Créditos: NASA images and animation by Robert Simmon, using data ©2010 EUMETSAT.
Ve cómo la luz del Sol cae sobre la superficie de la Tierra durante los Solsticios y Equinoccios, y entiende mejor por qué la Inclinación de la Tierra causa las estaciones.
El solsticio de Diciembre de 2019 llegó el 22 de Diciembre a las 04:19 UTC, las 01:19 en hora uruguaya. Puedes recurrir a Time and Date para encontrar la hora del solsticio en tú ubicación:
Local times for December Solstice 2019 worldwide. Time and Date.
Ocurre el 21 de Diciembre para gran parte de América del Norte. Es el comienzo del verano para el Hemisferio Sur,donde a partir de hoy los días comenzarán a acortarse. Para el Hemisferio Norte es el comienzo del invierno y significa el regreso de más luz solar.
La salida del Sol se produjo a las 5:28 hrs. y la puesta a las 19:58 Montevideo, en hora local uruguaya. El total de horas con el Sol entre ambos eventos: 14:30 hrs. Puedes encontrar los horarios en tu posición en el calculador de Time and Date:
Sunrise, Sunset, and Daylength, December 2019. Time and Date.
¿Por qué la Tierra tiene estaciones? Es natural pensar que las estaciones de nuestro mundo son el resultado de la distancia cambiante de la Tierra al Sol. Pero puedes entender fácilmente que no es así, cuando te das cuenta de que la Tierra está más lejos del Sol en Julio (verano del norte) y más cerca en Enero (invierno del norte). El hecho de que los hemisferios norte y sur de la Tierra tengan sus veranos e inviernos en épocas opuestas del año proporciona una pista de la verdadera razón de las estaciones: esa razón es la inclinación de 23 1/2 grados de la Tierra sobre su eje. Las fotos y el video en esta página, de la NASA, muestran los solsticios y equinoccios de la Tierra desde el espacio.
Pueden ayudarte a visualizar por qué nuestras estaciones se desarrollan como se hacen, continuamente, a lo largo de cada año.
El Meteosat-9 de EUMETSAT (un satélite meteorológico) capturó las cuatro vistas de la Tierra desde la órbita geosincrónica en 2010 y 2011. Un satélite en órbita geosincrónica permanece sobre el mismo punto de la Tierra todo el tiempo. Las imágenes muestran cómo incidió la luz del Sol sobre la Tierra el 21 de Diciembre de 2010 (arriba a la izquierda), el 20 de Marzo de 2011 (arriba a la derecha), el 21 de Junio de 2011 (abajo a la izquierda) y el 20 de Septiembre de 2011 (abajo a la derecha). Cada imagen fue tomada a las 6:12 am hora local.
Alrededor de las 6 am, hora local, cada día, el Sol, la Tierra y cualquier satélite geosíncrono forman un ángulo recto, lo que ofrece una vista recta hacia abajo, de la línea del terminador de la Tierra , es decir, la línea entre los lados diurno y nocturno de nuestro mundo. La forma de esta línea entre la noche y el día varía con las estaciones, lo que significa diferentes períodos (duración) de los días y diferentes cantidades de calor.
La línea es en realidad una curva porque la Tierra es redonda, pero las imágenes de satélite la muestran solo en dos dimensiones.
El 20 de Marzo y el 20 de Septiembre, el terminador es una línea recta de norte a sur, y se dice que el Sol se sienta directamente sobre el ecuador. El 21 de Diciembre, el Sol reside directamente sobre el Trópico de Capricornio cuando se ve desde el suelo, y la luz solar se extiende más sobre el hemisferio sur. El 21 de Junio, el Sol se sienta sobre el Trópico de Cáncer, extendiendo más luz solar en el hemisferio norte.
Superior izquierda: solsticio de invierno del norte.
Abajo a la izquierda: solsticio de verano del norte.
Superior derecha: equinoccio de primavera septentrional.
Abajo a la derecha: equinoccio de otoño del norte.
Imágenes del satélite meteorológico Meteosat-9 de EUMETSAT, a través de los archivos del
Observatorio de la Tierra de la NASA / Robert Simmon.
¿Qué está causando todo este cambio? Es tentador imaginar que el Sol se mueve hacia el norte o hacia el sur a través de las estaciones. Pero eso no es todo. El cambio en la orientación y los ángulos entre la Tierra y el Sol se deben al movimiento sin fin de la Tierra en órbita alrededor del Sol.
El eje de la Tierra está inclinado 23 1/2 grados en relación con el Sol y el plano eclíptico . El eje se mueve siempre paralelo a si mismo y su punta norte se inclina lejos del Sol en el solsticio de Diciembre y hacia el Sol en el solsticio de Junio, esparciendo más y menos luz en cada hemisferio. En los equinoccios, la inclinación forma un ángulo recto con el Sol y la luz se distribuye de manera uniforme en ambos hemisferios.
Crédito: NASA.
En pocas palabras: un video de la NASA muestra cómo la luz del Sol incide sobre la superficie de la Tierra durante los solsticios y equinoccios, como lo vio el satélite meteorológico Meteosat-9 en 2010 y 2011.
Fuente: EarthSky.
Artículo original: Video: Watching solstices and equinoxes from space. June 20, 2019.
Material relacionado:
- December Solstice. Vigdis Hocken and Aparna Kher. Time and Date.
- Seeing Equinoxes and Solstices from Space. NASA Earth Observatory.
- El capítulo «The Seasons» del libro «Night has a thousand eyes» de Arthur Upgren, publicado por Springer. Disponible en Timbó.
Simuladores de las Estaciones:
- Basic Coordinates and Seasons Lab, animación interactiva realizada por la Universidad de Nebraska.
- Season Simulator. Peter Collingridge, Khan Academy.
Las Estaciones en los otros Planetas:
- Seasons on other planets. ESA.
Sobre las Cámaras Estenopeicas las Solarigrafías y los Analemas:
- Cámara Estenopeica (Pinhole Camera), Wikipedia
- Fotografía Estenopeica
- Solargraphs of ESO
- Solargraphy Project-Australia
- How to make a DIY solargraphy Pinhole Camera for 6 months exposures. Otro video de construcción de una cámara estenopeica lo puede ver aquí.
- Solargraphy
- Days in the Sun, APOD
- Analema, Wikipedia, la versión en Inglés es más completa.
- The First Ever Analemma.
- Solstice to Solstice Solargraph Timelapse, APOD, Dec 21, 2019.
- Solargraphy Analemmas, APOD, el sitio web de los autores puede verlo aquí.
Trazando un analema con la Luna:
Lunar Analemma. Earth Science Picture of the Day (EPOD) / USRA. May 30, 2014.
Analema en Marte:
Este analemma marciano muestra el movimiento aparente estacional del Sol visto por el rover Opportunity, así como la debilidad casi mortal del Sol durante la tormenta de polvo global de 2007.
La forma de la lágrima se debe a la inclinación axial y la órbita elíptica de Marte: Marte está más lejos del Sol y se mueve lentamente, cuando el Sol se ve en la parte superior puntiaguda, y más cerca del Sol y rápido cuando se ve el Sol en el fondo redondeado.
Créditos: NASA / JPL / Cornell / ASU / TAMU.
- A Martian analemma. Emily Lakdawalla. The Planetary Society. May 6, 2014.
- Martian analemma. APOD, Dec. 30. 2006.
- How Do You Tell Time On Mars? Rebecca Boyle. Popular Science, March 9, 2012.
Videos:
Curiosidades:
Dos casos extremos de estaciones en exoplanetas.
La falta de estaciones en los exoplanetas en sistemas compactos entorno a estrellas enanas rojas.
El origen de las estaciones reposa en la inclinacíon del eje de rotación de un planeta respecto de su plano orbital. Cuando dicho eje es perpendicular al plano orbital no hay estaciones ya que ambos hemisferios del planeta reciben la misma cantidad de luz de su estrella durante todo el ciclo del año del planeta. Ese es el caso de Júpiter en nuestro Sistema Solar, también con una órbita casi perfectamente circular.
El tipo de estrellas más abundante en nuestra galaxia son las enanas rojas, que además por ser de diámetro pequeño facilita la detección de exoplanetas orbitando entorno a ellas. Un resultado notable a partir de los datos de la misión Kepler es que muchos de los sistemas exoplanetarios encontrados entorno a enanas rojas están mucho más «apretados» que en nuestro Sistema Solar, es decir los planetas en dichos sistemas se encuentran mucho más cerca de su estrella que la distancia a que está Mercurio del Sol.
Esta configuración hace que los efectos gravitatorios de la estrella anfitriona sobre dichos planetas, o sea las mareas, sean significativamente más fuertes que lo que estamos acostumbrados a ver en nuestro Sistema Solar. Dicho efecto tiene tres consecuencias: tienden a circularizar las órbitas de los exoplanetas, varían la inclinación del eje de rotación de cada planeta de modo que quede perpendicular al plano de su órbita y por último hace que se produzca la sincronización de la rotación del planeta entorno a su eje con la revolución entorno a su estrella, es decir el día y el año del planeta son iguales, similar a lo que sucede con nuestra Luna, lo que se traduce en que siempre una misma cara de ella mira a la Tierra. Lo mismo le sucede a los exoplanetas en cuestión respecto de su estrella.
Resumiendo, estos exoplanetas, cada uno mantiene inalterada la distancia a su estrella (órbita circular), no poseen estaciones (eje de rotación perpendicular a su órbita) y un mismo hemisferio siempre mira a su estrella (rotación síncrona).
Si además tenemos en cuenta que las enanas rojas se caracterizan por fuertes fulguraciones durante su juventud, es decir emisiones en UV y rayos X mucho más potentes que las de nuestro Sol, además de emisiones de masa coronal significativas, hace que las atmósferas de estos exoplanetas sean barridas con facilidad.
Ahora el lector puede darse cuenta, que en este tipo de sistemas planetarios, el que un exoplaneta se encuentre en la zona habitable no es garantía de que pueda desarrollarse la vida.
Esta exposición está basada en el estudio presentado en el siguiente artículo:
- New conditions for life on other planets: Tidal effects change ‘habitable zone’ concept. Leibnitz Institute für Astrophysik, Potsdam. March 2, 2011.
Para quien quiera profundizar en el tema, puede consultar aquí.
Estudios más recientes muestran nuevos procesos que abren la posibilidad para la vida en dichos exoplanetas:
- Las Estrellas Enanas Rojas y los exoplanetas que las orbitan. Carlos Costa. Asociación de Aficionados a la Astronomía de Uruguay. 5 de Dic., 2017.
- Extendiendo la zona de habitabilidad de estrellas enanas rojas. Carlos Costa. Asociación de Aficionados a la Astronomía de Uruguay. 26 de Nov., 2015.
El otro caso que presento a continuación es el de una variación cíclica de temperatura en un planeta, producido por un fenómeno distinto al de las estaciones.
Una estrella con alta velocidad de rotación orbitada por un planeta cuya órbita presenta una gran inclinación respecto al plano del ecuador de la estrella.
Este curioso caso agrega, a las variaciones estacionales de temperatura del exoplaneta, también las variaciones cíclicas de temperatura debidas a la variación de irradiación en la superficie de la misma estrella, según lo describe el siguiente artículo:
- Gravity-Darkened Seasons on Planets. Anson Lam. AAS NOVA / Astrobites. Oct. 4, 2016.
