La danza de la Tierra

El día de Nochebuena de 1968 Williams Anders, astronauta de la misión Apolo 8, captó una imagen icónica que con los años sería considerada la “fotografía medioambiental más influyente jamás tomada”. Según se desprende de las grabaciones de la misión en el plan de vuelo no estaba previsto hacer esta foto, pero la vista desde la ventanilla de la nave espacial con la Tierra alzándose sobre el horizonte lunar era tan sobrecogedora que Anders le pidió a Jim Lovell que le alcanzara rápidamente un carrete a color para inmortalizar la escena.

Fotografía tomada el 24 de diciembre de 1968 por Bill Anders desde el Apolo 8 mostrando la Tierra saliendo sobre la superficie lunar. Crédito: NASA

La foto AS8-14-2383 se tituló “Earthrise” (la salida de la Tierra), pero sabemos que la Luna presenta un acoplamiento de marea respecto a la Tierra y siempre muestra la misma cara hacia nuestro planeta, así que ¿sale la Tierra sobre el horizonte lunar?

El movimiento de la Luna es uno de los más complejos a los que se enfrenta la Astronomía, hay varios cientos de efectos que afectan al desplazamiento de nuestro satélite. Entre ellos, los más conocidos son los tres movimientos principales de libración (balanceo).

Una balanza con pesas se mueven de forma pendular hacia arriba y hacia abajo buscando la posición de equilibrio de los platillos de un modo similar a los movimientos del sistema Tierra-Luna. El nombre de estos movimientos deriva de libra, el término latino para balanza. No obstante, como veremos a continuación las libraciones poco tienen que ver con el movimiento de un péndulo.

La libración en longitud se debe a que la Luna gira uniformemente con respecto a su propio eje, mientras que su desplazamiento alrededor de la Tierra no es constante. La Luna sigue una órbita elíptica alrededor de la Tierra. Su velocidad no es uniforme en todo el recorrido, pero su velocidad de rotación sí es rigurosamente fija. El movimiento orbital es más rápido cerca del perigeo y más lento cerca del apogeo (por la segunda ley de Kepler).

Un detalle de la superficie lunar que en el perigeo y en el apogeo se encuentre justo en el meridiano del lugar, se hallará ligeramente desplazado hacia el este del meridiano cuando la Luna está entre el perigeo y el apogeo, y ligeramente desplazado hacia el oeste cuando la misma está entre el apogeo y el perigeo. En el esquema siguiente vemos un punto rojo en la superficie lunar que cabecea a lo largo de la órbita, de modo similar a como se mueve la nariz cuando negamos con la cabeza.

Libración en longitud

Esta compleja dinámica favorece a los aficionados a la selenografía, ya que nos permite ver más del 50% de la superficie lunar. El periodo de libración en longitud también se denomina mes anomalístico, corresponde al tiempo transcurrido entre dos pasos consecutivos de la Luna por el punto de su órbita más cercano a la Tierra, es decir, por el perigeo. Su duración es de 27 días, 13 horas, 18 minutos, 33,2 segundos.

La libración en latitud es debida a la inclinación del eje de rotación lunar (6,41°) con respecto a la perpendicular del plano orbital. Los puntos rojos muestran los detalles superficiales que se encuentran alternativamente ligeramente hacia el sur o hacia el norte del centro de la superficie lunar vista desde la Tierra.

En la analogía que hemos usado antes equivaldría al movimiento de la punta de la nariz al decir que sí con la cabeza. El periodo de libración en latitud corresponde al mes draconítico. Los dos puntos de intersección entre la órbita de la Luna y la eclíptica se denominan nodos lunares o puntos draconíticos. El nombre deriva de una antigua idea que planteaba que, precisamente en estos puntos, unos dragones esperaban a la Luna para tragársela durante los eclipses. El mes draconítico es el tiempo transcurrido entre dos pasos consecutivos de la Luna por el nodo ascendente de su órbita. Su duración es de 27 días, 5 horas, 5 minutos y 35,8 segundos.

Libración en latitud

La libración diurna o paraláctica depende del lugar de observación en la superficie de la Tierra: dos observadores que se encuentren en dos puntos diferentes de la superficie terrestre verán en un mismo momento regiones algo diferentes de la superficie lunar.

Libración diurna o paraláctica

Las dos primeras libraciones se producen simultáneamente y su efecto combinado permite que podamos ver más del 50% de la superficie lunar.

Libración lunar. Fuente: Wikimedia Commons

Por su parte, vista desde la Luna, la Tierra no aparece fija en el cielo. En esta imagen, realizada con el programa Moon Libration v1.2 de James Miller, podemos ver el recorrido de la Tierra en el cielo lunar, en concreto del 11 de noviembre al 12 de diciembre de 2012. Un ciclo completo de libración tarda unos 27 días, así que el movimiento de la Tierra en el cielo lunar es muy lento. Desde la Luna, la Tierra tarda casi 48 horas en recorrer un ángulo equivalente a su diámetro aparente.

Recorrido de la Tierra sobre el cielo lunar del 11 de noviembre al 12 de diciembre de 2012. Crédito: James Miller.

La siguiente animación realizada en Redshift 7 muestra el movimiento de la Tierra visto desde la Luna:

En esta imagen vemos la zona de cielo recorrida por la Tierra en un período de cuatro años. El radio angular del círculo exterior es de 10°.

Recorrido de la Tierra sobre el cielo lunar entre 2012 y 2016. Crédito: James Miller.

Como consecuencia de la combinación de estas libraciones, la Tierra describe sobre el cielo lunar una figura compleja compuesta por dos movimientos armónicos principales dibujando una curva de Lissajous. La Tierra se mueve en el cielo lunar dentro de un rectángulo de 15°48′ de anchura y de 13°20′ de altura (dimensiones angulares). Visto desde la Luna, nuestro planeta ocupa unos 2° en el cielo (es cuatro veces más grande que la Luna vista desde la Tierra). A lo largo del mes también veríamos cómo la Tierra crece y decrece describiendo una estampa similar a las fases lunares que conocemos.

Así que respondiendo a la pregunta inicial, la Tierra se levanta sobre el horizonte en solo un 18% de la superficie lunar. Un 41 % de la Luna es siempre visible desde nuestro planeta, sumando las zonas de libración llegamos al 59% de la superficie lunar que es visible desde la Tierra. En la práctica, no obstante, la observación de las zonas de libración extrema es muy compleja y antes de 1967, ya en plena exploración espacial, los mapas de estas áreas eran inexactos.

Para saber más:

Moon Libration Applet

Libration of the Moon

– RÜKL, Antonín. ATLAS MĚSÍCE. Aventinum, Praga, 1991. (Existe versión en inglés: ATLAS OF THE MOON. Sky Publishing Corp., Cambridge (MA), 2004).


12 Comentarios

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RamonRamon

Gracias por el artículo.
…pero creo que el gráfico con el título ‘Libración en longitud’ es incorrecto:
El punto rojo debería estar mirando recto hacia abajo en la posición superior, y hacia arriba en la inferior, para que fuera congruente con el texto “Su velocidad no es uniforme en todo el recorrido, pero su velocidad de rotación sí es rigurosamente fija”.
Un saludo.

Paco Bellido

La ilustración está adaptada de ATLAS MĚSÍCE, la obra que aparece en la bibliografía. He vuelto a comprobarlo y los puntos aparecen como en la imagen que acompaña al artículo.

Paco Bellido

Eso sería si se interpreta que la imágenes de la figura se corresponden a cuatro posiciones separadas 90° entre sí, pero no es el caso, en la imagen se han elegido posiciones algo adelantadas para resaltar la elongación (muy exagerada) de la órbita lunar.

RamonRamon

Amigo Paco,
Según la 2a. ley de Kepler, “En tiempos iguales, las áreas barridas por el planeta son iguales”, luego el gráfico trata de representar 4 períodos iguales en su rotación alrededor de la tierra. Por tanto, dado que la velocidad de rotación de la luna es cte., debería representarse cada parte mediante giros de 90º, no cree?
O igual me equivoco…

Ramon.

Paco Bellido

Tu razonamiento es impecable, la cuestión es que en el gráfico no se ha pretendido mostrar cuatro períodos iguales, sino que el meridiano central de la Luna apunta a lugares diferentes.

Rafael EnríquezRafael Enríquez

Aunque me he perdido un poco la primera vez que lo leí, en una segunda lectura lo he comprendido todo.
No esperaba que la Luna describiera la curva de Lissajous, así que ha sido todo un descubrimiento.
Te felicito, ha quedado un artículo muy interesante, un tema único, que sólo podía venir de un auténtico lunático como tú.

pasaba por aquípasaba por aquí

Pues no me he enterado de la pregunta inicial. Entonces, ¿se puede o no se puede fotografiar una puesta de Tierra?
¿No hay una animación para gente más torpe?

SpaceIsThePlaceSpaceIsThePlace

Si lees el articulo queda claro que si se puede, pero tienes que estar en ese 18% de la Luna desde la cual se puede ver a la TIerra saliendo y poniendose.

Pedro J.

Magnífico artículo Paco. Quizás a los lectores también les resulte llamativa la salida de la Tierra vista desde la luna en las imágenes que, con una cámara de alta definición, tomó la sonda orbital japonesa Selene (también conocida como Kaguya)

http://youtu.be/XELfhVVVkmg?hd=1

Esteban

Todo muy interesante, post y comentarios, pero hay que dejar bien claro (para que nadie lo malinterprete) que en las lmágenes del Apolo y de la sonda Kaguya en que la Tierra sale o se pone respecto al horizonte lunar se deben exclusivamente al movimiento de las naves y no tienen nada que ver con la salida o puesta real que podría observarse desde el 18% de la Luna debido a las libraciones. En este último caso el proceso es lentísimo, pudiendo dar tiempo a un cambio apreciable de fase, y es un movimiento de ida vuelta: se pone y luego sale por el mismo sitio, o viceversa. El de Apolo y Caguya no; es rápido y no cambia de sentido.
Como cuento en mi librito “Lugares mágicos del Sistema Solar”, podríamos construírnos una casa en la Luna (hipotéticamente) y colocar la ventana de nuestro dormitorio de manera que la Tierra nunca se nos escaparía de ella solo se bambolearía dentro de su contorno.

Paco Bellido

Nunca se me había ocurrido que una ventana de esas características es posible en la Luna. Y, de hecho, no sería una ventana demasiado grande. Desde ella ni siquiera podría verse entera la constelación de Orión (me refiero a las dimensiones) y aún así la Tierra quedaría dentro. Muchas gracias por tu comentario, Esteban.

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