Las estrellas en la bóveda celeste

La rotación de la Tierra

Todos sabemos que la Tierra gira alrededor de su eje en aproximadamente 24 horas (veremos que el período de rotación de la Tierra no es exactamente de 24 horas). Desde el suelo, dicho movimiento se refleja en el movimiento aparente que sufren las estrellas y todos los astros y que se denomina movimiento diurno. Este movimiento es el responsable de que por ejemplo el Sol salga por el Este y se ponga por el Oeste cada día. Puesto que el Sol, los planetas, la Luna y todos los demás cuerpos celestes parecen girar de Este a Oeste, esto significa que en realidad la Tierra está animada del movimiento contrario, es decir, que gira de Oeste a Este. Vamos a ver como dicho movimiento afecta a la forma en que ven moverse las estrellas desde diferentes lugares de nuestro planeta. Ello ayudará a comprender por qué el cielo se ve girar como lo hace desde nuestras latitudes, y cómo se vería girar desde otras latitudes. Nos vamos a servir de manera intensiva en los conceptos aprendidos en la Ficha 1.

El cielo desde el Polo Norte

Si nos situamos justo sobre el Polo Norte, el horizonte y el cenit que tendremos son los que se indican en la Figura 1a y 1b.

Figura 1. a) derecha y b) izquierda

En la Figura 1a se representa la bóveda celeste, y una estrella situada cerca de la prolongación del eje de rotación de la Tierra. Si nos situamos sobre el Polo Norte exactamente, el eje de rotación coincidirá con nuestro cenit, y el horizonte será el plano marcado de gris. Cerca del cenit se sitúa una estrella a una distancia angular a, y la Luna a una distancia b. En la Figura 1b se representa lo que veríamos desde la superficie; tendríamos a la estrella a un ángulo a del cenit, dando vueltas y siguiendo una trayectoria exactamente paralela al horizonte, y a la Luna a una distancia del cenit b, siguiendo también una trayectoria paralela al horizonte. De hecho todas las demás estrellas visibles desde el Polo Norte siguen trayectorias paralelas al horizonte, y como se desprende de la figura, sólo vemos la mitad de las estrellas, la otra mitad está permanentemente oculta por debajo del horizonte. Por supuesto todos los astros efectúan una vuelta cada 24 horas.

El cielo desde el ecuador

Si nos situamos en el ecuador, el horizonte y el cenit que tendremos son los que se indican en la Figura 1a y 1b.

Figura 2. a) izquierda y b) derecha.

En este caso se representa como se verían la estrella y la Luna desde el ecuador. a y b representan otra vez las distancias angulares desde el cenit. En este caso el eje de rotación es perpendicular al cenit, y todos los astros parecen describir trayectorias perpendiculares al horizonte. A diferencia del polo, se puede ver que a medida que la Tierra va girando, es posible ver todas las estrellas de la bóveda celeste. Se trata pues de una posición muy interesante desde el punto de vista astronómico.

El cielo desde nuestras latitudes (~40ºN)

En una latitud intermedia como la nuestra, las Figuras 3a y 3b representan la situación y cómo se verían nuevamente la estrella y la Luna.

Figura 3. a) izquierda y b) derecha.

Para una latitud intermedia como es la nuestra, vemos que los astros en el cielo siguen trayectorias inclinadas, tal y como se muestra en las figuras.

Estrellas circumpolares

De todos los casos vistos, se comprueba que las estrellas se ven girar en torno al punto en que el eje de rotación de la Tierra corta la bóveda celeste. Al eje imaginario, alrededor del cual parecen girar todas las estrellas se le denomina eje del mundo. Además es patente que el eje del mundo tiene la inclinación de la latitud del lugar. Por ejemplo, en la Figura 1, al estar situados en el polo norte, la latitud del punto de observación es de 90º, y el eje del mundo está elevado 90º sobre el horizonte, mientras que en el caso del ecuador su inclinación es de 0º, poniendo de manifiesto la latitud del lugar.

En el caso de las Figuras 3a y 3b, se observa que hay algunas estrellas que nunca se ponen por debajo del horizonte, mientras que hay otras que nunca son visibles y que se encuentran cerca del polo sur. A las estrellas que nunca se ocultan se les denomina estrellas circumpolares. Por ejemplo, desde el Polo Norte todas las estrellas visibles son circumpolares, ya que ninguna se pone, mientras que en el ecuador no existen estrellas circumpolares.

La Figura 4 también muestra por qué desde una latitud intermedia hay un grupo de estrellas que siempre se ve sobre el horizonte mientras que hay otro que nunca se ve, en función de como el horizonte del observador va barriendo la bóveda celeste. Los círculos rojos representados son las trayectorias de los límites norte y sur sobre la bóveda celeste. Podemos ver que por encima del límite norte del horizonte, siempre hay un grupo de estrellas que no son nunca ocultadas por éste, mientras que por debajo del límite sur, hay otra zona de la bóveda celeste que nunca es visible. Precisamente el grupo de estrellas que se sitúan sobre el límite norte son las denominadas estrellas circumpolares, que nunca se ponen.

Figura 4. Al girar la Tierra, también gira el horizonte para un punto determinado sobre su superficie. Para latitudes intermedias, las estrellas que son siempre visibles son las circumpolares, mientras que las que son invisibles son las que siempre están por debajo del horizonte.