Analema

Atendiendo la sugerencia de Lydia voy a intentar explicar un curioso fenómeno que algunos ya conocerán pero que es bastante desconocido en general.

Lydia me envió una imagen de un paisaje en la que aparece la Luna en diferentes posiciones:


Se trataría, en teoría, de una serie de fotografías tomadas día a día durante todo un ciclo lunar, que dura 28 días.
Pero en realidad se trata de un montaje (muy bonito, eso sí) porque en realidad la Luna no describe esa curva en el cielo y, además, en las fechas próximas a antes y después de la Luna Nueva, ésta se encuentra en el cielo durante el día y no en la noche.

Pero ésto dió pie a una pregunta: si se tratara del Sol, ocurriría algo parecido? Pues la respuesta es que sí

Si hacemos una serie fotografías del cielo en las que aparezca el Sol a lo largo de un año, en diferentes días pero siempre a la misma hora solar y desde el mismo lugar y las superponemos, veremos que el Sol aparece en diferentes posiciones que, al unirlas con una línea, aparece una figura muy característica.
En la imagen siguiente se muestra la posición del Sol al mediodía del 21 de cada mes desde un punto en la Tierra a 45º de latitud Norte.

Esta curva cerrada en forma de lazo es lo que se denomina Analema

A la vista de esta imagen descubrimos algunos puntos bastante evidentes pero interesantes:
  • A mediodía del 21-22 de Junio el Sol se encuentra en su punto más alto en el cielo. A lo largo del día, el Sol recorre de este a oeste el camino más largo en el cielo. Es el día más largo del año y la noche más corta. Es el solsticio de verano.
  • En los días 21-22 de Marzo y de Septiembre, el Sol recorre el cielo siguiendo la línea del ecuador celeste. El día y la noche tienen la misma duración. Son el equinocio de primavera y el equinocio de otoño respectivamente.
  • A mediodía del 21-22 de Diciembre el Sol se encuentra en su punto más bajo en el cielo. A lo largo del día, el Sol recorre el camino más corto en el cielo. Es el día más corto del año y la noche más larga. Es el solsticio de invierno.

Todo eso se ve claramente pero también podemos preguntarnos a qué se debe que el analema tenga esta forma de especie de lazo.
Todo es debido a ciertas peculiaridades de la Tierra y sus movimientos:
  1. Oblicuidad o inclinación axial:


    El eje de rotación de la Tierra presenta una inclinación de unos 23.5º respecto de la vertical. Esto es lo que hace que, en el hemisferio norte, el Sol esté más alto en el cielo en verano y más bajo en invierno, y al contrario en el hemisferio sur. O sea, es lo que provoca las estaciones del año.

  2. Excentricidad de la órbita alrededor del Sol:


    La Tierra gira alrededor del Sol en una órbita que no es perfectamente circular sino ligeramente elíptica (en la imagen, la excentricidad está muy exagerada para que se aprecie bien).

  3. Precesión apsidal:

    Al ser elíptica la órbita de la Tierra alrededor del Sol, hay dos puntos particulares: el AFELIO es el punto de la órbita más alejado del Sol, y el PERIHELIO es el punto de la órbita más cercano al Sol. El solsticio de verano está muy cerca del afelio pero no coincide exactamente, y lo mismo ocurre con el solsticio de invierno y el perihelio

Estos tres parámetros principales son los que causan que el analema tenga esa forma característica. Es bastante complicado entender en qué forma contribuye cada uno de ellos (yo tampoco acabo de entenderlo muy bien).

Para terminar, en internet podemos encontrar numerosas fotografías de analemas, por ejemplo:


En estas fotografías el analema está inclinado hacia un lado o al otro porque no están tomadas a mediodía sino quizás por la mañana o por la tarde, y la altura depende de la latitud del lugar (no sé sónde se han hecho).
Yo he querido representar el analema, en la figura del principio, justo a mediodía de los días 21-22 de cada mes para poder "ligarlo" con los solsticios y los equinocios.

5 comentarios:

  1. Interesante y entendible la explicación, me recordaba del final de la película de Almenabar 'Agora"

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  2. Muchas gracias, he entendido muy bien la explicación. Lo que ocurre en el universo me parece muy curioso y hasta exótico, pero más me gusta saber que detrás siempre hay una explicación lógica y que se puede entender perfectamente.

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  3. Gran explicación, Jose. Sin duda uno de los retos de los que difunden conocimiento astronómico es hacer comprender que, lo que vemos en el cielo, responde a la posición en la que estamos en la Tierra y la combinación de muchos movimientos al mismo tiempo. Ser capaz de visualizar mentalmente esa combinación de movimientos y comprender los resultados tiene una enorme dificultad pero una gran satisfacción. Conseguir que alguien que no lo ha visualizado lo logre es una reto y otra gran satisfacción.

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  4. La probabilidad de un cambio de inclinación del eje de la tierra, y la afectación al eje de rotación, es una cuestión que se está publicando últimamente, se refiere al cambio climático y al deshielo de los polos, mi preguntas es ¿que veracidad hay en ello?, ¿nos lo podrías aclarar? Hay un debate sobre le tema, ¿podrías hacer comentario al respecto?

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    Respuestas
    1. Gracias Manuel por tu interés y participación en el blog.
      La verdad es que no estoy al tanto de ningún debate actual sobre la influencia de la inclinación del eje de rotación de la Tierra y el cambio climático; entendiendo como tal cambio climático el que estamos observando en las últimas décadas y NO a las variaciones del clima de la Tierra a mayor escala temporal, como las glaciaciones por ejemplo.
      Pero tus preguntas me parecen suficientemente interesantes para hablar del tema en un artículo propio. Dame unos días y publicaré un artículo sobre este interesante tema.
      Gracias.

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