Coordenadas usadas en astronomía

Esta entrada trata de los distintos tipos de coordenadas que se usan en astronomía/astrofísica, para localizar la posición de los objetos celestes, así como la elaboración de mapas y cartas, usando los mismos.

Antes de nada, las coordenadas representan la dirección en la que se encuentra el objeto concreto. Podríamos considerar el cielo como una cúpula esférica sobre la cual están situadas las estrellas. Lo único que se indica pues, es hacia donde está esa estrella concreta, la distancia es irrelevante hablando solo de sus coordenadas. Es frecuente el uso de dos ángulos, uno “vertical” y otro “horizontal” que nos permite desplazarnos por la bóveda al variar éstos. Es, pues, un sistema de coordenadas esféricas

Primero enumero los tipos de coordenadas que hay, o al menos los más usados, desconozco la existencia de otros tipos pero no la descarto:

  • Horizontales
  • Ecuatoriales (horarias y absolutas)
  • Eclípticas
  • Galácticas

Las horizontales son las más básicas y quizá las más intuitivas. Se basan en una altitud de la estrella, siendo esta el ángulo que hay entre el horizonte y dicha estrella (nunca mayor que 90º, que sería justo la posición más elevada del cielo, llamado cenit). La otra componente que nos permite saber la dirección horizontal, llamado acimut, que puede describir hasta 360 grados. Los acimut empiezan a contarse desde el sur, en sentido horario.

Pongamos un ejemplo para que se entienda: tenemos una estrella que está hacia el oeste justo, y a medio camino de altura entre el horizonte y el cenit. Las coordenadas horizontales para tal estrella serán 90º acimut, y unos 45º de altitud. Si la misma estrella estuviera a la misma altura pero en el norte de nuestra posición, los acimut serían 180º, si fuera al este 270º y finalmente en el sur 0º o 360º.

Este tipo de coordenadas tiene una desventaja considerable, al determinar las coordenadas de la estrella para un sitio concreto. Una estrella que se ve desde una ciudad, se verá en una distinta posición “aparente” desde otra (u otro país). Suele ser usado por aficionados a la astronomía.

Las ecuatoriales pueden ser absolutas u horarias. Tomando como referencia el ecuador celeste (que es digamos, el ecuador del cielo, que sería “coincidente” con el ecuador terrestre). La ventaja de tomar el ecuador como altitud (llamado declinación ahora) 0, es lógico si pensamos que la Tierra rota sobre el eje que une los polos. Entonces, en base al ecuador, las estrellas describen movimientos circulares.

Vemos como aparentemente las estrellas giran en círculos concéntricos a la estrella polar (polo norte celeste).

Las ecuatoriales horarias consideran, lo que en horizontales eran los acimut, como el ángulo horario siendo 0 en el meridiano de lugar. Los meridianos son líneas imaginarias que van de polo a polo, el de lugar es el meridiano que pasa por la posición en la que se encuentra el observador.

Para las ecuatoriales absolutas, es exactamente lo mismo pero el ángulo horario es fijo para cualquier posición, ya que se considera cero en el punto de Aries y se llama ascensión recta. Estas son las coordenadas más usadas en astrofísica, simbolizándose la ascensión recta (en horas, minutos y segundos) como “alpha” y la declinación como “delta”. Son las más usadas en astrofísica, puede comprobarse buscando una estrella en la Wikipedia y mirando en el marco de la derecha donde aparecen datos de la misma, y apreciamos la ascensión recta y la declinación. Un inciso en este tema es que, al moverse el sistema solar por la galaxia, las estrellas además se mueven con distintas velocidades, puede haber variaciones en las coordenadas ecuatoriales (aunque sean independientes de la rotación de la Tierra). Todas las coordenadas vienen dadas para J2000, o fecha juliana 2000, esto es la posición de las estrellas el día 1 de Enero de 2000 D.C. a las 12 del mediodía (UTC). O sea, cuando el sol cruzaba el meridiano de Greenwich.

Comento de forma breve qué es el punto de Aries, que además tiene algo de relación con las próximas coordenadas. En la Tierra tenemos el llamado plano ecuatorial, que sería un plano que se extiende cortando el ecuador y alejándose de la Tierra. Obviamente es algo imaginario. Por otro lado tenemos el plano de la eclíptica, que es el plano en el que se mueven los planetas. Para entender el punto de Aries, es el punto en el que el sol cruza del hemisferio sur al norte. Es también cuando empieza la primavera en el hemisferio norte, a partir de entonces el sol seguirá “subiendo” en el cielo hasta llegar a su máximo en el solsticio de verano (cuando comienza el verano, cae cerca de San Juan en España). Luego el sol baja y vuelve a cruzar el plano ecuatorial pero pasando esta vez del hemisferio norte al sur (punto de Libra o equinoccio de otoño) y sigue bajando hasta llegar al mínimo, que sería el solsticio de invierno (navidad, aproximadamente), para posteriormente volver a subir hasta llegar de nuevo al punto de Aries… Y así suceden las estaciones y los años.

Entendido esto, paso a las coordenadas eclípticas. Tenemos por un lado, el plano de la eclíptica antes descrito y por otro el también ya descrito plano del ecuador celeste. Como el eje de rotación de la Tierra está inclinado respecto al de la eclíptica (como dije, es el plano de la órbita de la Tierra y la mayoría de planetas), estos están inclinados 23,5º aproximadamente uno respecto al otro. A partir, nuevamente, del punto de aries y sobre la eclíptica tenemos la coordenada de la longitud celeste, y la latitud celeste es el ángulo (altura, podríamos decir informalmente) que forma el objeto con dicho plano. Es usado sobretodo para planetas del sistema solar, ya que se mantienen siempre sobre la línea de la eclíptica (latitud celeste 0).

Finalmente tenemos las coordenadas galácticas, útiles para situar otras estrellas de la Vía Láctea. Nuestra galaxia es más o menos plana, y consideramos ese plano como la base de las coordenadas. El Sol y todas las estrellas giran alrededor del centro galáctico. Un año galáctico es aproximadamente lo que tarda el sistema solar en dar una vuelta a la galaxia (unos 250 millones de años). Las dos componentes usadas son, la longitud galáctica, que se mide respecto al plano galáctico desde el sol, siendo el centro de la galaxia longitud cero. La latitud galáctica es el ángulo que forma un objeto siendo el plano galáctico latitud cero (va de +90º a -90º).

Vemos pues que, suele repetirse un patrón a la hora de determinar un sistema de coordenadas astronómicas, y suele consistir en escoger un plano y considerar los ángulos del mismo así como la altura respecto a este.

Es un tema algo confuso que requiere de habilidad para expresarse así como buena visión espacial del lector, por lo que dejo imágenes de los sistemas de coordenadas para mayor claridad:

Coordenadas horizontales.

Coordenadas ecuatoriales (RA significa Right Ascension, y DEC para declination).

Coordenadas ecuatoriales también, pero se aprecia como está de base el plano de la eclíptica, y la inclinación entre ambos (de 23,5º), por lo que puede facilitar el entendimiento de las coordenadas eclípticas.

Coordenadas galácticas (l es la longitud galáctica y b la latitud galáctica).

Saludos y hasta la próxima

Kapteyn

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