Luna
La Luna es el único satélite natural de la Tierra. Es el astro más cercano a nosotros y el mejor conocido. Su diámetro es de menos de un tercio del terrestre (3.476 km), su superficie, una decimocuarta parte (37.700.000 km²), y
su volumen alrededor de una quincuagésima parte (21.860.000 km³).
Revoluciones de la Luna
Las revoluciones
de la Luna son la sinódica, sideral, trópica, draconítica y
anomalística.
La Luna tarda en girar una vuelta alrededor de la Tierra 27 d 7 h 43 min si consideramos el giro respecto al fondo estelar (revolución sideral), pero 29 d 12 h 44 min si la consideramos respecto
al Sol (revolución sinódica) y esto es porque en este lapso la Tierra
ha girado alrededor del Sol. (Ver mes). Esta última revolución rige las fases de la
Luna, eclipses y mareas lunisolares.
Como la Luna tarda el mismo tiempo en dar una vuelta sobre sí misma que en torno
a la Tierra, nos presenta siempre la misma cara. Esto se
debe a que la Tierra, por un efecto llamado gradiente gravitatorio, ha frenado completamente a la Luna. La
mayoría de los satélites regulares presentan este fenómeno respecto a sus planetas. Así pues hasta la época de la investigación
espacial (Lunik 3) fuimos incapaces de ver la cara oculta lunar que presenta una disimetría respecto a la cara
visible. El Sol ilumina siempre la mitad de la Luna, que no
tiene por qué coincidir con la cara que vemos, produciendo las fases de la Luna. La inmovilización aparente de la Luna
respecto a la Tierra se ha producido porque la gravedad terrestre
actúa sobre las irregularidades del globo lunar de forma que en el transcurso del tiempo la parte visible tiene 4 km menos de radio que la parte no visible, estando el centro de gravedad
lunar desplazado del centro lunar 1,8 km hacia la Tierra.
Revolución sinódica
Es el intervalo
de tiempo necesario para que la luna vuelva a tener una posición análoga con respecto al Sol y a la Tierra su duración es de 29 días, 12 h, 44 min, 2,78 s. También se le denomina lunación
o mes lunar.
Revolución sideral
Es el intervalo
de tiempo para que la longitud de la Luna aumenta en 360° ó
sea para que vuelva a tener una posición análoga con respecto a las estrellas su duración es de 27 días , 7 h, 43 min, 11,5
s
Revolución trópica
Es el lapso necesario
para que la Luna vuelva a tener igual longitud celeste. Su
duración es de 27 días, 7 h, 43 min, 4,7 s
Revolución draconítica
Es el tiempo que
tarda la Luna en pasar 2 veces consecutivas por el nodo ascendente.
Su duración es de 27 días, 5 h, 5 min, 36 s
Revolución anomalística
Es el intervalo
de tiempo que transcurre entre 2 pasos consecutivos de la Luna
por el perigeo. Su duración es de 27 días, 13 h, 18 min, 33 s
Movimiento
de traslación lunar
¿Por qué la Luna sale aproximadamente una hora más tarde cada día? Esto se explica fácilmente
conociendo la órbita de la Luna alrededor de la Tierra.
La Luna completa una vuelta alrededor de la Tierra aproximadamente una vez al mes. Si la Tierra no rotase sobre su propio eje, sería muy fácil detectar
el movimiento de la Luna en su órbita. Este movimiento hace
que la Luna avance alrededor de 12º en
el cielo cada día. Si la Tierra no rotara, lo que veríamos sería la Luna cruzando la bóveda celeste de oeste a este durante dos semanas, y luego estaría dos semanas ausente (durante las cuales la Luna sería visible en el lado opuesto del Globo).
Sin embargo, la Tierra completa un giro cada día (la dirección de giro es también hacia
el este). Así, cada día le lleva a la Tierra alrededor de
50 min más para estar de frente con la Luna nuevamente (lo
cual significa que nosotros podemos ver la Luna en el cielo.)
El giro de la Tierra y el movimiento orbital de la Luna se combinan, de tal forma que la salida de la Luna se retrasa del orden de 50 min cada día.
Para notar el movimiento
de la Luna en su órbita, hay que tener en cuenta su ubicación
en el momento de la puesta de Sol durante algunos días. Su movimiento orbital la llevará a un punto más hacia el este en el
cielo en el crepúsculo cada día.
Movimiento de rotación
La Luna gira sobre sí misma y le presenta a la tierra
constantemente el mismo hemisferio y esta rotación dura un tiempo igual al de una revolución sideral de la Luna. La inclinación del eje de rotación es de 88,3 ° con respecto al plano de
la eclíptica, la duración de la rotación de la Luna es exactamente
igual a la de su traslación alrededor de la Tierra.
Traslación de la Luna alrededor del
Sol
Al desplazarse en
torno del Sol la Tierra arrastre a su satélite y la forma
de la trayectoria que esta describe es una curva de tal naturaleza que dirige siempre su concavidad hacia el Sol la velocidad
con que nuestra satélite se desplaza en su orbita es de 1 km/s.
Libraciones
Debido a la excentricidad
de la orbita Lunar, a la inclinación del eje de rotación de la Luna
con respecto al plano de la eclíptica y al movimiento de rotación de la Tierra
en el curso de una revolución sideral, se logra ver una extensión superficial mayor que la de un hemisferio de nuestro satélite
algo como si estuviese animado de ligeros balanceos de este a oeste y de norte a sur, estos movimientos aparentes se conocen
con el nombre de libraciones y son 3: libraciones en longitud, libraciones en latitud y libración diurna.
Libración en
longitud
Se debe a que el
movimiento de rotación de la Luna es biforme mientras que su
velocidad anular no lo es. Es máxima en el perihelio y mínima en el apogeo. Debido a esa Libración nuestro satélite tiene un balanceo de oriente a poniente, gracias al
cual se logra ver la superficie convexa correspondiente a la de un huso de 7°.
Libración en latitud
Es debido a la inclinación
del eje de rotación de la Luna con respecto al plano de su
orbita y a la eclíptica. Dicho eje forma un ángulo de 88° 30’’ con el plano de la eclíptica y como el de la orbita
lunar es de 5º con respecto a la eclíptica entonces el ángulo formado con el eje de rotación de la Luna con el plano de su orbita es de 6° 30’.
Por lo tanto no solo no pueden verse el polo norte y el polo sur de la Luna
sino que se logra ver 6° 30’ más allá del
polo sur, esta libración es una especie de cabeceo de norte a sur en un tiempo que no es igual a una revolución sideral pues
es de 27,2 días.
Libración diurna
Se debe al hecho
del que el radio terrestre no es una cantidad despreciable con respecto a la distancia a la Luna, el valor de esta libración es de casi un grado valor aproximado
a su grado de paralaje.
Debido a las libraciones
se conoce un 9% más de la mitad de la Luna.
Sistema binario
La Luna por su tamaño es el sexto satélite del Sistema Solar. No obstante si se adopta como criterio de comparación el cociente de masas con su planeta resulta que Ganímedes es 1/12.500 de la masa de Júpiter, Titán es 1/4.700 la masa de Saturno y la Luna es 1/81,3 la masa de la Tierra. De está manera se podría que considerar el sistema Tierra-Luna como un sistema binario.
Órbita de la Luna
La Luna describe alrededor de la Tierra una elipse por lo que la distancia entre los dos astros varía y también la velocidad en la órbita. Dado que la rotación lunar es uniforme
y su traslación no, pues sigue las leyes de Kepler, se produce una Libración
en longitud que nos permite ver un poco de la superficie lunar al Este y al Oeste, que de no ser así no veríamos. El plano de la órbita
lunar esta inclinado respecto a la Eclíptica unos 5º por lo que se produce una Libración
en latitud que nos permite ver alternativamente un poco más allá del polo Norte o del Sur. Por ambos movimientos el total de superficie
lunar vista desde la Tierra alcanza un 59% del total. Cada
vez que la Luna cruza la eclíptica, si la Tierra y el Sol están sensiblemente alineados (Luna llena o Luna nueva ) se producirá un eclipse lunar o un eclipse solar.
La órbita de la Luna es especialmente compleja. La razón es que la Luna esta suficientemente lejos de la Tierra (384.400 km en promedio)
que la fuerza de gravedad ejercida por el Sol es significante. Dada la complejidad del movimiento, los nodos de la Luna, no están fijos, sino que dan una vuelta en 18,6 años. El eje de la elipse lunar no está fijo
y el apogeo y perigeo dan una vuelta completa en 8,85 años. La inclinación de la órbita varía entre 5º y 5º 18’. De hecho, para calcular la posición de la Luna con exactitud hace falta tener en cuenta por lo menos varios cientos de términos.
Los eclipses solares
y lunares
Se deben a una "extraordinaria"
casualidad. El Sol es 400 veces más grande pero también está 400 veces más lejos de modo que ambos tienen aproximadamente
el mismo tamaño angular. La Luna en un eclipse lunar pude contener hasta tres veces su diámetro dentro del cono de sombra causado por la Tierra. Por el contrario en un eclipse solar la Luna apenas tapa al Sol (eclipse
total) y en determinadas parte de su órbita, cuando está más distante no llega a ocultarlo del todo, dejando una franja anular
(eclipse anular). La complejidad del movimiento lunar dificulta el cálculo de los eclipses y se tiene que tener presente en
la periodicidad en que estos se producen (Periodo Saros).
Las mareas
En realidad, la Luna no gira en torno a la
Tierra, sino que Tierra y Luna giran en torno al centro de masas de ambos. Sin embargo, al ser la Tierra un cuerpo grande, la gravedad que sobre ella ejerce la Luna es distinta en cada punto. En el punto más próximo es mucho mayor que
en el centro de masas de la Tierra, y mayor en este que en
el punto más alejado de la Luna. Así, mientras la Tierra gira en torno al centro de gravedad del sistema Tierra-Luna, aparece
a la vez una fuerza que intenta deformarla, dándole el aspecto de un huevo. Este fenómeno se llama gradiente gravitatorio, el cuál produce las mareas. Al ser la Tierra
sólida la deformación afecta más a las aguas y es lo que da el efecto de que suban y bajen dos veces al día (sube en los puntos
más cercano y más alejado de la Luna).
Un efecto asociado
es que las mareas frenan a la Tierra en su rotación (pierde
energía debido a la friccíon de los océanos con el fondo del mar), y dado que el sistema Tierra-Luna tiene que conservar el
momento angular, la Luna lo compensa alejándose 3 cm cada año, como han demostrado las mediciones laser de la distancia posibles gracias a los reflectores que los astronautas dejaron en la Luna.
Atmósfera de la Luna
La Luna tiene una atmósfera casi insignificante, debido
a la baja gravedad, incapaz de retener moléculas de gas en su superficie. La totalidad de su composición aún se desconoce. El programa Apollo identificó átomos de helio y argón, y más tarde (en 1988), observaciones desde la Tierra añadieron
iones de sodio y potasio. La mayor parte de los gases en su superficie provienen de su interior.
Existe el temor
de que la masa de los gases de las naves que en la década del setenta han aterrizado en la Luna hayan creado una polución o contaminación de igual masa a la de su atmósfera. Aunque estos gases ya deben haber desaparecido,
aún hay una preocupación de que queden restos que impidan investigar sobre la atmósfera real de la Luna.
La ausencia de aire,
y en consecuencia de vientos, impide que se erosione la superficie que transporte tierra y arena, alisando y cubriendo sus
irregularidades. Debido a la ausencia de aire no se transmite el sonido. La falta de atmósfera también significa que la superficie
de la Luna no tenga ninguna protección con respecto al bombardeo
esporádico de cometas y asteroides. Además, una vez que se producen los impactos de éstos, los cráteres que resultan prácticamente no se degradan a través del tiempo por la falta de erosión.
Origen de la Luna
Al descubrir que
la composición de la Luna era la misma que la de la superficie
terrestre se supuso que su origen tenía que venir de la propia Tierra. Un cuerpo tan grande en relación a nuestro planeta difícilmente podía haber sido capturado
ni tampoco era probable que se hubiese formado junto a la Tierra. Así,
la mejor explicación de la formación de la Luna es que esta
se originó a partir de los pedazos que quedaron tras una cataclísmica colisión con un protoplaneta del tamaño de Marte en los albores del sistema solar. Esta teoría también explica la gran inclinación axial del eje de rotación terrestre que habría sido provocada por el impacto.
La enorme energía
suministrada por el choque fundió la corteza terrestre al completo y arrojó gran cantidad de restos incandescentes al espacio. Con el tiempo se formó
un anillo de roca alrededor de nuestro planeta hasta que, por acreción, se formó la Luna. Su órbita
inicial era mucho más cercana que la actual y el día terrestre era mucho más corto ya que la Tierra orbitaba más deprisa. Durante cientos de millones de
años la Luna ha estado alejándose lentamente
de la Tierra a la vez que ha ralentizado la rotación terrestre
debido a la transferencia de momento angular que se da entre los dos astros. Este proceso de alejamiento continúa actualmente a razón de
38 mm por año.
Tras su formación
la Luna experimentó un periodo cataclísmico datado en torno
a hace 3800-4000 millones de años en el que la Luna y los otros
cuerpos del Sistema Solar interior sufrieron violentos impactos de grandes asteroides. Este período, conocido como intenso bombardeo tardío (late heavy bombardment) formó la mayor parte de los cráteres observados en la Luna así como en Mercurio. El análisis de la superficie de la Luna
arroja importantes datos sobre este periodo final en la formación del Sistema solar.
Relieve lunar
Cuando Galileo apuntó su telescopio hacia la Luna
en 1610 pudo distinguir dos regiones superficiales distintas. A las regiones oscuras las denominó «mares», los cuales por supuesto no tienen agua y llevan nombres tales como Mar de la Serenidad y Mar de la
Fecundidad; son planicies con pocos cráteres. El resto de la superficie lunar es más brillante, y representa regiones más elevadas con una
alta densidad de cráteres, tales como Tycho y Clavius. En la superficie lunar también existen cadenas de montañas que llevan
nombres como Alpes y Apeninos, igual que en la Tierra.
La exploración
lunar
El Programa Lunik de la antigua Unión Soviética tuvo por objetivo llegar con naves no tripuladas a la Luna. El Lunik 3 logró fotografiar la cara oculta, Lunik 9 logró posarse suavemente, Lunik 10 orbitó por primera vez la Luna. Dos
vehículos Lunahod lograron pasearse por su superficie y tras el aterrizaje del Apollo 11 tripulado, la nave Lunik 16 trajo unos pocos gramos de polvo lunar a la
Tierra.
El programa Ranger estadouniense estrellaba sus naves contra la Luna
para lograr con sus cámaras fotos detalladas. Sólo Ranger 7, 8 y 9 lograron su objetivo. El programa Lunar Orbiter puso cinco naves no tripuladas en órbita lunar entre los años 1966-1967 para cartografiarla
y ayudar al Programa Apollo para poner un hombre en la Luna,
cosa que se logró con Apollo 11 el 21 de julio de 1969. Le sucedió el programa Surveyor que tras el Lunik 9 logró aterrizajes suaves de naves no tripuladas.
Las naves estadounidenses
Clementine, Lunar Prospector y la europea Smart 1 han representado una vuelta a la Luna,
abandonada desde 1973. Intentan detectar la presencia de vapor de agua mezclado con polvo lunar y procedente de cometas que se han estrellado cerca de los polos lunares en cráteres donde nunca son iluminados por el Sol.
En septiembre de
2005, la NASA (Agencia Espacial Estadounidense) anuncia el proyecto de un nuevo viaje tripulado a nuestro
satélite, programado para el año 2018.
Fase lunar
La Luna en su giro alrededor de la Tierra presenta un diferente aspecto visual según sea su posición con respecto al Sol. Cuando la Luna está entre la Tierra y el Sol, tiene orientada hacia la Tierra su cara no iluminada (Novilunio o Luna nueva). Una semana más tarde la Luna
ha dado 1/4 de vuelta y presenta media cara iluminada (Cuarto Creciente). Otra semana más y la Luna ocupa una posición alineada con el Sol y la Tierra, por lo cual desde la Teirra se aprecia toda la cara iluminada (Plenilunio o Luna llena). Una semana más tarde se produce el cuarto menguante. Transcurridas unas cuatro semanas estamos
otra vez en Novilunio.
El tiempo transcurrido
entre dos novilunios se llama mes lunar o mes sinódico y es de 29,53 días solares medios. Las fases de la Luna tienen
mucha relación con el establecimiento del calendario y sus diferentes periodos como semana y mes. Las fases lunares constituyen la base del calendario musulmán.
Los diferentes planetas
también tienen sus fases. Galileo fue el primero en descubrir que Venus presentaba fases como la Luna,
argumento que apoyaba la
Teoría heliocéntrica. Los planetas en órbitas interiores a la terrestre (Mercurio y Venus) pueden presentar fases elevadas. Debido a las diferentes condiciones geométricas de posición relativa entre el Sol, la Tierra y los planetas en órbitas exteriores éstos no poseen fases apreciables
observados desde la Tierra.
Eclipse
Un eclipse es un
suceso en el que la luz procedente de un cuerpo es bloqueada por otro. Los eclipses de Sol y de Luna puede ocurrir solamente cuando el Sol y la Luna
se alinean con la Tierra. Esto ocurre durante Luna nueva y Luna llena.
Desde un punto de
vista terrestre los eclipses pueden ser:
- Eclipse lunar - la Tierra oscurece el Sol,
desde punto de vista de la Luna.La Luna entra en la
zona de sombra de la Tierra.Esto sólo puede ocurrir
en luna llena.
- Eclipse solar - La Luna oscurece el Sol, desde
punto de vista de la Tierra. Esto sólo puede pasar
durante la luna nueva.
Eclipses en el Sistema
Solar
Los eclipses son
imposibles en Mercurio y Venus, debido a que carecen de lunas.
En Marte, solo son posibles eclipses parciales, porque ninguna de sus lunas tiene el suficiente tamaño
para cubrir el disco solar. Los eclipses marcianos se han fotografiado desde la superficie del planeta y orbitándolo.
Los gigantes gaseosos, que poseen muchas lunas, muestran frecuentemente eclipses. Los más destacados afectan a Júpiter, cuyas cuatro grandes lunas y su bajo eje de inclinación, hacen los eclipses rutinarios. Es
común observar las sombras de éstas sobre las nubes jovianas.
Plutón, con su gran luna Caronte, es también foco de numerosos eclipses.
Fuente bibliográfica
Wikipedia
