Equinoccio (coordenadas celestes)
En astronomía , un equinoccio es cualquiera de los dos lugares de la esfera celeste en los que la eclíptica interseca el ecuador celeste . [1] [2] [3] Aunque hay dos intersecciones de este tipo , el equinoccio asociado con el nodo ascendente del Sol se utiliza como el origen convencional de los sistemas de coordenadas celestes y se lo denomina simplemente "el equinoccio". A diferencia del uso común de los equinoccios de primavera/vernal y de otoño , el equinoccio del sistema de coordenadas celestes es una dirección en el espacio en lugar de un momento en el tiempo.
En un ciclo de unos 25.800 años, el equinoccio se mueve hacia el oeste con respecto a la esfera celeste debido a fuerzas perturbadoras ; por lo tanto, para definir un sistema de coordenadas, es necesario especificar la fecha para la que se elige el equinoccio. Esta fecha no debe confundirse con la época . Los objetos astronómicos muestran movimientos reales, como movimientos orbitales y propios , y la época define la fecha para la que se aplica la posición de un objeto. Por lo tanto, una especificación completa de las coordenadas de un objeto astronómico requiere tanto la fecha del equinoccio como de la época. [4]
El equinoccio y la época estándar que se utilizan actualmente son J2000.0, que corresponde al 1 de enero de 2000 a las 12:00 TT . El prefijo "J" indica que se trata de una época juliana. El equinoccio y la época estándar anteriores eran B1950.0, y el prefijo "B" indicaba que se trataba de una época besseliana. Antes de 1984 se utilizaban equinoccios y épocas besselianas. Desde entonces se han utilizado equinoccios y épocas julianas. [5]
Movimiento del equinoccio
El equinoccio se mueve, en el sentido de que a medida que avanza el tiempo se encuentra en una posición diferente con respecto a las estrellas distantes. En consecuencia, los catálogos de estrellas a lo largo de los años, incluso en el transcurso de unas pocas décadas, enumerarán diferentes efemérides . [6] Esto se debe a la precesión y la nutación, que pueden modelarse, así como a otras fuerzas perturbadoras menores que solo pueden determinarse mediante la observación y, por lo tanto, se tabulan en los almanaques astronómicos.
Precesión
La precesión del equinoccio fue observada por primera vez por Hiparco en el año 129 a. C., al anotar la ubicación de Spica con respecto al equinoccio y compararla con la ubicación observada por Timocharis en el año 273 a. C. [7] Es un movimiento de largo plazo con un período de 25.800 años.
Inclinación
La nutación es la oscilación del plano de la eclíptica. Fue observada por primera vez por James Bradley como una variación en la declinación de las estrellas. Bradley publicó este descubrimiento en 1748. Como no tenía un reloj lo suficientemente preciso, Bradley desconocía el efecto de la nutación en el movimiento del equinoccio a lo largo del ecuador celeste, aunque ese es en la actualidad el aspecto más significativo de la nutación. [8] El período de oscilación de la nutación es de 18,6 años.
Equinoccios y épocas
Equinoccios y épocas besselianas
Una época besseliana, llamada así por el matemático y astrónomo alemán Friedrich Bessel (1784-1846), es una época que se basa en un año besseliano de 365,242198781 días, que es un año tropical medido en el punto donde la longitud del Sol es exactamente 280°. Desde 1984, los equinoccios y épocas besselianos han sido reemplazados por equinoccios y épocas julianos. El equinoccio y época estándar actuales son J2000.0, que es una época juliana.
Las épocas besselianas se calculan según:
- B = 1900.0 + ( fecha juliana − 2415020.31352) / 365.242198781
El equinoccio y la época estándar anteriores fueron B1950.0, una época besseliana.
Dado que la ascensión recta y la declinación de las estrellas cambian constantemente debido a la precesión , los astrónomos siempre las especifican con referencia a un equinoccio en particular. Los equinoccios besselianos utilizados históricamente incluyen B1875.0, B1900.0, B1925.0 y B1950.0. Los límites oficiales de las constelaciones se definieron en 1930 utilizando B1875.0.
Equinoccios y épocas julianas
Una época juliana es una época que se basa en años julianos de exactamente 365,25 días. Desde 1984, se utilizan las épocas julianas en lugar de las épocas besselianas anteriores.
Las épocas julianas se calculan según:
- J = 2000,0 + ( fecha juliana − 2451545,0)/365,25
El equinoccio y la época estándar actualmente en uso son J2000.0, que corresponde al 1 de enero de 2000, a las 12:00 hora terrestre .
J2000.0
La época J2000.0 es exactamente la fecha juliana 2451545.0 TT ( Tiempo Terrestre ), o 1 de enero de 2000, mediodía TT. Esto es equivalente al 1 de enero de 2000, 11:59:27.816 TAI o al 1 de enero de 2000, 11:58:55.816 UTC .
Dado que la ascensión recta y la declinación de las estrellas cambian constantemente debido a la precesión (y, en el caso de las estrellas relativamente cercanas, debido al movimiento propio ), los astrónomos siempre las especifican con referencia a una época en particular. La época anterior que se utilizaba de manera estándar era la época B1950.0.
Cuando se utilizan el ecuador y el equinoccio medios de J2000 para definir un marco de referencia celeste, dicho marco también puede denominarse coordenadas J2000 o simplemente J2000. Esto es diferente del Sistema Internacional de Referencia Celeste (ICRS): el ecuador y el equinoccio medios en J2000.0 son distintos y de menor precisión que el ICRS, pero coinciden con el ICRS en la precisión limitada del primero. El uso de las ubicaciones "medias" significa que la nutación se promedia o se omite. Esto significa que el polo norte rotacional de la Tierra no apunta exactamente al polo celeste J2000 en la época J2000.0; el polo verdadero de la época se aleja del polo medio. Las mismas diferencias se aplican al equinoccio. [9]
La "J" en el prefijo indica que se trata de un equinoccio o época juliana y no de un equinoccio o época besseliana.
Equinoccio de fecha
La expresión " equinoccio (y eclíptica/ecuador) de fecha " tiene un significado especial . Este marco de referencia se define por las posiciones de la eclíptica y el ecuador celeste en la fecha/época en la que se especifica la posición de otra cosa (normalmente un objeto del sistema solar). [10]
Otros equinoccios y sus épocas correspondientes
Otros equinoccios y épocas que se han utilizado incluyen:
- El Bonner Durchmusterung iniciado por Friedrich Wilhelm August Argelander utiliza B1855.0
- El catálogo de Henry Draper utiliza B1900.0
- Los límites de las constelaciones se definieron en 1930 a lo largo de líneas de ascensión recta y declinación para la época B1875.0.
- Ocasionalmente, se han utilizado equinoccios no estándar, como B1925.0 y B1970.0.
- El Catálogo Hipparcos utiliza el sistema de coordenadas del Sistema Internacional de Referencia Celeste (ICRS) (que es esencialmente [ aclaración necesaria ] el equinoccio J2000.0) pero utiliza una época de J1991.25. Para objetos con un movimiento propio significativo , suponer que la época es J2000.0 conduce a un gran error de posición. Suponer que el equinoccio es J1991.25 conduce a un gran error para casi todos los objetos. [11]
Las épocas y equinoccios de los elementos orbitales suelen expresarse en tiempo terrestre , en varios formatos diferentes, entre ellos:
- Fecha gregoriana con horario de 24 horas: 1 de enero de 2000, 12:00 TT
- Fecha gregoriana con día fraccionario: 2000 Enero 1,5 TT
- Día juliano con día fraccionario: JDT 2451545.0
- Formato de elementos de dos líneas de NASA / NORAD con día fraccional: 00001.50000000
El tiempo sideral y la ecuación de los equinoccios
El tiempo sideral es el ángulo horario del equinoccio. Sin embargo, existen dos tipos: si se utiliza el equinoccio medio (aquel que solo incluye la precesión), se denomina tiempo sideral medio; si se utiliza el equinoccio verdadero (la ubicación real del equinoccio en un instante dado), se denomina tiempo sideral aparente. La diferencia entre estos dos se conoce como ecuación de los equinoccios, y está tabulada en el Almanaque Astronómico . [12]
Un concepto relacionado se conoce como ecuación de los orígenes, que es la longitud del arco entre el origen intermedio celeste y el equinoccio. Alternativamente, la ecuación de los orígenes es la diferencia entre el ángulo de rotación de la Tierra y el tiempo sideral aparente en Greenwich.
El papel cada vez menor del equinoccio en la astronomía
En la astronomía moderna, la eclíptica y el equinoccio están perdiendo importancia como conceptos de referencia necesarios o incluso convenientes (el equinoccio sigue siendo importante en el uso civil ordinario, para definir las estaciones, sin embargo). Esto se debe a varias razones. Una razón importante es que es difícil precisar qué es la eclíptica, e incluso hay cierta confusión en la literatura al respecto. [13] ¿Debería estar centrada en el centro de masas de la Tierra o en el baricentro Tierra-Luna?
Además, con la introducción del Marco de Referencia Celeste Internacional , todos los objetos cercanos y lejanos se ponen fundamentalmente en relación con un marco grande basado en fuentes de radio fijas muy distantes, y la elección del origen es arbitraria y se define para la conveniencia del problema en cuestión. No hay problemas significativos en astronomía donde sea necesario definir la eclíptica y el equinoccio. [14]
Referencias
- ^ Almanaque astronómico para el año 2019. Washington, DC: Observatorio Naval de los Estados Unidos. 2018. pág. M6. ISBN 978-0-7077-41925.
- ^ Barbieri, Cesare (2007). Fundamentos de astronomía . Nueva York: Taylor and Francis Group. pág. 31. ISBN 978-0-7503-0886-1.
- ^ "Nomenclatura de la IAU para la astronomía fundamental". Observatorio de París . 2007. Consultado el 23 de diciembre de 2018 .
- ^ Seidelmann, P. Kenneh, ed. (1998). Suplemento explicativo del Almanaque astronómico . Mill Valley, CA: University Science Books. pág. 12. ISBN 978-0-935702-68-2.
- ^ Montenbruck, Oliver; Pfleger, Thomas (2005). Astronomy on the Personal Computer, pág. 20 (3.ª edición corregida de la 4.ª ed.). ISBN 9783540672210. Recuperado el 23 de enero de 2019 .
- ^ Chartrand, Mark R. (1991). Guía de campo de la Sociedad Audubon para el cielo nocturno . Nueva York: Alfred A. Knopf. p. 53. Bibcode :1991asfg.book.....C. ISBN 978-0-679-40852-9.
- ^ Barbieri, Cesare (2007). Fundamentos de astronomía . Nueva York: Taylor and Francis Group. pág. 71. ISBN 978-0-7503-0886-1.
- ^ Barbieri, Cesare (2007). Fundamentos de astronomía . Nueva York: Taylor and Francis Group. pág. 72. ISBN 978-0-7503-0886-1.
- ^ Hilton, JL; Hohenkerk, CY (2004). "Matriz de rotación desde el ecuador dinámico medio y el equinoccio en J2000.0 hasta el ICRS". Astronomía y Astrofísica . 413 (2): 765–770. Bibcode :2004A&A...413..765H. doi : 10.1051/0004-6361:20031552 .
- ^ Seidelmann, PK; Kovalevsky, J. (septiembre de 2002). "Aplicación de los nuevos conceptos y definiciones (ICRS, CIP y CEO) en astronomía fundamental". Astronomía y astrofísica . 392 (1): 341–351. Bibcode :2002A&A...392..341S. doi : 10.1051/0004-6361:20020931 . ISSN 0004-6361.
- ^ Perryman, MAC; et al. (1997). "El catálogo de Hipparcos". Astronomía y astrofísica . 323 : L49–L52. Código Bibliográfico :1997A&A...323L..49P.
- ^ Almanaque astronómico para el año 2019. Washington, DC: Observatorio Naval de los Estados Unidos. 2018. pág. B21–B24, M16. ISBN 978-0-7077-41925.
- ^ Barbieri, Cesare (2007). Fundamentos de astronomía . Nueva York: Taylor and Francis Group. pág. 74. ISBN 978-0-7503-0886-1.
- ^ Capitaine, N.; Soffel, M. (2015). «Sobre la definición y el uso de la eclíptica en la astronomía moderna». Actas de las Journées 2014 «Systèmes de référence spatio-temporels»: «Recent developments and prospects in earth-based and space astrometry» (Sistemas de referencia espacio-temporales): «Recientes avances y perspectivas en la astrometría terrestre y espacial ». pp. 61–64. arXiv : 1501.05534 . ISBN. 978-5-9651-0873-2.
Enlaces externos
- Sistema de coordenadas celestes, UTK
