Elaborado por Materia para OpenMind Recomendado por Materia
7
Inicio Eclipses para iluminar la ciencia
03 junio 2021

Eclipses para iluminar la ciencia

Tiempo estimado de lectura Tiempo 7 de lectura

Los eclipses totales de Sol son una oportunidad √ļnica para estudiar la estrella, y tambi√©n nuestro planeta, bajo unas condiciones muy particulares. Por eso a lo largo de la historia estos eventos han permitido importantes avances cient√≠ficos. Repasemos algunos de los descubrimientos que nos han dado los eclipses.

Los primeros eclipses solares registrados

Existen referencias hist√≥ricas a los eclipses solares desde m√°s de 2.000 a√Īos antes de nuestra era, en China, Babilonia y Egipto. Una leyenda citada a menudo, de veracidad incierta, habla de dos astr√≥nomos chinos llamados Hi y Ho que habr√≠an sido ejecutados por el emperador tras emborracharse y haber fallado en la predicci√≥n de un eclipse, que pudo tener lugar en el a√Īo 2136 o quiz√° en el 2159 a.C.¬†

El primer eclipse solar documentado por escrito ocurri√≥ en la ciudad portuaria de Ugarit, la actual Ras Shamra de Siria, un eclipse total que oscureci√≥ el cielo diurno durante dos minutos y siete segundos. Lo sabemos gracias a los c√°lculos modernos y porque los historiadores de la √©poca recogieron estos datos, describiendo que ‚Äúel Sol se hab√≠a escondido avergonzado‚ÄĚ, en una tablilla de arcilla descubierta en 1948 durante una excavaci√≥n arqueol√≥gica. Aunque los primeros c√°lculos fecharon este eclipse en el 3 de mayo de 1375 a.C., un estudio posterior corrigi√≥ la fecha al 5 de marzo de 1223 a.C.


V√≠deo: ¬Ņc√≥mo se produce un eclipse solar? / Cr√©dito: TED-Ed

Posteriormente aparecen registros de otros eclipses solares, algunos de los cuales tuvieron importancia hist√≥rica. El llamado eclipse de Mursili tuvo lugar, seg√ļn los textos antiguos, en el d√©cimo a√Īo del reinado de Mursili II en el imperio hitita, lo cual ha ayudado a trazar las cronolog√≠as del Oriente Pr√≥ximo. El problema es que, dada la frecuencia de los eclipses, existen discrepancias sobre si este evento concreto corresponde al eclipse anular del 13 de marzo de 1335 a.C., o al eclipse total del 24 de junio de 1312 a.C., o bien a otras dos posibles fechas. M√°s precisa parece la cronolog√≠a facilitada por el eclipse asirio, asignado al 15 de junio de 763 a.C. El eclipse de Tales, llamado as√≠ porque seg√ļn Herodoto fue pronosticado por el fil√≥sofo de Mileto y que tuvo lugar el 28 de mayo de 585 a.C., interrumpi√≥ una batalla entre los medos y los lidios, que llegaron a un armisticio al interpretar el suceso como una profec√≠a.

Si bien el de Tales a veces se cita como el primer eclipse previsto con anticipaci√≥n, algunos estudiosos cuestionan la veracidad de la predicci√≥n. Se cree que los babilonios eran capaces de predecir bastante bien las fechas de los eclipses, aunque les atribu√≠an un origen divino. En la antigua China, era un drag√≥n el que devoraba el Sol, y las gentes sal√≠an al exterior golpeando pucheros para ahuyentar a la bestia. Tanto los babilonios como m√°s tarde los antiguos griegos usaron el llamado ciclo de Saros para predecir eclipses. Si la Luna orbitara en el mismo plano en que la Tierra orbita alrededor del Sol, ver√≠amos un eclipse total todos los meses. Sin embargo, la Luna est√° inclinada respecto a ese plano, por lo que los eclipses son fen√≥menos raros que se repiten en ciclos de 18 a√Īos, 11 d√≠as y 8 horas, lo que se llama un ciclo de Saros. Cada ciclo contiene 84 eclipses: 42 solares (entre totales, anulares y parciales) y 42 lunares. Los datos sobre los eclipses hist√≥ricos han servido a los cient√≠ficos para conocer las variaciones a largo plazo en los movimientos del sistema Tierra-Luna, mientras que a su vez los c√°lculos actuales m√°s precisos tambi√©n han permitido fechar algunos de estos sucesos ocurridos en la antig√ľedad.

C√°lculo de la distancia de la Tierra a la Luna

Los c√°lculos de Aristarco de Samos, primero, y los de Hiparco de Nicea, despu√©s, realizados gracias a las observaciones durante los eclipses, permitieron estimar por primera vez la distancia de la Tierra a la Luna en el a√Īo 150 a.C.

Los antiguos griegos dedujeron que la Luna se encontraba m√°s cerca de la Tierra que el Sol porque pasaba por delante de √©l cada vez que hab√≠a un eclipse. Adem√°s hab√≠an conseguido calcular (hoy sabemos que con bastante exactitud) la forma y dimensiones de la Tierra. A partir de ah√≠, Hiparco, usando un m√©todo ideado por Aristarco unos 120 a√Īos antes, calcul√≥ que la Luna estaba a 379.000 kil√≥metros de distancia. Una estimaci√≥n muy buena, ya que la distancia media real de la Luna a la Tierra seg√ļn los c√°lculos actuales es de 384.000 kil√≥metros.

La ciencia de los eclipses solares

Aunque los antiguos chinos, griegos y bizantinos intentaron describir y explicar los eclipses solares y sus características, no fue hasta principios del siglo XVII cuando el astrónomo alemán Johannes Kepler dio con la forma cuantitativa y geométrica del Sistema Solar. Gracias a las famosas tres leyes de Kepler, que definen los movimientos de los planetas, pudo darse una explicación más detallada de los eclipses.

Composici√≥n de las diferentes fases del eclipse anular del 1 de septiembre de 2016, visto desde L’√Čtang-Sal√© (isla de Reuni√≥n). Cr√©dito: Scoolasse

Cuatrocientas veces m√°s cercana a la Tierra que el Sol, la Luna adem√°s es cuatrocientas veces m√°s peque√Īa que nuestra estrella, una casualidad astron√≥mica que hace que el tama√Īo aparente del Sol y la Luna vistos desde la Tierra sea similar, lo que permite que haya eclipses totales de Sol. Un fen√≥meno que ocurre cuando los centros del Sol, la Luna y la Tierra se alinean; entonces la luz ambiente se debilita en pleno d√≠a, la temperatura desciende y tiene lugar uno de los m√°s impactantes espect√°culos de la naturaleza. Minutos antes de ese momento, el Sol empieza a desaparecer poco a poco tapado por el paso de nuestro sat√©lite.

Más de un siglo después de los hallazgos de Kepler, el astrónomo inglés Edmund Halley (conocido por el cometa que lleva su nombre) predijo con bastante exactitud la hora y la trayectoria del eclipse solar del 3 de mayo de 1715. Sus cálculos sólo se desviaron 4 minutos y 30 kilómetros del eclipse tal como ocurrió en realidad.

El eclipse que demostró la teoría de la relatividad de Einstein

Quiz√°s el eclipse m√°s famoso de todos los tiempos es el que tuvo lugar el 29 de mayo de 1919, porque confirm√≥ la teor√≠a de la relatividad general del f√≠sico alem√°n Albert Einstein. Seg√ļn esta teor√≠a, los rayos de luz que pasan cerca del Sol deben desviarse ligeramente, porque el campo gravitatorio del Sol hace curvar la luz. De ser as√≠, este efecto s√≥lo podr√≠a observarse experimentalmente durante los eclipses, ya que de lo contrario el brillo del Sol no permite ver las estrellas afectadas.

Eclipse total de Sol en Francia (1999). La Luna deja ver protuberancias solares (en rojo) y filamentos de la corona (en blanco). Crédito: Luc Viatour

Durante el eclipse de 1919, se compararon las posiciones reales y aparentes de unas trece estrellas de la constelaci√≥n de Tauro. La conclusi√≥n fue contundente: el an√°lisis de las medidas obtenidas de los rayos de luz confirmaba la desviaci√≥n de la luz por la influencia del campo gravitatorio solar, tal y como predec√≠a la teor√≠a de Einstein. Se verificaba una de las predicciones te√≥ricas m√°s importantes que se hayan hecho en la historia de la ciencia, y tan s√≥lo cuatro a√Īos despu√©s de haberse formulado.

Lo que nos han ense√Īado los eclipses

El astr√≥nomo brit√°nico Francis Baily describi√≥, durante el eclipse total de Sol de 1836, una cadena de puntos brillantes de luz que aparec√≠an alrededor de la Luna en los momentos anteriores y posteriores al m√°ximo del eclipse. Las llamadas perlas de Baily son resplandores producidos por la luz solar que brilla a trav√©s de los espacios entre las monta√Īas lunares. Cronometrar y observar los momentos del contacto de las primeras y √ļltimas perlas permite reconstruir con precisi√≥n el perfil de la Luna. El momento en que solo se ve una perla de Baily se conoce como anillo de diamante, una de las estampas m√°s fascinantes de un eclipse.

Otro eclipse solar también es el responsable del descubrimiento del elemento químico helio. La primera evidencia del segundo elemento más abundante del universo la descubrió el astrónomo francés Jules Janssen, al observar la corona solar durante el eclipse total del 16 de agosto de 1868.

El 21 de agosto de 2017 se produjo un eclipse solar total que alcanzó gran repercusión en los medios, debido a que su camino de totalidad cruzó toda la masa continental de EEUU desde la costa oeste a la este, algo que no sucedía desde 1918. Esto lo convirtió, probablemente, en uno de los eclipses más observados y estudiados de la historia, no solo desde la Tierra, sino también desde aviones, globos a gran altura, satélites y la Estación Espacial Internacional.

Con este motivo, fueron muy numerosas las investigaciones cient√≠ficas que el eclipse facilit√≥. La NASA financi√≥ 11 estudios, seis de los cuales se centraban en la corona solar, la parte m√°s externa de su atm√≥sfera que, parad√≥jicamente, est√° mucho m√°s caliente que la superficie del astro. Entre estos proyectos, un equipo del Centro Goddard de la NASA prob√≥ una nueva c√°mara capaz de captar simult√°neamente m√ļltiples longitudes de onda de la luz polarizada de la corona, sin necesidad de cambiar de filtros durante el proceso, como hacen las sondas espaciales que estudian el Sol. El ensayo sirvi√≥ para adaptar el instrumento a un experimento a bordo de un globo en 2019, y en el futuro se espera aplicarlo tambi√©n a las misiones espaciales.

Recorrido sobre América del Norte del eclipse solar del 21 de agosto de 2017, uno de los más estudiados de la historia. Crédito: ASA/Goddard/SVS/Ernie Wright

También la corona solar fue el objeto de las observaciones desde dos reactores que siguieron el eclipse a lo largo de su recorrido, y cuyos datos se están analizando para ofrecer nuevos hallazgos sobre las tormentas solares y la dinámica de la atmósfera solar. La concurrencia de una eyección de masa coronal durante el eclipse también ha permitido estudiar cómo estos fenómenos influyen en los cambios en la temperatura de la corona. Los datos están sirviendo además para alimentar estudios sobre los cambios en la forma del campo magnético del Sol, lo que ayuda a entender sus ciclos de actividad que afectan a la vida terrestre.

Por otra parte, las observaciones cient√≠ficas tomadas durante el eclipse tambi√©n son de enorme utilidad para los investigadores que estudian la atm√≥sfera terrestre, ya que un eclipse es una s√ļbita ruptura del ciclo de d√≠a-noche que altera el comportamiento de la ionosfera, la capa el√©ctricamente cargada cuyos cambios afectan a las comunicaciones y la navegaci√≥n. Gracias al eclipse de 2017, los cient√≠ficos han podido documentar cambios en la ionosfera hasta a 1.000 kil√≥metros del camino de totalidad, debidos a ondas similares a las que produce un barco en el agua. Los datos han revelado que la velocidad y la direcci√≥n del viento afectan tambi√©n a los cambios en la ionosfera provocados por el eclipse.

Por √ļltimo, el estudio del clima es otro de los campos que se han beneficiado del eclipse de 2017: midiendo la reducci√≥n de la luz debida al fen√≥meno, los cient√≠ficos mejoran sus modelos sobre c√≥mo las nubes afectan a la radiaci√≥n solar que absorbe y refleja la Tierra, lo cual influye en el clima y sus cambios.

¬ŅCu√°ndo habr√° un eclipse?

Los cálculos de los movimientos de los astros permiten no solo predecir, sino incluso simular por anticipado los eclipses solares con un increíble nivel de detalle, y en internet podemos encontrar esta información. La web timeanddate.com ofrece no solo la lista de los próximos eclipses, sino que también nos dibuja sus recorridos sobre el mapa del mundo para que podamos comprobar si alguno va a observarse desde nuestra región. Accediendo a cada uno de ellos podemos consultar todos los detalles e incluso ver una simulación de cómo aparecerá en nuestro cielo.  

Javier Yanes  y Bibiana García

Publicaciones relacionadas

Comentarios sobre esta publicación

Escribe un comentario aquí…* (Máximo de 500 palabras)
El comentario no puede estar vacío
*Tu comentario ser√° revisado antes de ser publicado
La comprobación captcha debe estar aprobada