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lunes, 18 de diciembre de 2023

Llega el Invierno

La semana pasada no pudimos publicar nuestro acostumbrado artículo, pero os compensamos ahora con uno bastante extenso sobre el Invierno, esperamos que os guste.

Esté nevando o el tiempo sea suave, haya temperaturas bajo cero o un molesto bochorno, las personas que viven en el Hemisferio Norte siempre consideran que alrededor del día 22 de diciembre, comienza el Invierno. Lo cierto es que los fenómenos meteorológicos no son los que determinan el comienzo de las estaciones, sino que este papel corresponde a los fenómenos astronómicos. Este año, en particular, el Invierno comenzará en el Hemisferio Norte el día 22 de diciembre de 2023 a las 03:27 (Tiempo Universal Coordinado) que corresponderá a la misma hora en Canarias y Portugal y a las 04:27 en el resto de la Península Ibérica y Baleares; este evento se conoce como Solsticio de Invierno en el Hemisferio Norte y Solsticio de Verano en el Hemisferio Sur. El Invierno durará hasta el 20 de marzo de 2024, día en que comenzará la Primavera.

Posición de la Tierra respecto al Sol
durante el Solsticio de Invierno
¿Qué tiene de especial ese preciso instante para definir el inicio del Invierno? Ocurre que en ese momento la Tierra pasa por el punto de su órbita alrededor del Sol desde el cual el propio Sol presenta su máxima declinación Sur, es decir que el polo norte alcanza su máxima inclinación respecto al Sol. Durante el día en que esto ocurre, el Sol alcanza su menor elevación al mediodía y describe en el cielo su trayectoria más corta; por tanto es el día del año con menos horas de luz solar. Desde luego todo lo dicho ocurre exactamente al contrario en el Hemisferio Sur: el sol alcanza su mayor elevación, describe el arco más largo y es el día con mayor número de horas de luz solar: es el comienzo del Verano Austral (o del Hemisferio Sur).

El Invierno Boreal (o del Hemisferio Norte) es la estación más corta del año y no llega a los 89 días de duración. El motivo es que la órbita de la Tierra alrededor del Sol no es una circunferencia sino una elipse, y nuestro invierno coincide con la época del año que la Tierra está más cerca del Sol y, por lo tanto, cuando la Tierra se mueve a mayor velocidad por su trayectoria (Si hay interés entraremos en detalles de por qué esto es así en otro artículo; por el momento nos conformaremos con decir que así lo determina la Segunda Ley de Kepler).

Otros datos curiosos sobre el Solsticio de Invierno: 
SOL INVICTUS
Siglo III, Pesinunte, Asia Menor
  • Puede ocurrir entre el 20 y el 23 de diciembre, debido a la relación de la secuencia de años bisiestos (cuenta hecha a conveniencia del calendario humano) con la duración real de cada órbita terrestre. 
  • Su nombre viene del latín SOLSTITIUM, o Sol Quieto, ya que su altura al mediodía sobre el horizonte parece no variar durante varios días. Cuando ya el Sol aparece más alto sobre el horizonte, el día 25 de diciembre, se celebraba en el Imperio Romano la fiesta de DIES NATALIS SOLIS INVICTI o Día del Nacimiento del Sol Invicto, cuando se festejaba que los días iban a ser cada vez más largos. Esta fiesta es el origen de la actual Navidad cristiana.
  • En el Círculo Polar Ártico, que se encuentra en el paralelo de latitud 66º 34' Norte, durante el día del Solsticio de Invierno no llega a salir el Sol y por lo tanto se disfruta de una noche de 24 horas. Más al Norte del Círculo Polar Ártico hay más de un día completo sin que salga el Sol, hasta llegar al Polo Norte con 6 meses de noche continua cuya mitad coincide con el Solsticio. Más al Sur del Círculo Polar Ártico (y hasta el Círculo Polar Antártico) no hay ningún día completo sin que aparezca el Sol.
  • En el Círculo Polar Antártico el Sol estará por encima del horizonte 24 horas, coincidiendo con su Solsticio de Verano. En el Ecudador, como cada día del año, tendrán 12 horas de luz y 12 horas de noche.
  • Algunos errores comunes sobre el Solsticio de Invierno incluyen la creencia de que los días serán más cortos cuando en realidad empiezan a crecer respecto a las noches; que la Tierra está más lejos del Sol, cuando en realidad está más cerca que en el Verano Boreal; y que durante el Solsticio la Tierra está en su punto más cercano (o lejano) al Sol cuando en realidad esto sucederá el 3 de enero.
Desde un punto de vista del astrónomo aficionado, comienza la mejor época del año, si nos olvidamos del frío nocturno: las noches largas y secas permiten las mejores observaciones, tanto con telescopio como a simple vista.

Es el momento de admirar las estrellas que yo llamo Las Ocho Grandes del Invierno: Betelgeuse (supergigante roja) y Rigel en la constelación de Orión; Aldebarán en Tauro; Capella en Auriga; Cástor y Pólux en Géminis; Procyon en Can Menor; y la más brillante de todas las estrellas del cielo terrestre: Sirius en Can Mayor. Con seis de ellas se forma el llamado Hexágono del Invierno, dejando a Betelgeuse dentro y a Cástor un poquito fuera.

Hexágono del Invierno

Otro fenómeno muy interesante de las noches de Invierno son las lluvias de meteoros, conocidas popularmente como "lluvias de estrellas"; en particular las Úrsidas, con máximo el 22 de diciembre y las Cuadrántidas, cuyo máximo se espera para el 3 de enero.

Aprovechad también para disfrutar de Saturno y Júpiter al anochecer, ya que ambos se irán acercando al Sol y Saturno dejará de ser visible antes de Primavera. Por cierto que en Marzo será posible distinguir Mercurio al anochecer, solo para aquellos afortunados que vivan en Cózar. En las ciudades es prácticamente imposible.

Para finalizar trataremos un hecho astronómico fundamental: el origen de las estaciones está, precisamente, en el hecho de que el eje de rotación de la Tierra forma un determinado ángulo con el plano de la órbita de la Tierra alrededor del Sol, concretamente un ángulo de 23º 26', lo que provoca que los rayos del Sol incidan sobre la superficie terrestre de manera diferente a lo largo de un año completo. El Solsticio de Invierno marca el momento de menor inclinación de los rayos solares sobre el Hemisferio Norte.

Las estaciones del Hemisferio Norte

Pero, y aquí vamos a utilizar el maravilloso libro de Yakov Perelman Astronomía Recreativa, ¿qué sucedería si el eje de la Tierra fuera perpendicular al plano de su órbita? Pues ocurriría ni más ni menos que no tendríamos alternancia de estaciones, porque cada punto del globo terrestre se enfrentaría a los rayos del Sol siempre con el mismo ángulo a lo largo del año; y por tanto tendríamos siempre la misma estación. 

¿Cómo llamaríamos a esta esta estación? Tal vez se llamaría Primavera en las zonas templadas y polares, aunque igualmente se podría llamar Otoño. En las zonas "tropicales" (entre comillas porque ya no habría trópicos en el sentido actual) el cambio no sería tan grande y podríamos hablar de eterno Verano. En todas estas zonas de la Tierra día y noche serían siempre iguales, como si estuviésemos en un perpetuo equinoccio. 

Sin embargo en las zonas polares (o mejor, cercanas a los polos porque igualmente los Círculos Polares ya no tendrían sentido) sí que se apreciarían cambios notables: la refracción atmosférica provocaría que el Sol siempre apareciera ligeramente elevado sobre el horizonte. Ambos Polos estarían en una especie de amanecer perpetuo y, aunque el calor recibido sería poco debido a que los rayos solares incidirían con muy poco ángulo, sería de forma continua con lo que el clima seguramente sería mucho más cálido.

Os dejamos como pregunta, ¿qué pasaría si el eje de la Tierra fuera paralelo a su plano orbital? Como ayuda podéis usar el gráfico de Yakov Perelman con el que nuestro genial divulgador responde a esta cuestión. Esperamos vuestros comentarios y preguntas.

Astronomía Recreativa, de Yakov Perelman
Gráfico 16

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