La esfera celeste

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La esfera celeste

Cuando miramos el cielo por la noche, nos parece que estamos en el interior de una enorme esfera de radio arbitrario, con el centro en la Tierra y las estrellas sobre la superficie de esta esfera, todas ellas a la misma distancia de nosotros.

Además, si observamos durante un rato, nos da la sensación de que toda esta esfera está girando alrededor nuestro, alrededor de un eje de rotación que pasa por su centro, esto es, por la Tierra.

Pero como bien sabemos esto no es así. Las estrellas están esparcidas por el espacio a distancias enormes de nosotros y entre ellas. Además, no gira nada en torno a nosotros, la sensación es debida a la rotación de la Tierra alrededor de su eje de rotación. Pero para muchos problemas astronómicos, como la localización de cualquier astro, esta falsa apariencia la consideramos válida y a esta esfera de radio arbitrario con centro en la Tierra se le llama esfera celeste.

La prolongación por ambos lados del eje de rotación terrestre es el llamado eje del mundo y su intersecciones con la esfera celeste son los polos celestes, el Polo Norte Celeste (que coincide con la estrella Polar) y el Polo Sur Celeste. La proyección del ecuador terrestre sobre la esfera celeste es el ecuador celeste.

Todos los astros se mueven, pero nosotros solamente percibimos el movimiento de los cuerpos del Sistema Solar, ya que están muy cerca. El resto de astros están tan lejos que su movimiento nos pasa inadvertido, es inapreciable a nuestra escala. Esto hace que nos parezca que, excepto los cuerpos del Sistema Solar, el resto de astros siempre ocupen la misma posición en la superficie de la esfera celeste. A escala humana esto es así, pero el cielo va cambiando a lo largo del tiempo porque los astros se mueven y, el mapa del cielo dentro de 100000 años, será ligeramente diferente de como es ahora.

De la misma manera que en la esfera terrestre existen paralelos y meridianos, de forma que podemos ubicar y localizar cualquier punto de dicha esfera mediante sus coordenadas, en la esfera celeste también hay unas líneas (paralelos y meridianos celestes) que nos permiten ubicar y localizar cualquier astro en la esfera mediante sus coordenadas.

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Elementos de la esfera celeste

Como en la esfera terrestre, en la celeste existen otros elementos además de los paralelos y meridianos:

  • Eje del mundo: es la prolongación en la esfera celeste del eje de rotación de la Tierra. La intersección con la esfera celeste son los polos celestes. En torno a este eje “giraría” la esfera celeste.
  • Ecuador celeste: es la proyección del ecuador terrestre en la esfera celeste. Como en la Tierra, divide la esfera celeste en el Hemisferio Norte y el Hemisferio Sur.
  • Cenit: es el punto de la esfera celeste situado justamente por encima del observador terrestre.
  • Nadir: es el punto de la esfera celeste situado justamente por debajo del observador. Es opuesto diametralmente al cenit.
  • Vertical del lugar: es la dirección de la gravedad en el lugar del observador. Corta la esfera celeste en el cenit y el nadir.
  • Paralelo celeste: son los círculos menores paralelos al ecuador celeste (como los paralelos terrestres).
  • Meridiano celeste: es el círculo máximo que pasa por los polos (como los meridianos terrestres). El meridiano que pasa por el cenit del observador se llama meridiano del lugar.
  • Horizonte: es el círculo máximo perpendicular a la vertical del lugar. Para cada lugar, divide la esfera celeste en dos hemisferios, el visible o superior y el invisible o inferior.

Además de estos elementos, de la misma manera que en la Tierra existe un origen de coordenadas (la intersección del ecuador con el meridiano de Greenwich o meridiano cero) con latitud y longitud cero, en la esfera celeste también ha de haber un origen de coordenadas. Como en la Tierra, el paralelo cero no tiene problema, es el ecuador celeste; pero, como también en la Tierra, se tiene que elegir un meridiano como meridiano cero.

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La esfera celeste y la eclíptica

Para definirlo, hemos de tener en cuenta otros elementos de la esfera celeste: en primer lugar tenemos la  eclíptica, esto es, la trayectoria aparente del Sol en la esfera celeste. La eclíptica es un círculo máximo que forma un ángulo de 23º27′ con el ecuador celeste, lo que hace que ambos círculos interseccionen en dos puntos, el Punto Aries o Punto Vernal, que coincide con el equinoccio de primavera, y el Punto Libra, que coincide con el equinoccio de otoño.

Hace 2000 años, cuando se dieron nombre a las constelaciones por las que pasaba el Sol a lo largo del año (constelaciones del Zodiaco), Aries era la constelación del cielo por donde pasaba el Sol el 21 de marzo (equinoccio de primavera); pero como consecuencia de la precesión de los equinoccios, hoy día hay un desfase de unos 30º, por lo que el Sol ya no pasa por Aries sino por Piscis el 21 de marzo. De la misma manera, Libra era la constelación por la que pasaba el Sol en el equinoccio de otoño, pero hoy día es Virgo. A pesar de este desfase, se han conservado los nombres por comodidad.

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Coordenadas celestes

Volviendo al meridiano celeste cero, se ha cogido como tal el meridiano que pasa por el Punto Aries, denominado círculo de los equinoccios.

El sistema de coordenadas que se utiliza en la esfera celeste es muy parecido al utilizado en la esfera terrestre; se trata de un sistema de coordenadas esféricas donde cada objeto del cielo queda localizado por dos coordenadas:

  • Ascensión recta (AR): es el arco de ecuador celeste medido en sentido antihorario (directo) desde el Punto Aries (ascensión recta cero) hasta el círculo horario del astro (meridiano celeste que pasa por el astro). Se mide en horas, minutos y segundos, desde las 0 horas (Punto Aries) hasta las 24 horas (Punto Aries de nuevo tras haber dado toda la vuelta al ecuador) y sería el equivalente a la longitud terrestre.
  • Declinación (Dec): es el arco del círculo horario del astro entre el ecuador y el astro a observar. Se mide en grados sexagesimales, desde 0º (al ecuador) hasta +90º (al Polo Norte) o -90º (al Polo Sur) y sería el equivalente a la latitud terrestre.

Estas coordenadas son universales, pues no dependen ni del lugar ni del instante de la observación. Así por ejemplo, las coordenadas de la galaxia de Andrómeda (M31) son AR: 0h 42m 44s y Dec: +41º16′, tanto en España como en Nueva Zelanda.

 

 

Acerca de José Luis Martínez Martínez

Profesor de matemáticas de ESO y Bachillerato
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4 respuestas a La esfera celeste

  1. LLUIS ALDEGUER CARB0 dijo:

    Gracias Jose Luis, una explicacion muy clara.

    Le gusta a 1 persona

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  3. Pingback: El movimiento aparente del Sol | Astronomía para todos

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