Que é un eclipse de Sol?
Por que se producen os eclipses?
Á hora de observar un eclipse de Sol e comprender ben que é o que estamos a ver, o primeiro que cómpre preguntarse é: que é un eclipse? Se acudimos ao dicionario etimolóxico veremos que “eclipse” procede do grego ékleipsis, que significa “desaparición” ou “abandono”, o que permite entender de maneira bastante gráfica as sensacións que experimentarían as persoas que viviron antes do desenvolvemento da astronomía ao presenciar semellante prodixio. Xa en termos modernos, falamos dun eclipse como dun fenómeno astronómico que se produce cando o Sol, a Terra e a Lúa se aliñan, e o corpo situado no medio proxecta a súa sombra sobre outro.
As órbitas dos tres corpos impiden que o Sol sexa o que quede no medio, afortunadamente, pois se tal cousa ocorrera non só non habería eclipse ningún, senón que sería catastrófico para o noso planeta. Quedan, por tanto, dúas posibilidades. Se a Lúa se interpón entre o Sol e a Terra, a súa sombra proxectarase sobre algunha zona da superficie terrestre e teremos un eclipse de Sol. Desde esa rexión estaremos, pois, á sombra da Lúa e veremos o Sol total ou parcialmente ocultado por ela. Se, pola contra, é a Terra a que se sitúa entre o Sol e a Lúa, falaremos dun eclipse de Lúa, xa que desde o noso planeta veremos a Lúa escurecida ao atoparse na sombra proxectada pola Terra.
Estas situacións compréndense se lembramos que a Terra orbita arredor do Sol e que a Lúa, moito máis próxima á Terra, xira ao seu redor case no mesmo plano que a órbita terrestre. Se nos situamos na Terra mirando cara ao Sol, cando no seu percorrido de 28 días a Lúa pasa “por diante” da Terra pode producirse un eclipse de Sol, e cando pasa “por detrás” teremos un eclipse de Lúa.
Tendo en conta esta combinación de movementos poderíase pensar que en cada órbita da Lúa debería producirse un eclipse solar e outro lunar. Porén, isto non sucede así: os eclipses son moito menos frecuentes. Isto débese a que o plano no que orbita a Terra arredor do Sol e o plano no que orbita a Lúa arredor da Terra non coinciden exactamente, senón que están lixeiramente inclinados un respecto ao outro, formando un ángulo duns 5°, como se mostra na ilustración que acompaña este texto.
Isto fai que na maioría dos casos, como nas configuracións da dereita e da esquerda da imaxe, a Lúa pase por riba ou por debaixo da liña que une a Terra e o Sol, polo que non se produce a aliñación dos tres corpos necesaria para xerar un eclipse. Esta aliñación só se dá cando a Lúa pasa polos nodos, é dicir, polos puntos de intersección entre os planos orbitais da Terra e da Lúa. Isto ocorre dúas veces ao longo da órbita terrestre, cunha separación temporal duns seis meses.
Os eclipses adoitan suceder, ademais, en parellas: cando se produce un eclipse de Sol, é frecuente que unhas dúas semanas antes ou despois teña lugar un eclipse de Lúa. Neste caso dicimos que os dous eclipses se acompañan.
Á vista do anterior, podería pensarse que os eclipses deberían producirse nas mesmas datas cada ano, nas dúas ocasións nas que se cruza a liña de nodos. Con todo, isto non é así, xa que as órbitas da Terra e da Lúa non son constantes nin conmensurables. Aínda que se representen como elipses para simplificar, estas traxectorias están sometidas a perturbacións gravitatorias causadas polo Sol, polos demais planetas e polas mareas terrestres.
Como resultado, as órbitas cambian sutilmente co tempo e a liña dos nodos, onde se cruzan os planos orbitais da Terra e da Lúa, sofre un desprazamento retrógrado. Este movemento, que completa unha volta cada 6.798 días, fai que o Sol pase por un mesmo nodo cada 346 días, o que se coñece como ano eclíptico. En consecuencia, as épocas de eclipses adiántanse aproximadamente 19 días cada ano.
Así, prodúcense polo menos dous eclipses de Sol cada ano, e nalgúns anos, se o primeiro ocorre a comezos do ano, poden darse ata cinco eclipses solares se coinciden as condicións axeitadas, como sucedeu por última vez en 1935 e non volverá ocorrer ata o ano 2206. A isto contribúe tamén o feito de que a Lúa e a Terra teñan tamaños considerables en relación coa distancia que as separa, o que permite que non sexa necesario un aliñamento absolutamente perfecto para que o eclipse se produza nalgún punto da Terra.
Eclipses de Sol
Os eclipses de Sol, como xa se indicou na sección anterior, prodúcense cando a Lúa se interpón entre o Sol e a Terra e a súa sombra cae sobre a superficie terrestre.
É importante salientar que só desde a zona da Terra sobre a que cae a sombra da Lúa pode observarse o eclipse de Sol; en calquera outro lugar iluminado polo Sol o eclipse será inexistente. Isto diferénciase dos eclipses de Lúa, que cando se producen son visibles desde rexións moito máis amplas, o que fai que a observación dun eclipse de Sol sexa un acontecemento particularmente excepcional.
Magnitude e escurecemento dun eclipse de Sol
Para indicar ata que punto a Lúa está ocultando o Sol nun eclipse pódense empregar diferentes parámetros. Un deles é a magnitude, que indica que fracción do diámetro angular do Sol está cuberta. Trátase dunha relación entre diámetros e non entre áreas. Nun eclipse parcial ou anular a magnitude sempre toma valores entre cero e un, sendo maior a ocultación canto máis próximo a un sexa o valor da magnitude. Pode expresarse en forma decimal ou como porcentaxe.
Nun eclipse total, a magnitude é o cociente entre o diámetro angular da Lúa e o do Sol, sendo sempre igual ou superior a un. Por outra banda, tamén se emprega o concepto de escurecemento, que indica a fracción da área do Sol que está cuberta polo disco lunar. Non existe unha correspondencia única entre magnitude e escurecemento, debido ás variacións do tamaño angular da Lúa ao longo da súa órbita, o que fai que para unha mesma magnitude poidan darse diferentes porcentaxes de superficie solar ocultada.
Tipos de eclipses de Sol
O tipo de eclipse de Sol que poidamos observar desde unha determinada zona da Terra dependerá de se a Lúa oculta total ou parcialmente o disco solar e da forma en que o faga. Podemos observar tres tipos de eclipses solares: totais, anulares e parciais.
Eclipse total de Sol
Se nos fixamos de novo na figura do esquema dos eclipses de Sol, podemos distinguir dúas zonas na sombra que proxecta a Lúa sobre o noso planeta: a umbra e a penumbra. A rexión da Terra sobre a que se proxecta a umbra, que é a parte máis profunda e escura da sombra e na que a fonte de luz queda completamente bloqueada, presenciará un eclipse total de Sol. Neste caso, a Lúa chega a ocultar completamente a nosa estrela, co conseguinte efecto de diminución da luminosidade e da temperatura, aínda que sexa pleno día.
Observar un eclipse total de Sol é algo excepcional: como se pode apreciar no esquema, a zona de proxección da umbra sobre a Terra, onde se produce a totalidade, é moi pequena. Con todo, a rotación da Terra fai que a totalidade poida ser visible desde máis lugares, ao provocar que a umbra trace unha franxa en forma de arco sobre a superficie do planeta durante o transcurso do eclipse. Esta franxa denomínase franxa de totalidade do eclipse.
Pola contra, as rexións situadas na penumbra presenciarán un eclipse parcial, no que o noso satélite ocultará unha certa porcentaxe da superficie do Sol, pero non a totalidade. Polo tanto, nunca deixarán de recibir radiación solar e, ao ser esta tan intensa, a diminución da luminosidade non será tan evidente. No resto do planeta, fóra da umbra e da penumbra da sombra lunar, o eclipse non será visible.
Os eclipses totais de Sol prodúcense grazas a unha afortunada coincidencia da natureza: vistos desde a Terra, o Sol e a Lúa teñen un tamaño aparente moi semellante no ceo. A Lúa é unhas 400 veces máis pequena ca o Sol, pero tamén está unhas 400 veces máis preto da Terra. Esta coincidencia fai que se vexan como dous discos de tamaño similar, algo que non responde a causas físicas senón ao azar.
Esta circunstancia permite que, cunha configuración axeitada, o disco da Lúa poida chegar a tapar completamente o do Sol. Con todo, esta situación non se manterá indefinidamente no tempo. Debido ás forzas de marea entre a Terra e a Lúa, o noso satélite afástase arredor de 3,8 centímetros ao ano. Aínda que esta cifra poida parecer insignificante fronte aos 384.400 quilómetros de distancia media, ao longo de millóns de anos fará que a Lúa se vexa cada vez máis pequena. Dentro duns 600 millóns de anos, os eclipses totais de Sol deixarán de producirse, xa que a Lúa non poderá ocultar completamente a nosa estrela.
Eclipse anular de Sol
O eclipse anular de Sol prodúcese cunha configuración semellante á do eclipse total, na que a Lúa pasa polo nodo das órbitas e se dá unha aliñación case perfecta dos tres corpos, coa Lúa situada entre a Terra e o Sol.
Porén, neste caso non se produce unha ocultación completa do Sol, xa que o cono da umbra lunar non chega a tocar a superficie terrestre. Isto débese a que as órbitas da Terra e da Lúa non son circulares, senón elípticas, polo que a distancia entre ambos corpos varía ao longo da órbita.
No caso da Terra, a posición orbital de menor distancia ao Sol denomínase perihelio, mentres que a de maior distancia chámase afelio. De maneira análoga, a Lúa presenta as posicións de perixeo (menor distancia á Terra) e apoxeo (maior distancia). No esquema seguinte represéntanse estas posicións, cunha elipticidade claramente esaxerada con fins ilustrativos.
Segundo a posición da Terra e da Lúa nas súas respectivas órbitas, varía o tamaño aparente do Sol e da Lúa no ceo. A variación do tamaño aparente do Sol é relativamente pequena, arredor do 3 %, mentres que a da Lúa é maior, cunha diferenza próxima ao 14 % entre o perixeo e o apoxeo.
Cando se produce a aliñación dos tres astros, teremos un eclipse total de Sol se o tamaño aparente da Lúa é igual ou maior ca o do Sol. Se, pola contra, o tamaño aparente da Lúa é menor, non poderá ocultar completamente o disco solar e producirase un eclipse anular. Nestes casos, o cono da umbra remata antes de chegar á superficie terrestre, e a rexión de visibilidade do eclipse anular vén determinada pola antumbra e pola franxa que esta traza sobre a Terra debido á súa rotación.
Eclipse parcial de Sol
Un eclipse parcial de Sol prodúcese cando a Lúa oculta só unha fracción da superficie solar. Isto pode darse en varias situacións: nas rexións situadas na penumbra durante un eclipse total ou anular, ou cando a Lúa non pasa exactamente polo nodo, pero si moi próxima, por riba ou por baixo. Neste último caso, a umbra e a antumbra non chegan a proxectarse sobre a Terra, pero a penumbra si afecta a determinadas zonas, desde as cales se observa un eclipse parcial.
Eclipse solar híbrido
O denominado eclipse solar híbrido non é un tipo independente, senón unha combinación de dous. Dáse cando a distancia á que se atopa a Lúa, o percorrido da súa sombra e a curvatura da Terra fan que nunha parte do planeta o eclipse se vexa como total e noutra como anular. O eclipse pode comezar como anular, transformarse en total ao longo do seu percorrido e volver a ser anular, ou presentar só dúas destas fases. Tamén se coñecen como eclipses anulares-totais. Menos do 5 % dos eclipses de Sol son híbridos.
Eclipses de Lúa
Aínda que este contido se centra nos eclipses de Sol, por completitude descríbense tamén de maneira xeral os eclipses de Lúa e os seus tipos. Os eclipses de Lúa prodúcense cando o noso satélite entra na sombra proxectada pola Terra debido á iluminación do Sol, polo que sempre teñen lugar con Lúa chea.
Como nos eclipses solares, só se producen cando a Lúa pasa por ou preto dos nodos da súa órbita. Con todo, a diferenza dos eclipses de Sol, que só son visibles desde determinadas rexións da Terra, os eclipses de Lúa poden observarse desde calquera lugar onde sexa de noite no momento do eclipse. Isto fai que, desde unha mesma localización, sexa moito máis frecuente observar un eclipse lunar ca un solar.
Tipos de eclipses de Lúa
Podemos considerar dúas rexións na sombra que proxecta a Terra: a umbra, máis densa, na que non chega radiación solar directa, e a penumbra, na que a radiación solar só queda bloqueada parcialmente. Os tipos de eclipse lunar dependerán da rexión da sombra do noso planeta pola que pase a Lúa.
Eclipse total de Lúa
O eclipse lunar total prodúcese cando a Lúa entra completamente na umbra da Terra. É a configuración que se mostra no esquema da sección 3.4. Neste caso, o noso planeta impide que a Lúa reciba radiación directa do Sol. Agora ben, dado que a Lúa non emite luz propia senón que reflicte a que recibe, podería pensarse que durante un eclipse lunar total non debería verse en absoluto. Porén, isto non é así: aínda que o seu brillo diminúe drasticamente, a lúa queda tinguida dun característico ton avermellado durante os eclipses totais.
A causa principal deste fenómeno tan peculiar é a nosa atmosfera. Durante un eclipse lunar total, a Lúa si recibe unha certa cantidade de luz solar, aquela que pasa polos bordos da Terra e é dispersada polo aire que nos rodea. A dispersión atmosférica da luz de menor lonxitude de onda (azuis e violetas) é moi eficiente, polo que gran parte desta pérdese no espazo (e dá lugar, ademais, á cor azul do ceo).
Porén, a dispersión da luz de lonxitude de onda maior (cores vermellas e laranxas) é moito menos eficiente, polo que esta luz mantén en maior medida unha dirección igual ou semellante á inicial. Isto fai que a Lúa reciba unha maior proporción de luz vermella filtrada pola nosa atmosfera, o que lle confire a súa característica cor durante os eclipses totais. Canta máis nubosidade haxa na atmosfera terrestre no momento do eclipse, máis avermellada aparecerá a Lúa.
Eclipse parcial de Lúa
O eclipse parcial de Lúa prodúcese cando só unha parte da Lúa entra na umbra, mentres o resto permanece na penumbra. Neste tipo de eclipse obsérvase unha diminución xeral da luminosidade lunar e resulta visible o fragmento escurecido que se atopa na umbra. É interesante reparar en que a curva da sombra que observamos corresponde ao bordo da sombra da Terra, cunha curvatura distinta da liña de luz e sombra que vemos nas fases crecente ou minguante da Lúa.
Neste caso, o efecto de avermellamento da luz causado pola atmosfera terrestre é moito menos perceptible, debido á intensa luminosidade da parte da superficie lunar que non se atopa na umbra.
Eclipse penumbral de Lúa
Este tipo de eclipse prodúcese cando a Lúa entra na penumbra da Terra, pero non chega a tocar a umbra. Dá lugar a un sutil escurecemento da superficie lunar, máis perceptible canto maior é a porcentaxe da Lúa que se atopa na penumbra. Se esta porcentaxe é pequena, o eclipse pode resultar moi difícil de percibir a simple vista.
Pódese producir un eclipse penumbral total, no que a Lúa queda completamente situada dentro da penumbra sen introducirse na umbra, aínda que estes casos son moi pouco frecuentes, xa que o ancho da rexión penumbral é só lixeiramente maior ca o diámetro da Lúa.
