N

S

N

S

La Esfera Celeste

El cielo aparente

• Para cualquier persona sobre la superficie de la tierra, a simple vista, el cielo aparenta ser la superficie interior de un cascarón esférico; una especie de fondo bidimensional en el que no podemos estimar la profundidad y contra el que se proyectan los movimientos de los cuerpos celestes que observamos.

• Le llamamos Bóveda o Esfera Celeste.

Movimiento Diurno

Tierra: elipsoide de rotación.

La Tierra tiene un movimiento de rotación en el sentido oeste-este.

Si miramos hacia el norte veremos que las estrellas trazan semicircunferencias con el centro situado arriba del horizonte.

Da la impresión de que las estrellas se mueven. Este movimiento aparente recibe el nombre de movimiento diurno aparente.

Esfera Celeste

La esfera celeste es una esfera imaginaria concéntrica con la Tierra, de radio arbitrariamente grande (1) y sobre la cual se encuentran proyectadas las estrellas. La esfera celeste está dotada de un movimiento de rotación.

Sobre esta esfera aparentemente se mueven los astros.

Los astrónomos realizan sus mediciones en esa esfera, de puntos, círculos y planos convencionales.

La Esfera celeste

• La Esfera celeste parece dar una vuelta alrededor de la Tierra cada 24 horas, aproximadamente.

• • El punto del cielo

alrededor del cual toda la Esfera celeste parece rotar, vista desde el hemisferio norte, está por encima del horizonte exactamente arriba del punto cardinal Norte.

6

ESFERA CELESTE: REFERENCIAS

N

S

Línea de los Polos (eje del mundo)

Ecuador celesteCírculo máximoperpendicular

al eje del mundo

MeridianosCírculos máximoperpendiculares

al ecuador

Giro de la TierraGiro de la

esfera celeste

Regla de la mano derecha

Rotación

• Es el movimiento que efectúa la Tierra girando sobre sí misma alrededor de un eje imaginario, denominado “eje terrestre”, que pasa por sus polos.

• Si se toma como referencia a las estrellas, una vuelta completa dura 23 horas con 56 minutos y 4 segundos y se denomina día sidéreo.

HorizonteEl plano fundamental es el horizonte.El círculo vertical que pasa por los polos P y P´ es el meridiano del lugar.Los círculos paralelos al horizonte se denominan almicantarats.

1 - Orto: punto en el que la estrella atraviesa el horizonte para hacerse visible.

2 - Culminación superior: momento en el que la estrella atraviesa el meridiano superior del lugar.

3 - Ocaso: punto en el que la estrella atraviesa el horizonte para dejar de ser visible.

4 - Culminación inferior: momento en el que la estrella atraviesa el meridiano inferior del lugar.

Horizonte

Bóveda Celeste

Horizonte real

11

Φ

Φ

horizonte Polo norte celeste

90-Φ

Ecuador celeste

Observador en Hemisferio Norte

ECUADOR CELESTE y POLO NORTE CELESTE

Φ latitud

12

S N

E

W

Polo Norte celeste

Cenit

Φ90-Φ

Φ

ECUADOR CELESTE y POLO NORTE CELESTE (II)

Observador en Hemisferio Norte

13

NS

E

W

Polo Sur celeste

Cenit

90-Φ

Φ

Φ

ECUADOR CELESTE y POLO SUR CELESTE

Observador en Hemisferio Sur

Observador 1El contempla el eclipse

a la perfecciónObservador 2

El no puede observar

el eclipse .

Diferentes Sitios Diferentes Horizontes

Algunas estrellas se ven siempre (y por tanto no tienen ni orto ni ocaso) y reciben el nombre de estrellas circumpolares. Otras estrellas tampoco tienen ni orto ni ocaso, pero no se ven nunca, son las estrellas anticircumpolares.

Los puntos cardinales

• El círculo que dibuja el horizonte alrededor del observador se divide en cuatro sectores indicados por los puntos cardinales: Norte (N), Sur (S), Oriente ó Este (E) y Oeste o Poniente (O).

• Estos puntos no tienen altura, están sobre la línea del horizonte.

Movimento aparente de una Movimento aparente de una estrella circumpolar norteestrella circumpolar norte

Norte

EsteOeste

Pólo Norte

Movimentoantihorário

20 horas22 horas

24 horas

Pólo Sur

Movimiento nocturno aparente SurMovimiento nocturno aparente Sur

Sur

OesteEsteMovimentohorário

Movimiento nocturno aparente Movimiento nocturno aparente NorteNorte

Norte

EsteOeste

20 horas

22 horas

24 horas

Movimentoantihorário

Movimiento diurno SurMovimiento diurno Sur

Z

PS

N S

E

W Equador

Movimiento diurno NorteMovimiento diurno Norte

Z

PN

E

W

SN

Movimento diurno en el Movimento diurno en el EcuadorEcuador

Z

E

W

S = PSPN = N

Equador

Movimento diurno aparente Movimento diurno aparente Polo NortePolo Norte

PN

Horizonte=

Equador

Movimiento orbital de la Tierra

Cualquier astro orbita en torno al sol describiendo una órbita con forma de curva cónica. Si la energía cinética del astro no es excesivamente alta esta curva es una elipse, es el caso de los planetas, los satélites, los asteroides y los cometas que vuelven regularmente.

El punto más cercano entre la elipse y el sol se conoce como periastro y el más lejano como apoastro. En el caso concreto de la Tierra los puntos reciben el nombre de Perihelio y afelio

La Translación de la tierra

La EclípticaLa Tierra gira en torno al Sol describiendo una elipse. Esta elipse está contenida en un plano que recibe el nombre de eclíptica. El eje de rotación de la Tierra no es perpendicular a la eclíptica, forma un cierto ángulo conocido como oblicuidad de la eclíptica: ε ≈ 23°27’.

La eclíptica

• La trayectoria que dibuja el Sol entre las estrellas fijas a lo largo de un año forma un círculo imaginario en la Esfera Celeste.

• Este círculo recibe el nombre de Eclíptica. Como sabemos, el Sol no se mueve alrededor de la Tierra sino la Tierra alrededor del Sol. La Eclíptica es en realidad una proyección de la órbita de nuestro planeta hacia la Esfera celeste.

ÓRBITA DE LA TIERRA: CARACTERÍSTICAS GENERALES

1º) La órbita de la Tierra alrededor del Sol es una elipse (muy poco excéntrica), con el Sol en uno de los focos; por ello el movimiento aparente del Sol alrededor de la Tierra no es igual todo el año. El Sol parece moverse más rápido cuando la Tierra está mas cerca de él. La distancia media Tierra-Sol se conoce como Unidad Astronómica (1 U.A. ≈ 149.6 Millones de km)

2º) El tiempo que la Tierra tarda en completar una vuelta alrededor del Sol es de 365.25 días (traslación).

3º) El plano del ecuador no es el mismo que el plano de la órbita de la Tierra alrededor del Sol, está inclinado respecto a la eclíptica un ángulo de 23º 27’ (oblicuidad de la eclíptica).

23º 27’

Sentido de giro

Órbita Aparente del SolSi proyectamos la imagen del Sol sobre la esfera celeste se ve que su posición va cambiando a lo largo del año.Parece que el Sol gira en torno a la Tierra recorriendo una elipse. Sabemos que esto no es así, sin embargo, a nivel astronómico, se considera de ese modo.

30

Ángulo de declinación

23º27’

23º27’

Equinoccio vernal

Polo sur celeste

Polo norte celesteEquinoccio de otoño

Camino aparente del sol en el plano de la eclíptica

Solsticio de invierno

Solsticio de verano

Plano ecuador celeste

Ángulo de declinació

n δ

MOVIMIENTO ANUAL DEL SOL EN LA BÓVEDA CELESTE

El Zodiaco

• En muchas culturas antiguas el Sol representaba la máxima divinidad, y si el Dios Sol había escogido un recorrido específico entre algunas estrellas y constelaciones (a lo largo de la Eclíptica), entonces esas estrellas y constelaciones tenían una importancia divina.

• Además, los planetas (dioses menores) respetaban el mismo camino.

• Tal “relevancia” no podía ser ignorada por los hombres, por lo tanto, se formó el Zodíaco y las 12 constelaciones que lo dividen.

La traslación de la Tierra

alrededor del Sol causa las estaciones

Verano

Otoño

Invierno

Primavera

37

20/21 septiembreEquinoccio de otoño

δ = 021/22 diciembre

Solsticio de invierno

δ = -23º 27’

20/21 marzoEquinoccio vernal

δ = 0

21/22 junioSolsticio de verano

δ = 23º 27’

0.983 U.A.1.017 U.A.

1 U.A.

1 U.A.

4 abril

3 eneroPERIHELIO

4 julioAFELIO

5 octubre

1 U.A. = (149597890±500) km ≈ 1.496⋅108 km

23º 27’

23º 27’

23º 27’

23º 27’

ÓRBITA DE LA TIERRA: LAS ESTACIONES

Plano de la Eclíptica

¿Qué es el equinoccio?

Los equinoccios son los puntos en los cuales el Sol pasa de un hemisferio a otro en la esfera celeste, sucede dos veces al año, en marzo y en septiembre.

Equinoccios y SolsticiosLínea de los equinoccios: es la línea en la que se cortan el plano de la eclíptica y el plano del ecuador. A su vez, esta línea interseca a la esfera celeste en dos puntos:Punto aries, equinoccio de marzo. El Sol pasa por ese punto el 21 de marzo, aproximadamente.Punto libra, equinoccio de septiembre. El Sol pasa por ese punto el 22 de septiembre, aproximadamente.

Línea de los solsticios: es la línea perpendicular a los equinoccios dibujada sobre la eclíptica. Esta línea interseca a la esfera celeste en dos puntos:Punto cancer, solsticio de junio. El Sol pasa por este punto el 21 dejunio, aproximadamente.Punto capricornio, solsticio de diciembre. El Sol pasa por este puntoel 22 de diciembre, aproximadamente.

Solsticios

42

23º 27’

23º 27’

23º 27’

23º 27’

SOLSTICIOS

VERANO

INVIERNO

El Sol en diferentes lugares

En el Ecuador

Lejos del Ecuador

44

S N

E

W

Polo Norte celeste

Cenit

TRAYECTORIA APARENTE DEL SOL EN EL CIELO DEL HEMISFERIO NORTE

Solsticio de verano

Trópico de Capricornio

Trópico de Cáncer

Ecuador celeste

Φ

Solsticio de invierno

23º 27’

-23º 27’

Equinoccios

45

S N

E

W

Polo Norte celeste

Cenit

Estación de primavera / verano

Φ

Observador en Hemisferio Norte

δ

ΦDía cualquiera

δ declinaciónΦ latitud

TRAYECTORIA APARENTE DEL SOL

Movimiento aparente durante el año