Analema Explicado: Cómo Hacerlo Fácilmente
Conseguir esas impresionantes imágenes del Sol haciendo extrañas curvas en el cielo no es un trabajo rápido: ¡toma todo un año! En este artículo, te contaremos cómo funcionan estas curvas y cómo puedes hacer tu propio analema con solo unos pocos toques.
Contenido
- ¿Qué es un analema?
- Cómo hacer tu propio analema
- ¿Cuál es el significado del analema?
- ¿Por qué el analema es una figura ocho?
- ¿Cómo era la analema en el pasado?
- ¿Cómo es la analema en otros planetas?
- Conclusión
¿Qué es un analema?
Un analema es la curva cerrada que se asemeja a un ocho alargado que el Sol hace en el cielo durante un año si capturas su posición a la misma hora todos los días desde un punto fijo. En astronomía, el término "analema" se usa en referencia al Sol, pero las curvas en forma de ocho de la Luna también se llaman comúnmente analemas, aunque se hacen de manera un poco diferente.
Hacer una foto de un analema es conocido como una de las cosas más difíciles y que más tiempo consumen en astrofotografía. Necesitas colocar una cámara en un lugar y fotografiar al Sol varias veces a lo largo del año, siempre a la misma hora del día. Luego debes superponer todas estas fotos juntas y obtener el resultado final. Por cierto, la apariencia de los analemas depende de varios factores que discutiremos más adelante.
Analema del Hemisferio Norte vs. Hemisferio Sur
Hablemos de cómo se ve el analema en diferentes lugares de la Tierra; supongamos que hacemos un analema alrededor del mediodía solar, cuando el Sol está en su punto más alto en el cielo.
Los analemas capturados en el Hemisferio Norte aparecen como un ocho con un bucle más pequeño en la parte superior. Si capturáramos un analema en el Polo Norte, solo veríamos la mitad superior de un ocho vertical.
En el Hemisferio Sur, el bucle más pequeño está debajo del más grande. En el Polo Sur, solo la mitad superior (el bucle más grande) sería visible sobre el horizonte.
Recuerda que el Sol está más alto en el analema en verano (junio en el Hemisferio Norte, diciembre en el Hemisferio Sur) y más bajo en invierno. Las veces intermedias completan el resto del patrón. Para capturar un ocho de pie, crea un analema cerca del mediodía solar. Para capturar un analema inclinado, elige la hora antes o después de que el Sol alcance el mediodía solar.
Cómo hacer tu propio analema
Hay dos maneras de hacer un analema por ti mismo: la difícil y la fácil. Aquí nos quedamos con la ruta fácil, pero si te sientes aventurero, puedes encontrar todos los pasos complicados en Instructables.com. Así es como puedes construir un analema para cualquier ubicación en solo un minuto:
- Abre la aplicación gratuita Sky Tonight (descárgala aquí si aún no la tienes);
- Ubica el Sol en el mapa del cielo y tócalo;
- Pulsa el pequeño icono de la cámara que aparece en la parte inferior;
- ¡Voilà, tienes un analema solar!
- Superpone el analema sobre la imagen de tu cámara tocando dos veces el gran icono redondo azul.
Puedes ajustar la apariencia del analema usando el panel en la parte inferior. Cuatro de los cinco iconos inferiores controlan la visualización de la fecha, la visibilidad debajo del horizonte, la densidad del patrón y la visualización de la línea. El primer icono de la fila cambia entre diferentes tipos de curvas.
Cómo hacer curvas para la Luna y otros objetos celestes
La diversión no termina ahí. La aplicación "Sky Tonight" te permite crear curvas interesantes para otros objetos celestes también, ¡como la Luna, planetas, planetas enanos (excepto Plutón), asteroides y cometas!
Las curvas en forma de ocho de la figura lunar son particularmente interesantes. Se parecen al analema, pero para crearlas, marcas la posición de la Luna con un ligero retraso — cada 24 horas y 51 minutos en lugar de las 24 horas habituales. Esto representa el tiempo que tarda la Luna en volver a la misma posición en el cielo. La curva completa cubre la duración de un mes lunar.
Para hacer curvas para otros objetos, sigue los mismos pasos, como para el Sol. También puedes cambiar la configuración usando los íconos en la parte inferior del panel desplegable.
¿Cuál es el significado del analema?
Hay un tiempo solar aparente, que varía a lo largo del año debido a la forma en que la Tierra orbita alrededor del Sol. También hay un tiempo solar medio — un tiempo constante mantenido por la mayoría de los relojes y que se mediría por observación si el Sol viajara a una velocidad aparente uniforme durante todo el año. La diferencia entre el tiempo solar aparente y el tiempo solar medio se conoce como ecuación del tiempo. Un analema, capturado todos los días en el mismo tiempo solar medio, es básicamente un diagrama de la ecuación del tiempo.
La Tierra tiene una órbita ligeramente alargada, y cuando está más cerca del Sol (alrededor de enero cada año), se mueve más rápido debido a las fuerzas gravitacionales. Además, el eje de la Tierra está inclinado: el hemisferio norte de nuestro planeta está inclinado hacia el Sol de marzo a septiembre, mientras que su hemisferio sur está inclinado hacia el Sol de septiembre a marzo.
Los efectos combinados de la órbita elíptica y la inclinación resultan en que la longitud de cada día solar sea ligeramente diferente al día anterior. Es por esto que el tiempo solar aparente varía a lo largo del año. Por ejemplo, en noviembre, el tiempo solar aparente puede estar 16 minutos adelantado al tiempo solar medio, en febrero está 14 minutos atrasado, y en abril y septiembre, ambos tiempos se cruzan, continuando en un ciclo sin fin.
¿Por qué el analema es una figura ocho?
El analema aparece como una figura ocho ligeramente alargada debido a la inclinación axial de la Tierra y su órbita elíptica. Aquí está cómo funciona.
La forma básica de ocho del analema proviene principalmente de la inclinación del eje de la Tierra. Debido a la inclinación, desde la perspectiva del Sol, la Tierra parece tambalearse mientras orbita alrededor del Sol. Y debido a este bamboleo, visto desde una posición fija en la Tierra, el Sol parece hacer el patrón de figura ocho en el cielo de la Tierra. Sin la inclinación axial, el analema sería ovalado. En el ecuador, sería una línea recta de oeste a este.
La asimetría del analema se debe a la órbita alargada de la Tierra. Si la órbita de la Tierra fuera circular, los bucles superiores e inferiores del analema serían idénticos.
En diferentes momentos del año, la Tierra se mueve más cerca y más lejos del Sol. Cerca del punto más cercano al Sol (perihelio en enero), nuestro planeta se acelera, por lo que el Sol dibuja un bucle más grande en nuestro cielo. Si observas analemas capturados desde diferentes ubicaciones, verás que el patrón del analema se vuelve menos denso y más amplio en todas partes alrededor de enero.
La Tierra gira una vez sobre su eje en aproximadamente 23 horas y 56 minutos (esto se llama un día sideral). Pero toma unos 4 minutos más para que el Sol regrese al mismo punto en el cielo o meridiano local (esto se llama un día solar).
En dos días consecutivos, nuestro planeta debe girar un poco más sobre su eje para que el Sol regrese al mismo lugar. Durante un solo día sideral, la Tierra gira 360°, y para completar el día solar, debe girar 1° más (para un total de 361°). Y a medida que cambia la velocidad de la órbita de la Tierra, también cambia el ángulo extra que la Tierra debe girar para llevar el Sol de vuelta a través del meridiano.
Cerca del perihelio, la Tierra se acelera y tiene que girar un poco más. Por lo tanto, el sol tarda más en moverse de un mediodía solar al siguiente. Cuando nuestros relojes dicen que es mediodía, el Sol aún no ha alcanzado el meridiano local. Lo contrario ocurre cerca del afelio, cuando la Tierra se mueve más lentamente en su órbita. En este momento, la Tierra no tiene que hacer un ángulo tan grande para llevar el Sol de vuelta sobre el meridiano local. Cuando nuestro reloj dice mediodía, el Sol ya ha cruzado el meridiano local.
También es importante si el perihelio de la Tierra coincide con un solsticio o un equinoccio. Cuando el perihelio de la Tierra coincidió con el solsticio, como sucedió hace 750 años, el analema tenía un eje de simetría norte-sur. Hoy, la Tierra alcanza el perihelio aproximadamente 12 días después del solsticio de invierno, por lo que el analema está ligeramente inclinado.
¿Cómo era la analema en el pasado?
Como ya hemos mencionado, la apariencia de la analema desde la Tierra depende de la latitud y la hora del día. Pero también lucían diferentes en el pasado y se verán diferentes en el futuro. Echemos un vistazo rápido a lo que exactamente ha cambiado con el tiempo.
Debido a la lenta precesión del eje de la Tierra y otros factores, los equinoccios y el punto del perihelio de la Tierra se desplazan gradualmente a lo largo de la eclíptica. Ahora, están acercándose lentamente uno al otro. En 1246, el perihelio ocurrió en la fecha del solsticio de diciembre; en 6489, ocurrirá en el equinoccio de marzo, en 11,732 – en el solsticio de junio, y en 16,974 en el equinoccio de otoño. Las curvas de la analema son diferentes en todos estos casos.
A largo plazo, tanto la excentricidad como la longitud del perihelio experimentan cambios significativos. Por ejemplo, hace unos 100,000 años, la órbita de la Tierra era mucho más elíptica de lo que es hoy, con una excentricidad de aproximadamente 0.0473. Hace unos 98,500 A.C., el perihelio coincidía con el equinoccio de septiembre, haciendo que la analema se inclinara ligeramente. Hace unos 93,000 A.C., el perihelio coincidía con el solsticio de diciembre. Debido a esto y a una mayor excentricidad, ¡la analema parecía una gota!
¿Cómo es la analema en otros planetas?
Las analemas, esas formas formadas por la posición del Sol en el cielo a lo largo de un año, varían de planeta a planeta. Cada uno tiene su propio aspecto único, y aquí hay un desglose sencillo.
Tomemos a Marte, por ejemplo. Su analema se asemeja a una lágrima debido a una combinación de factores como alta excentricidad (0.0934 en comparación con 0.0167 de la Tierra) y su perihelio y afelio alineados con sus equinoccios.
Ahora, la analema, vista desde Mercurio, es muy simple. Con una pequeña inclinación axial (menos de un grado), su analema es solo un punto. Las analemas de Venus y Júpiter tienen una forma elíptica. ¿Saturno? Piensa en lágrima con un pequeño lazo. ¿Neptuno y Urano? Presentan un patrón de ocho tumbado también.
Conclusión
Una analema podría parecer simplemente el camino aparente del Sol en el cielo a lo largo del año, pero es mucho más complicado en el mundo de la astronomía. Su forma está influenciada por muchos factores y su explicación implica matemáticas complejas. En este artículo, hemos desglosado este término en un lenguaje sencillo. Además, hemos compartido una forma rápida para que cualquiera cree su propia analema en solo un minuto. ¡Descarga la app Sky Tonight — es tu forma fácil de entender la astronomía!
