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¿Por qué se producen los eclipses?
Estos fenómenos son debidos a que la sombra de la Luna proyecta su sombra sobre la Tierra o porque la Luna pase por dentro de la sombra de la Tierra. Sabiendo esto, entonces, ¿por qué no ocurren con mayor frecuencia? ¿Por qué no se tapa el Sol en cada luna nueva ni pasa esta por la sombra de la Tierra en cada luna llena?
La respuesta está en la geometría. Estudiando un poco las órbitas de la Tierra y de la Luna descubriremos que el secreto está en que en los cuerpos celestes no se alinean todos los meses. Aunque los planetas del Sistema Solar se mueven prácticamente en el mismo plano, hay pequeñas variaciones, y así le ocurre también a nuestro satélite natural.
El Sol es 400 veces más grande que la Luna, pero está 400 veces más lejos.
Acerca de las órbitas
Las órbitas de la Tierra alrededor del Sol y de la de la Luna alrededor de la Tierra no son circulares, sino elípticas. Por eso la distancia entre nosotros y el astro rey varía entre los 147 y los 152 millones de kilómetros (diferencia del 3%) , y la que tenemos con la Luna entre unos 360 000 y unos 406 000 kilómetros (diferencia del 14%). Esto provoca diferencias apreciables en el tamaño de ambos astros en el cielo, lo que es importante en el caso de los eclipses solares, porque a veces el Sol se verá un poco más grande que la Luna, lo que dará lugar a eclipses anulares, que ocurren salvo cuando la Luna se vea o un poco más pequeña que el Sol.
Más interesante es que la órbita de la Luna está inclinada con respecto a la órbita de la Tierra alrededor del Sol. La Luna no se mueve en torno a nosotros en el mismo plano en el que revolucionamos nosotros en torno al Sol pero, como es lógico, ambos planos se cortan en dos puntos, que se llaman nodos y la línea que los une, línea de nodos. Pues bien, estos fenómenos solamente ocurrirán cuando la Luna pase muy cerca del nodo de su órbita en fase de Luna llena (el nodo de detrás de la Tierra), en nuestra sombra o en Luna nueva (el nodo de delante de la Tierra), proyectando su sombra sobre alguna zona de nuestro planeta.
En resumidas cuentas, mientras que Luna, Tierra y Sol no estén casi perfectamente alineados, no ocurrirá ningún eclipse, lo que solo sucederá cuando la Luna nueva (eclipse solar) o la Luna llena (eclipse lunar) coincidan con la posición de nuestro satélite en uno de los nodos de su órbita con respecto a la de la Tierra alrededor del Sol.
Las órbitas de la Luna y de la Tierra no coinciden en el mismo plano, de modo que solo podrá haber eclipses cuando Sol, Tierra y Luna se encuentren perfectamente alineados.
Los recorridos de la sombra de la Luna sobre la Tierra de todos los eclipses solares que componen el ciclo saros 136. Los eclipses de Luna de este ciclo no aparecen representados.
Un poco de matemáticas
Lo primero que debemos tener en cuenta es que las órbitas de nuestro planeta y de nuestro satélite cabecean lentamente, un efecto que se conoce como precesión y que se debe a la combinación de fuerzas gravitatorias que recibimos del resto de cuerpos del Sistema Solar, especialmente de nuestra estrella. Por este motivo la línea de nodos de la órbita lunar se desplaza suavemente, sufriendo un adelanto. Esta es una circunstancia que se debe tener en cuenta a la hora de predecir estos fenómenos.
Familias de eclipses
Dado de que la velocidad de la Luna en el cielo es superior a la del Sol, y porque la Tierra tiene un tamaño que no es despreciable, estos eventos suelen venir de dos en dos o, a veces, de tres en tres. La sombra de la Tierra tiene un cierto tamaño, que ocupa bastante más de lo que es el nodo nocturno ("el de atrás") de la órbita de la Luna así que puede ocurrir que la Luna pase muy cerca de los dos nodos de su órbita en torno a nosotros dentro del mismo mes lunar. Por este motivo a todo eclipse lunar lo acompaña un eclipse solar, y viceversa.
A estos agrupamientos de eclipses los llamamos familias de eclipses y todos los años se producen entre dos y tres de ellas. La geometría es generosa y no es absolutamente necesario que la alineación sea perfecta, gracias a los tamaños de los astros implicados, por lo que cada dos siglos aproximadamente puede ocurrir que haya tres estaciones en un año en lugar de solamente dos.
Ciclo de saros
Este concepto es bastante más complicado de entender. Como señala el físico Dositeo Vega, resulta que las fases lunares se repiten cada 29,5306 días (mes sinódico), la Luna pasa por el mismo nodo cada 27,2122 días (mes draconítico) y el Sol tarda 346,6200 días en estar en línea con un nodo lunar (dos familias de eclipses). Si se calcula el mínimo común múltiplo de estas cantidades, resulta una cifra muy cercana, pero no exactamente igual a 6585,35 días, que son 18 años, 11 días y 8 horas.
Esta regularidad es más fácil de apreciar con los eclipses lunares porque cuando ocurren son mucho más fáciles de observar, siempre que la Luna esté visible en el cielo. Pero con los de Sol no es tan fácil. Esas 8 horas de más que hay al final de cada ciclo, entre uno del ciclo y el siguiente, provoca que la Tierra haya girado un tercio de su rotación, por lo que los dos fenómenos consecutivos del ciclo ocurrirán en lugares completamente diferentes de nuestro planeta. Pero, curiosamente, cada 3 saros, volveremos a tener el fenómeno casi en el mismo sitio de la Tierra (54 años y 33 días, restando lo que corresponda a los años bisiestos.
Además, como sobran 11 días y 8 horas a los 18 años del ciclo saros, van ocurriendo cada vez un poco más tarde lo que conlleva que el año terrestre habrá avanzado un poquito cada vez. Este efecto, acumulado al cabo de los siglos, irá provocando que los ciclos tengan un comienzo y un final, ya que la sombra lunar terminará por no proyectarse sobre la Tierra o, lo que es lo mismo, que la Luna dejará de pasar por ninguno de sus nodos en esta especia de carambola celeste.
Pero no hay por qué preocuparse, porque van empezando nuevos ciclos de saros según van terminando otros.
Aspecto parcial de una tabla que muestra el ciclo de saros de los eclipses. (Fred Spenak).
Caldeos, mayas, mexica, chinos e indios
Beroso el caldeo (siglos IV - III a. de C.), responsable de la llegada de la astrología a la antigua Grecia, parece ser la primera persona que habla de que los eclipses se repiten con una cierta periodicidad. Beroso heredó los conocimientos acumulados por los astrólogos babilonios (conocidos como "los caldeos") quienes, desde el año 721 a. de C. habían estado registrando datos sobre todos los eclipses que veían. Así descubrieron una regularidad, una repetición de eclipses con las mismas características, que sabemos ahora que sucede casi exactamente cada 18 años, 11 días y 8 horas.
Otras antiguas culturas fueron capaces de desarrollar por su cuenta la ciencia que predice estos fenómenos, como los mayas y los mexica en Mesoamérica, además de los chinos y los indios en Asia.
Consejos para observar con seguridad
Teniendo en cuenta que la fase de totalidad se puede ver sin protección, pero SOLAMENTE EN LO QUE DURE EXACTAMENTE LA FASE DE TOTALIDAD, habrá que tener en cuenta las siguientes precauciones para disfrutar de este fenómeno con la máxima seguridad para nuestros ojos.
Durante la fase parcial o si es solamente anular
- NUNCA debes mirarlo directamente ni reflejado sobre la superfície de cualquier material. Hay peligro serio de perder la vista.
- No debes utilizar filtros no apropiados o de baja calidad. Especialmente son dañinos:
- Cristales ahumados. No absorben las radiaciones más dañinas.
- Radiografías. Tampoco absorben las radiaciones más dañinas.
- Disquetes, CDs, envoltorios aluminizados. No absorben las radiaciones.
- Filtros en el ocular de un telescopio (pueden explotar por el calor concentrado). Ten cuidado porque muchos fabricantes de telescopios los venden.
Si tienes un telescopio
- Emplea el método de proyección, como se ve en la imagen adjunta. Tapa siempre la entrada del objetivo para diafragmar la luz. Todos los telescopios suelen incluir una tapa que deja pasar sólo un 10% de la luz solar. DEBEN DIAFRAGMARSE TAMBIÉN LOS PRISMÁTICOS.
- Utiliza filtros que se instalen delante del objetivo del telescopio.
- Utiliza telescopios solares de fabricación específica que incorporan filtros especiales internamente.
- Deben comprarse siempre primeras marcas, tanto en los filtros como en los telescopios. Leerse las instrucciones de montaje con gran atención es fundamental.
Si no tienes telescopio
- Emplea el método del agujero de alfiler. Mira la proyección de la luz solar sobre el suelo o sobre una superficie de color claro o blanca que esté en sombra.
- Puedes construir un tuboscopio, un visor con un caja de cartón con una pequeña ventana para mirar la proyección dentro de la caja, y con el otro extremo cubierto por papel de aluminio agujereado por un alfiler.
- Utiliza gafas homologadas que absorban el 100% de la radiación ultravioleta. Si solo absorben el 99%, tus ojos podrían sufrir un daño irreparable e, incluso, la ceguera.
- Los filtros de soldador del calibre número 14 son apropiados, simpre que lleven la especificación impresa en un lugar bien visible.
- Y si dudas, pregunta siempre a un experto.
- Y poco más, no hagas experimentos, por favor…
Observando la fotosfera del Sol sobre una pantalla de proyección.