8.4 Eclipses de Sol
En cualquier momento la Luna, iluminada por el Sol, produce un cono de sombra y uno de penumbra. Desde un punto cualquiera dentro del cono de sombra no se ve nada del Sol pues todos sus rayos quedan obstaculizados. En cambio desde el interior del cono de penumbra no resultan bloqueados todos los rayos solares, pero sí algunos; desde allí será visible solo una parte del Sol.
En los eclipses de Sol, el cono de sombra provocado por la Luna tiene su vértice aproximadamente en la superficie de la Tierra. Desde dentro del cono de sombra no se ve nada del Sol, mientras que desde el cono de penumbra se ve parte de él. Por eso la zona de la Tierra (el mínimo círculo negro) desde la que se ve un eclipse total es muy pequeña, en el mejor de los casos unos 250 km de diámetro, mientras que se puede ver un eclipse parcial desde muchos más lugares (toda la zona gris de la superficie terrestre).
La magnífica foto siguiente, tomada desde el espacio, muestra la zona, aproximadamente circular, donde se estaba viendo total el eclipse del 20 de marzo de 2015.
Pero debido a la rotación de la Tierra y a los movimientos combinados del Sol y de la Luna, esa pequeña zona donde el eclipse total es visible se va desplazando a lo largo de las horas, de forma que tendremos una banda (estrecha, eso sí) de la superficie terrestre en la cual se podrá observar la totalidad.
Para cada eclipse los profesionales elaboran unos mapas con toda la información. En este, para el 3 de noviembre de 2013, la línea amarilla es la banda desde la cual será visible la totalidad del eclipse (atraviesa el Atlántico y casi toda África ecuatorial); la banda mucho más ancha que llega hasta España es la zona en la que el eclipse se verá como parcial.
Como las distancias de la Tierra a la Luna y al Sol varían ligeramente, dado que las órbitas son siempre elipses con el cuerpo central (el Sol o la Tierra) algo desplazado hasta la posición de un foco, el cono de sombra causado por la Luna puede ser un poco más largo o un poco más corto. Si es un poco más largo (cuando la Luna esté muy cerca o el Sol muy lejos), la región desde la que puede verse el eclipse total es más grande (y durará más). Si es un poco más corto y su vértice no llega a la Tierra (figura 8.20), desde los puntos terrestres situados inmediatamente debajo del vértice se verá un eclipse anular.
Estas fotos (figura 8.21), tomadas desde Madrid, muestran los momentos centrales del eclipse anular del 3 de octubre de 2005, cuya banda de visibilidad (figura 8.22) cruzó España.
El que un eclipse sea total, anular o parcial, así como su duración, depende esencialmente de dos factores:
- Los tamaños aparentes del Sol y de la Luna vistos desde la Tierra, que oscilan ligeramente en función de las distancias TL y TS. El diámetro aparente del primero varía entre 31’ 28” y 32’ 32”, mientras que el de la Luna oscila entre 29’ 23” (cuando está más lejos) y un máximo de 33’ 32”, mostrando mayor variación al ser su órbita más excéntrica.
- La posición del Sol en el instante en que la Luna alcanza el nodo de su órbita.
La figura 8.23 muestra la secuencia de un eclipse total de Sol. La línea horizontal amarilla es la eclíptica por la que avanza el Sol y la roja es la órbita lunar. Tanto el Sol como la Luna avanzan de derecha a izquierda (de Oeste a Este), pero el primero lo hace muy lentamente; prácticamente podemos considerar que está quieto. Prescindimos totalmente del movimiento de rotación y nos fijamos como referencia en el nodo lunar, el punto de intersección entre la eclíptica y la órbita lunar, en este caso el ascendente.
Aquí ambos astros coinciden a las 12:00 justo en el nodo y el tamaño aparente de la Luna es un poco mayor que el del Sol con lo que se produce eclipse total.
En cambio, si el diámetro aparente de la Luna fuera algo menor tendríamos un eclipse anular:
Sin embargo si no coinciden ambos en el nodo a la misma hora el eclipse solo será parcial:
En esta última simulación (figura 8.25) la Luna pasa por el nodo a las 12:00, como en los ejemplos anteriores, pero el Sol a esa hora no está allí sino un poco a la derecha; coinciden hacia las 11:30, pero fuera del nodo con lo que la Luna no oculta totalmente al Sol.
Ejercicio 8.5
- Esta fotografía ¿se tomó próxima al comienzo o al terminar el eclipse?
- Mide el diámetro de la circunferencia solar. Mide también sobre la foto el diámetro del disco lunar. ¿Cuál de los dos es mayor?
- ¿Qué tipo de eclipse pudo ser?
Haz clic aquí para ver la solución.
Ejercicio 8.6
En este dibujo aparecen los momentos centrales de un eclipse solar. Se indican las posiciones del centro del disco lunar cada media hora.
- Copia círculos como el gris oscuro (la Luna) dibujando así su situación y simulando la secuencia de ese eclipse.
- ¿Qué tipo de eclipse solar se reproduce así?
Haz clic aquí para ver la solución.
¿Cómo observar un eclipse de Sol?
La radiación solar es muy intensa y puede dañar seriamente la vista. Nunca se debe mirar al Sol directamente y mucho menos a través de un telescopio, prismáticos u otro instrumento óptico. Una sencilla experiencia nos alertará sobre la potencia de sus rayos: coloquemos un telescopio apuntando al Sol y situemos una mano un poco por encima del ocular; notaremos un calor tan intenso que tendremos que retirar la mano casi al instante para evitar quemarnos; un trozo seco de papel en esa posición, recibiendo los rayos solares concentrados por la óptica del telescopio, arderá al cabo de pocos momentos.
- A simple vista
Para contemplar nuestra estrella a simple vista es preciso proteger nuestros ojos. Lo más asequible es adquirir unas gafas especiales para eclipses que suelen tener una montura de cartón y, en lugar de cristales, unos filtros adecuados para ello, en un material que recuerda al papel de aluminio.
Otro sistema protector es un cristal de soldador. Existen en el mercado con diferentes niveles de protección, indicado por un número. Es conveniente utilizar los del nº 14 o 15, que son los más oscuros y fiables. Y cerciorarse de que son cristales homologados: suelen tener un número grabado indicando que cumplen la norma correspondiente de la Comunidad Europea (CE). Estos filtros protegen también de la radiación infrarroja y ultravioleta que no podemos percibir a simple vista.
Ninguno de ellos debe ser usado en combinación con cualquier instrumento óptico pues no ofrecen seguridad. Y desde luego los procedimientos caseros, como radiografías, películas veladas o CDs deben ser descartados radicalmente. Toda precaución será poca.
- Con telescopio
Es posible observar el Sol a través de un telescopio (o prismáticos) siempre y cuando coloquemos delante de él, como se ve en la fotografía, un filtro especial adecuado. Los más utilizados son los filtros Mylar que son caros pero seguros. Debe estar bien sujeto al tubo del telescopio para evitar que una ráfaga de viento o algún movimiento brusco pudieran desplazarlo mientras estamos mirando, lo que podría ser catastrófico.
Más seguro aún es observar el Sol por proyección sobre una pantalla. Esto tiene además la ventaja de que varias personas a la vez pueden mirar la imagen solar que se forme en ella. Algunos telescopios llevan entre sus accesorios una pequeña pantalla que se sujeta a la montura mediante una barra como se aprecia en esta fotografía.