Mapa astronómico

Mapa astronómico, cualquier representación cartográfica de las estrellas, galaxias o superficies de los planetas y la Luna. Los mapas modernos de este tipo se basan en un sistema de coordenadas análogo a la latitud y longitud geográfica. En la mayoría de los casos, los mapas modernos se compilan a partir de observaciones fotográficas realizadas con equipos basados ​​en la Tierra o con instrumentos transportados a bordo de naves espaciales.

Naturaleza y significado

Las estrellas más brillantes y las agrupaciones de estrellas son fácilmente reconocidas por un observador experimentado. Los cuerpos celestes mucho más débiles se pueden localizar e identificar solo con la ayuda de mapas astronómicos, catálogos y, en algunos casos, almanaques.

Las primeras cartas astronómicas, globos y dibujos, a menudo decorados con figuras fantásticas, representaban las constelaciones, agrupaciones reconocibles de estrellas brillantes conocidas por nombres imaginativamente elegidos que han sido durante muchos siglos una delicia para el hombre y una ayuda confiable para la navegación. Varias tumbas reales egipcias del segundo milenio antes de Cristo incluyen pinturas de figuras de constelaciones, pero no pueden considerarse mapas precisos. Los astrónomos griegos clásicos usaban mapas y globos; desafortunadamente, no hay ejemplos que sobrevivan. Quedan numerosos pequeños globos celestes metálicos de fabricantes islámicos del siglo XI en adelante. Las primeras planisferas impresas (representaciones de la esfera celeste en una superficie plana) se produjeron en 1515, y los globos celestes impresos aparecieron aproximadamente al mismo tiempo.

La astronomía telescópica comenzó en 1609 y, a fines del siglo XVII, el telescopio se estaba aplicando en el mapeo de las estrellas. En la última parte del siglo XIX, la fotografía dio un poderoso impulso a la elaboración precisa de gráficos, que culminó en la década de 1950 en la publicación de National Geographic Society – Palomar Observatory Sky Survey, una representación de la parte del cielo visible desde el Observatorio Palomar en California.

Muchos mapas modernos utilizados por observadores aficionados y profesionales del cielo muestran estrellas, nebulosas oscuras de polvo oscuro y nebulosas brillantes (masas de materia tenue y brillante). Los mapas especializados muestran fuentes de radiación de radio, fuentes de radiación infrarroja y objetos cuasi estelares que tienen desplazamientos al rojo muy grandes (las líneas espectrales se desplazan hacia longitudes de onda más largas) e imágenes muy pequeñas. Los astrónomos del siglo XX dividieron todo el cielo en 88 áreas, o constelaciones; Este sistema internacional codifica el nombramiento de estrellas y patrones de estrellas que comenzaron en tiempos prehistóricos. Originalmente, solo se daban nombres a las estrellas más brillantes y a los patrones más llamativos, probablemente en función de la apariencia real de las configuraciones. Desde el siglo XVI, los navegantes y los astrónomos han ido rellenando progresivamente todas las áreas que los antiguos no habían designado.

La esfera celestial

Para cualquier observador, antiguo o moderno, el cielo nocturno aparece como un hemisferio que descansa sobre el horizonte. En consecuencia, las descripciones más simples de los patrones de estrellas y de los movimientos de los cuerpos celestes son los que se presentan en la superficie de una esfera.

La rotación diaria de la Tierra hacia el este sobre su eje produce una aparente rotación diurna hacia el oeste de la esfera estrellada. Por lo tanto, las estrellas parecen girar alrededor de un polo celeste norte o sur, la proyección en el espacio de los propios polos de la Tierra. Equidistante de los dos polos es el ecuador celeste; Este gran círculo es la proyección al espacio del ecuador terrestre.

Aquí se ilustra la esfera celeste vista desde alguna latitud norte media. Parte del cielo adyacente a un polo celeste siempre es visible (el área sombreada en el diagrama), y un área igual sobre el polo opuesto siempre es invisible debajo del horizonte; El resto de la esfera celeste parece elevarse y establecerse cada día. Para cualquier otra latitud, la parte particular del cielo visible o invisible será diferente, y el diagrama debe volverse a dibujar. Un observador situado en el Polo Norte de la Tierra solo podía observar las estrellas del hemisferio celeste norte. Sin embargo, un observador en el ecuador podría ver toda la esfera celestial mientras el movimiento diario de la Tierra lo transportaba.

Además de su aparente movimiento diario alrededor de la Tierra, el Sol, la Luna y los planetas del sistema solar tienen sus propios movimientos con respecto a la esfera estrellada. Dado que el brillo del Sol oculta las estrellas de fondo a la vista, pasaron muchos siglos antes de que los observadores descubrieran el camino preciso del Sol a través de las constelaciones que ahora se llaman los signos del zodíaco. El gran círculo del zodiaco trazado por el Sol en su circuito anual es la eclíptica (llamada así porque pueden ocurrir eclipses cuando la Luna la cruza).

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Visto desde el espacio, la Tierra gira lentamente sobre el Sol en un plano fijo, el plano eclíptico. Una línea perpendicular a este plano define el polo eclíptico, y no importa si esta línea se proyecta al espacio desde la Tierra o desde el Sol. Lo importante es la dirección, porque el cielo está tan lejos que el polo eclíptico debe caer en un punto único de la esfera celeste.

Los planetas principales del sistema solar giran alrededor del Sol en casi el mismo plano que la órbita de la Tierra, y sus movimientos se proyectarán en la esfera celeste casi, pero rara vez exactamente, en la eclíptica. La órbita de la Luna está inclinada unos cinco grados con respecto a este plano y, por lo tanto, su posición en el cielo se desvía más de la eclíptica que la de los otros planetas.

Debido a que la luz solar cegadora bloquea la vista de algunas estrellas, las constelaciones particulares que se pueden ver dependen de la posición de la Tierra en su órbita, es decir, del lugar aparente del Sol. Las estrellas visibles a medianoche se desplazarán hacia el oeste aproximadamente un grado cada medianoche sucesiva a medida que el Sol avance en su aparente movimiento hacia el este. Las estrellas visibles a la medianoche de septiembre estarán ocultas por el deslumbrante sol del mediodía 180 días después en marzo.

Por qué el ecuador eclíptico y celeste se encuentran en un ángulo de 23.44 ° es un misterio inexplicable que se originó en la historia pasada de la Tierra. El ángulo varía gradualmente en pequeñas cantidades como resultado de perturbaciones gravitacionales causadas por la Luna y el planeta en la Tierra. El plano eclíptico es relativamente estable, pero el plano ecuatorial cambia continuamente a medida que el eje de rotación de la Tierra cambia su dirección en el espacio. Las posiciones sucesivas de los polos celestes trazan grandes círculos en el cielo con un período de aproximadamente 26,000 años. Este fenómeno, conocido como precesión de los equinoccios, hace que una serie de estrellas diferentes se conviertan en estrellas polares a su vez. Polaris, la estrella polar actual, se acercará al polo celeste norte alrededor del año 2100 ce. En el momento en que se construyeron las pirámides, Thuban en la constelación de Draco sirvió como la estrella polar, y en unos 12,000 años la estrella Vega de primera magnitud estará cerca del polo norte celeste. Precesión también hace que los sistemas de coordenadas en mapas estelares precisos sean aplicables solo para una época específica.

Sistemas de coordenadas celestes

El sistema del horizonte

El sistema simple de altacimutal, que depende de un lugar en particular, especifica las posiciones por altitud (la elevación angular desde el plano del horizonte) y el acimut (el ángulo en sentido horario alrededor del horizonte, generalmente desde el norte). Las líneas de igual altitud alrededor del cielo se llaman almucantars. El sistema del horizonte es fundamental en la navegación, así como en la topografía terrestre. Sin embargo, para mapear las estrellas, las coordenadas fijas con respecto a la esfera celeste misma (como los sistemas eclípticos o ecuatoriales) son mucho más adecuadas.

El sistema eclíptico

La longitud y la latitud celestes se definen con respecto a los polos eclípticos y eclípticos. La longitud celeste se mide hacia el este desde la intersección ascendente de la eclíptica con el ecuador, una posición conocida como el "primer punto de Aries" y el lugar del Sol en el momento del equinoccio vernal alrededor del 21 de marzo. El primer punto de Aries está simbolizado por los cuernos del carnero (♈).

A diferencia del ecuador celeste, la eclíptica se fija entre las estrellas; sin embargo, la longitud eclíptica de una estrella dada aumenta en 1.396 ° por siglo debido al movimiento precesional del ecuador, similar al movimiento precesional de la parte superior de un niño, que desplaza el primer punto de Aries. Los primeros 30 ° a lo largo de la eclíptica se designan nominalmente como el signo Aries, aunque esta parte de la eclíptica ahora se ha movido hacia la constelación de Piscis. Las coordenadas eclípticas predominaron en la astronomía occidental hasta el Renacimiento. (En contraste, los astrónomos chinos siempre usaron un sistema ecuatorial.) Con la llegada de los almanaques náuticos nacionales, el sistema ecuatorial, que se adapta mejor a la observación y la navegación, ganó ascendencia.

El sistema ecuatorial

Basado en el ecuador celeste y los polos, las coordenadas ecuatoriales, la ascensión recta y la declinación, son directamente análogas a la longitud y latitud terrestres. La ascensión recta, medida hacia el este desde el primer punto de Aries (ver directamente arriba), se divide habitualmente en 24 horas en lugar de 360 ​​°, lo que enfatiza el comportamiento de la esfera en forma de reloj. Las posiciones ecuatoriales precisas deben especificarse para un año en particular, ya que el movimiento precesional cambia continuamente las coordenadas medidas.