¿Por qué algunas estrellas son siempre visibles, mientras que otras van y vienen con las estaciones?

Como científico espacial, cada vez que salgo con mi familia, les digo a mis hijos que miren al cielo. La puerta de entrada de nuestra casa mira al sureste y, en las noches de invierno, la constelación de Orión cuelga majestuosamente justo sobre el horizonte tan pronto como oscurece lo suficiente como para ver las estrellas.

Una noche de verano, mi hijo entró corriendo y gritó: “¡Papá, Orión se ha ido!”. Había llegado el momento de su primera lección real de astronomía.

Salimos y le pedí que encontrara la Osa Mayor, el patrón de estrellas fácilmente reconocible que forma parte de la constelación de la Osa Mayor. Le recordé que siempre podemos ver la Osa Mayor sin importar la época del año.

Entonces, ¿por qué Orión no siempre es visible en el cielo nocturno, y ciertamente no en el mismo lugar mes tras mes, mientras que la Osa Mayor siempre lo es? La respuesta está estrechamente relacionada con varios conceptos: cómo los astrónomos miden la duración del día, el movimiento de la Tierra alrededor del Sol durante el año y el ritmo con el que las estrellas salen y se ponen de noche en noche.

tiempo sideral

Si miras hacia el este a la misma hora dos noches seguidas, verás que las estrellas están en el mismo lugar. Pero no es así, y este movimiento se vuelve evidente si sigues mirando a la misma hora durante una semana o más. La combinación de la rotación diaria de la Tierra sobre su eje y su órbita anual alrededor del Sol hace que se muevan por el cielo.

La Tierra gira sobre su eje, que va desde el Polo Sur pasando por el centro de la Tierra hasta el Polo Norte, una vez al día. Los astrónomos miden un día de dos maneras diferentes: miden un día solar, de 24 horas de duración, con la posición del Sol de mediodía a mediodía. Miden el día sidéreo en relación con las estrellas lejanas que se encuentran fijas en el cielo. Un día sidéreo dura 23 horas y 56 minutos.

En lugar de medir un día por el tiempo que tarda la Tierra en girar en relación con el Sol, un día sidéreo mide cuánto tiempo tarda la Tierra en girar en relación con las estrellas distantes. Un día sidéreo no tiene en cuenta lo pequeño que se mueve la Tierra en su órbita alrededor del Sol, por lo que es ligeramente más corto que un día solar. James O’Donoghue/Interplanetario, CC BI

La constelación de Orión (y todas las estrellas del cielo nocturno) aparecerán exactamente en el mismo lugar cada 23 horas y 56 minutos. Debido a este pequeño cambio, las estrellas parecerán salir cuatro minutos antes cada 24 horas en noches consecutivas. En el transcurso de un mes, la estrella que estaba cerca del horizonte oriental a las 10 p.m. Ahora estará mucho más alto en el cielo, habiendo salido dos horas antes.

Entonces, si bien la constelación de Orión aparece cerca del horizonte al atardecer a fines de diciembre, está casi encima en febrero y marzo.

La constelación de Orión es visible en el cielo. Puedes encontrarlo viendo las tres estrellas brillantes y espaciadas uniformemente que representan el cinturón de Orión. Vahe Peromian

Puedes utilizar el mapa estelar interactivo para ver este fenómeno. ¿Quieres encontrar a Orión en agosto en América del Norte? Simplemente levántese a las 4:30 de la mañana y mire hacia el este.

A diferencia de Orión, la Osa Mayor siempre es visible de noche en la mayor parte del hemisferio norte. Esto se debe a la forma en que la rotación diaria de la Tierra se proyecta sobre las estrellas.

estrellas circumpolares

Los astrónomos utilizan un conjunto común de puntos de referencia para proyectar los polos norte y sur de la Tierra, y el ecuador, en la esfera celeste, una esfera imaginaria que incluye el cielo.

La idea de una esfera celeste surgió en la antigüedad a partir de la idea de que la Tierra era el centro estacionario del universo. La proyección del ecuador de la Tierra delinea el ecuador celeste y los polos proyectan los polos celestes norte y sur.

El movimiento de las estrellas cerca de los polos celestes difiere del comportamiento de Orión y otras constelaciones. Actualmente, el polo norte celeste se encuentra muy cerca de la estrella Polaris, también conocida como Estrella Polar. Las estrellas cercanas a Polaris nunca salen ni se ponen. Parecen orbitar en sentido antihorario alrededor de esa estrella mientras la Tierra gira sobre su eje de rotación una vez al día.

El número de estas estrellas circumpolares aumenta a medida que avanza hacia el Polo Norte. No hay estrellas circumpolares en el ecuador. Cada estrella y constelación sale por el este y se pone por el oeste porque la Tierra gira de oeste a este sobre su eje.

Si estás parado en el Polo Norte, cada constelación del norte es circumpolar, orbita alrededor de la Estrella Polar y nunca sale ni se pone. El patrón es similar en el hemisferio sur, con las constelaciones del sur orbitando en el sentido de las agujas del reloj alrededor del polo sur celeste.

La precesión de la Tierra

Hace milenios, la gente trazaba el camino del sol a través de las constelaciones del zodíaco, lo que dio origen a la práctica de la astrología.

¿Qué significa que el Sol esté en Sagitario, por ejemplo? Esto significa que para ver la constelación de Sagitario hay que mirar hacia el Sol. Eso sería durante el día, cuando las estrellas no son visibles. Espera a que caiga la noche y verás a Géminis en lo alto del cielo. Seis meses después, el Sol está en Géminis y Sagitario es visible en el cielo nocturno. Este patrón se repite año tras año a medida que la Tierra orbita alrededor del Sol. Tus signos del zodíaco dependen de en qué constelación estaba el Sol cuando naciste.

Las constelaciones del zodíaco forman un cinturón circular alrededor de la Tierra y el Sol en el espacio.

Hay otro cambio en el cielo nocturno que ocurre en escalas de tiempo mucho más largas que la vida humana. Debido a la influencia gravitacional del Sol, y en menor medida de Júpiter, en la rotación diaria de la Tierra, el eje de giro de la Tierra precede o se mueve en círculo, como un trompo de juguete que gira sobre una mesa.

Debido a este movimiento, que también cambia sutilmente la órbita de la Tierra en el espacio, Polaris ya no será la Estrella Polar dentro de mil años. Espere 12.000 años y la brillante estrella Vega estará más cerca del polo norte celeste, a más de 50 grados en el cielo nocturno de su ubicación actual cerca de Polaris.

Otra consecuencia de este movimiento, a veces llamado precesión de los equinoccios, es que hoy las constelaciones del zodíaco ya no coinciden con las fechas tradicionales asociadas a ellas.

Por ejemplo, cuando se idearon originalmente los horóscopos y los signos astrológicos, el Sol estaba en la constelación de Sagitario del 22 de noviembre al 21 de diciembre. Sin embargo, debido a la precesión durante miles de años, el Sol ahora cruza esta constelación del 18 de diciembre al 19 de enero. Pasa la primera parte de diciembre, que tradicionalmente el 1 de diciembre no forma parte de la segunda constelación de Ofiuco. zodíaco.

Estos cambios en el cielo nocturno tardan semanas, meses o incluso cientos de años en hacerse visibles. Si no eres tan paciente, puedes volar al hemisferio opuesto para ver a Orión al revés y el cielo nocturno girando en la dirección opuesta arriba.