La otra mitad, el hemisferio celeste
Sur, nunca se puede observar, oculto en todo momento bajo
el horizonte (esquema 1).
Para un observador ubicado en el ecuador terrestre, todos
los astros salen por oriente. Las trayectorias aparentes de los
astros son perpendiculares al horizonte, y con el paso del
tiempo todos se ocultan por occidente. Observando desde el
ecuador todas las estrellas salen y se ocultan cada día.
Significa que a lo largo de un día, todo el firmamento sería
accesible a la observación (esquema 2).
Los observadores en latitudes medias observan que todo el
firmamento rota alrededor del polo celeste visible,
describiendo arcos de circunferencia paralelos al ecuador
celeste (esquema 3).
Las estrellas más cercanas al polo celeste trazan, con el
transcurso del tiempo, circunferencias pequeñas centradas
en el polo celeste y en sentido antihorario en el Norte, y
horario en el Sur. Sus trayectorias aparentes nunca las llevan
a ocultarse bajo el horizonte. Para un observador de latitudes intermedias, las estrellas de las
regiones del cielo más cercanas al polo celeste visible nunca se ocultan. Reciben el nombre de
estrellas circumpolares, o estrellas perpetuamente visibles.
Astros más alejados del polo celeste trazan circunferencias más grandes en el cielo, y sus
trayectorias aparentes acaban intersecando el horizonte. Estas estrellas salen cada día, recorren
la parte visible del firmamento y terminan ocultándose para pasar cierto tiempo ocultas bajo el
horizonte. Reciben el nombre de astros periódicos.
En dirección contraria al polo celeste visible, oculto permanentemente bajo el horizonte, está el
otro polo celeste. Las estrellas próximas al polo celeste oculto, giran a su alrededor pero nunca
salen, trazando pequeñas circunferencias bajo el horizonte. Para poderlas ver es necesario
viajar. Son las estrellas perpetuamente invisibles.
Texto extraído de “Astronomía General” de Galadí-Enríquez y Gutiérrez (pág. 32 a 35)
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