Los eclipses totales de Sol son una oportunidad única para estudiar la estrella, y también nuestro planeta, bajo unas condiciones muy particulares. Por eso a lo largo de la historia estos eventos han permitido importantes avances científicos. Repasemos algunos de los descubrimientos que nos han dado los eclipses.
Los primeros eclipses solares registrados
Existen referencias históricas a los eclipses solares desde más de 2.000 años antes de nuestra era, en China, Babilonia y Egipto. Una leyenda citada a menudo, de veracidad incierta, habla de dos astrónomos chinos llamados Hi y Ho que habrían sido ejecutados por el emperador tras emborracharse y haber fallado en la predicción de un eclipse, que pudo tener lugar en el año 2136 o quizá en el 2159 a.C.
El primer eclipse solar documentado por escrito ocurrió en la ciudad portuaria de Ugarit, la actual Ras Shamra de Siria, un eclipse total que oscureció el cielo diurno durante dos minutos y siete segundos. Lo sabemos gracias a los cálculos modernos y porque los historiadores de la época recogieron estos datos, describiendo que “el Sol se había escondido avergonzado”, en una tablilla de arcilla descubierta en 1948 durante una excavación arqueológica. Aunque los primeros cálculos fecharon este eclipse en el 3 de mayo de 1375 a.C., un estudio posterior corrigió la fecha al 5 de marzo de 1223 a.C.
Vídeo: ¿cómo se produce un eclipse solar? / Crédito: TED-Ed
Posteriormente aparecen registros de otros eclipses solares, algunos de los cuales tuvieron importancia histórica. El llamado eclipse de Mursili tuvo lugar, según los textos antiguos, en el décimo año del reinado de Mursili II en el imperio hitita, lo cual ha ayudado a trazar las cronologías del Oriente Próximo. 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. Más precisa parece la cronología facilitada por el eclipse asirio, asignado al 15 de junio de 763 a.C. El eclipse de Tales, llamado así porque según Herodoto fue pronosticado por el filósofo de Mileto y que tuvo lugar el 28 de mayo de 585 a.C., interrumpió una batalla entre los medos y los lidios, que llegaron a un armisticio al interpretar el suceso como una profecía.
Si bien el de Tales a veces se cita como el primer eclipse previsto con anticipación, algunos estudiosos cuestionan la veracidad de la predicción. Se cree que los babilonios eran capaces de predecir bastante bien las fechas de los eclipses, aunque les atribuían un origen divino. En la antigua China, era un dragón el que devoraba el Sol, y las gentes salían al exterior golpeando pucheros para ahuyentar a la bestia. Tanto los babilonios como más 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, veríamos un eclipse total todos los meses. Sin embargo, la Luna está inclinada respecto a ese plano, por lo que los eclipses son fenómenos raros que se repiten en ciclos de 18 años, 11 días 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 históricos han servido a los científicos para conocer las variaciones a largo plazo en los movimientos del sistema Tierra-Luna, mientras que a su vez los cálculos actuales más precisos también han permitido fechar algunos de estos sucesos ocurridos en la antigüedad.
Cálculo de la distancia de la Tierra a la Luna
Los cálculos de Aristarco de Samos, primero, y los de Hiparco de Nicea, después, realizados gracias a las observaciones durante los eclipses, permitieron estimar por primera vez la distancia de la Tierra a la Luna en el año 150 a.C.
Los antiguos griegos dedujeron que la Luna se encontraba más cerca de la Tierra que el Sol porque pasaba por delante de él cada vez que había un eclipse. Además habían conseguido calcular (hoy sabemos que con bastante exactitud) la forma y dimensiones de la Tierra. A partir de ahí, Hiparco, usando un método ideado por Aristarco unos 120 años antes, calculó que la Luna estaba a 379.000 kilómetros de distancia. Una estimación muy buena, ya que la distancia media real de la Luna a la Tierra según los cálculos actuales es de 384.000 kilómetros.
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.
Cuatrocientas veces más cercana a la Tierra que el Sol, la Luna además es cuatrocientas veces más pequeña que nuestra estrella, una casualidad astronómica que hace que el tamaño aparente del Sol y la Luna vistos desde la Tierra sea similar, lo que permite que haya eclipses totales de Sol. Un fenómeno que ocurre cuando los centros del Sol, la Luna y la Tierra se alinean; entonces la luz ambiente se debilita en pleno día, la temperatura desciende y tiene lugar uno de los más impactantes espectáculos de la naturaleza. Minutos antes de ese momento, el Sol empieza a desaparecer poco a poco tapado por el paso de nuestro satélite.
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
Quizás el eclipse más famoso de todos los tiempos es el que tuvo lugar el 29 de mayo de 1919, porque confirmó la teoría de la relatividad general del físico alemán Albert Einstein. Según esta teoría, los rayos de luz que pasan cerca del Sol deben desviarse ligeramente, porque el campo gravitatorio del Sol hace curvar la luz. De ser así, este efecto sólo podría observarse experimentalmente durante los eclipses, ya que de lo contrario el brillo del Sol no permite ver las estrellas afectadas.
Durante el eclipse de 1919, se compararon las posiciones reales y aparentes de unas trece estrellas de la constelación de Tauro. La conclusión fue contundente: el análisis de las medidas obtenidas de los rayos de luz confirmaba la desviación de la luz por la influencia del campo gravitatorio solar, tal y como predecía la teoría de Einstein. Se verificaba una de las predicciones teóricas más importantes que se hayan hecho en la historia de la ciencia, y tan sólo cuatro años después de haberse formulado.
Lo que nos han enseñado los eclipses
El astrónomo británico Francis Baily describió, durante el eclipse total de Sol de 1836, una cadena de puntos brillantes de luz que aparecían alrededor de la Luna en los momentos anteriores y posteriores al máximo del eclipse. Las llamadas perlas de Baily son resplandores producidos por la luz solar que brilla a través de los espacios entre las montañas lunares. Cronometrar y observar los momentos del contacto de las primeras y últimas perlas permite reconstruir con precisión 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 más 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 científicas que el eclipse facilitó. La NASA financió 11 estudios, seis de los cuales se centraban en la corona solar, la parte más externa de su atmósfera que, paradójicamente, está mucho más caliente que la superficie del astro. Entre estos proyectos, un equipo del Centro Goddard de la NASA probó una nueva cámara capaz de captar simultáneamente múltiples 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 sirvió para adaptar el instrumento a un experimento a bordo de un globo en 2019, y en el futuro se espera aplicarlo también a las misiones espaciales.
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 científicas tomadas durante el eclipse también son de enorme utilidad para los investigadores que estudian la atmósfera terrestre, ya que un eclipse es una súbita ruptura del ciclo de día-noche que altera el comportamiento de la ionosfera, la capa eléctricamente cargada cuyos cambios afectan a las comunicaciones y la navegación. Gracias al eclipse de 2017, los científicos han podido documentar cambios en la ionosfera hasta a 1.000 kilómetros 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 dirección del viento afectan también a los cambios en la ionosfera provocados por el eclipse.
Por último, el estudio del clima es otro de los campos que se han beneficiado del eclipse de 2017: midiendo la reducción de la luz debida al fenómeno, los científicos mejoran sus modelos sobre cómo las nubes afectan a la radiación solar que absorbe y refleja la Tierra, lo cual influye en el clima y sus cambios.
¿Cuándo habrá 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.
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