Astronomía del Traspatio: Entendiendo las Coordenadas Celestes
Por Alan MacRobert   Traducción de Francisco Javier Mandujano Ortíz

Los que inician dentro de la astronomía pueden caer dentro de un círculo vicioso cuando encuentran por primera vez la declinación y la ascensión recta.

¿Por qué las posiciones de las estrellas que se encuentran a años luz de distancia en las profundidades del espacio se ubican dentro de un sistema que se semeja a la latitud y longitud terrestres?

El sistema de coordenadas celestes, que también sirve a la astronomía moderna, está basado en la visión falsa del mundo que tenían los antiguos observadores.

Creían que la Tierra estaba fija y que era el centro de la creación. Pensaban que el cielo era exactamente como parece: un hemisferio hueco colocado sobre la Tierra en forma de un gran domo. ¿Las estrellas? "Son bolas de fuego," explica Timón en El Rey León. "pegadas a eso, oh, negro azuloso de allá arriba."

Los primeros observadores del cielo se imaginaban que el domo celeste con su decoración estelar tenía que ser una esfera completa, debido a que nunca vemos el fondo conforme el domo se inclina hacia arriba y rota alrededor de la Tierra una vez al día.

La esfera celeste siempre se oculta detrás del horizonte poniente y emerge por el horizonte del oriente. En un momento determinado la mitad de la esfera celeste está arriba del horizonte y la otra mitad abajo.

Este es la apariencia cósmica que prevalece aun en la actualidad sin importar que nos encontremos en una mota móvil de polvo orbitando una estrella en la orilla de una galaxia. En astronomía, existe una gran diversidad entre lo aparente y lo real que en otras áreas del conocimiento humano.

Lección de uso del Planisferio celeste.
Parte 1 La carta.

Tal vez por esta razón, los astrónomos se sienten muy bien viviendo con ambas -- manteniendo en mente las diferencias propias. La esfera celeste, con su radio infinito, parece girar diariamente alrededor de nuestra Tierra fija, desde la cual usamos los telescopios para examinar las maravillas pintadas sobre su superficie. Esto se representa en esta ilustración.

DE LA TIERRA AL CIELO

Cuando se desea especificar la posición de un punto sobre la superficie de una esfera, es probable que se utilice lo que los geómetras llaman las coordenadas esféricas. En el caso de la Tierra, estas se llaman latitud y longitud.

Imagine las líneas de latitud y longitud saliendo de la tierra e imprimiéndose en la esfera celeste. Ahora les llamaríamos declinación y ascensión recta.

En la misma dirección del ecuador terrestre, 0° de latitud, se localiza el ecuador celeste, 0° de declinación. Si un observador se encuentra en el ecuador terrestre, el ecuador celeste pasará sobre su cabeza.

Parado en el polo norte terrestre, latitud 90° N, se tendrá al polo norte celeste sobre la cabeza y una declinación será +90°.

En cualquier otra latitud -- digamos la ciudad de Kansas a 39° N -- la línea de declinación correspondiente cruza su cenit: en este caso con declinación +39°. (Por comodidad, las declinaciones norte y sur se conocen respectivamente como + y -). Esta es la declinación de la brillante estrella Vega. Una vez al día, Vega pasa sobre la cabeza de los que se encuentren en la ciudad de Kansas.

HORAS Y GRADOS

Por supuesto que Vega no se mueve; es la Tierra la que gira, pero aquí estamos hablando de apariencias. La esfera celeste parece rotar alrededor de nuestro mundo fijo una vez cada 24 horas.

Este movimiento diario es la base de el sistema de numeración empleado en ascensión recta. En lugar de contar en grados, como se hace con la longitud alrededor de la Tierra, la ascensión recta se cuenta sobre el cielo en horas, desde 0 hasta 24. Esta es una forma diferente de poner marcas divisorias sobre un círculo. Bajo este esquema, una hora viene a ser 1/24 de un círculo o sea 15°

El beneficio de este sistema de numeración es que, conforme la Tierra gira, por cada hora que pase de tiempo, la esfera celeste habrá girado también una hora. Esto hace fácil imaginarse cuando estará dentro o fuera de nuestro campo de visibilidad un objeto. Las estrellas se convierten en un gigantesco reloj de 24 horas.

Desde la antigua Babilonia, las horas se dividieron en unidades aritméticas menores base 60. En un grado hay 60 minutos de arco, escritos 60' . Un minuto de arco contiene 60 segundos de arco, escritos 60".

Un buen telescopio con buenas condiciones de cielo puede resolver detalles de cerca de 1" sobre la superficie de la esfera celeste. Por comparación, 1" de latitud en la Tierra son cerca de 30 metros. Si usted estuviera en el centro de una Tierra transparente, podría resolver objetos sobre la superficie de esa esfera que fueran del tamaño de una casa.

Debido a que la declinación se expresa en grados, las pares menores se expresan en minutos y segundos de arco. Por ejemplo, la declinación exacta de Vega (coordenadas 2000.0) es +38° 47'01".

Las horas de ascensión recta se dividen en minutos y segundos de tiempo, no de arco. En una hora (1h) hay, naturalmente, 60 minutos, y se escriben 60m. En un minuto de ascensión recta hay 60 segundos, y se escriben 60s. La ascensión recta de Vega es 18h 36m 56.3s.

Note la diferencia que existe entre las notaciones para minutos y segundos. realmente son distintos. 1h contiene 15°, 1m contiene 15' y 1s contiene 15".

PUNTOS DE ARRANQUE

Cualquier sistema de coordenadas esféricas posee un valor cero propio para su coordenada de "latitud", se llame latitud, declinación o de cualquier otra manera. Este marcador de referencia es el ecuador. Ninguna otra línea de latitud es como esta.

Pero no hay un punto cero natural para contar la longitud -- en el caso de la ascensión recta del cielo. Las otras líneas de longitud son semejantes. Por ello se tuvo que situar un punto cero de manera arbitraria. En la Tierra, los 0° de longitud han sido definidos como la línea gravada en una placa de bronce colocada en el piso debajo de un telescopio medidor de posición en el Antiguo Observatorio Real en Greenwich, Inglaterra.

En el cielo, 0h de ascensión recta se define como el punto donde el plano de la órbita de la Tierra alrededor del Sol (la eclíptica) el cual cruza al ecuador celeste en Pisces. Este punto, por razones históricas se conoce como Primer Punto de Aries.

PRESESIÓN

El Primer Punto de Aries realmente estaba en Aries cuando se le dio este nombre hace 2,000 años. Se encuentra ahora entre las estrellas de Pisces debido a la presesión que es un leve corrimiento en la orientación del eje de rotación de la Tierra con respecto al resto del universo.

Ponga a girar a un trompo sobre una tabla a un ángulo determinado y comenzará a tener presesión. Su eje de rotación generará un círculo alrededor de la posición superior de la fuerza que la tabla aplica a la punta del trompo. La Tierra hace exactamente lo mismo y este movimiento se debe a la fuerza (que incluye un pequeño componente perpendicular a la eclíptica) que la marea gravitatoria de la Luna y del Sol produce sobre el abultamiento ecuatorial de la Tierra.

De esta forma vemos que el polo norte celeste, que ahora está localizado cerca de la estrella Polaris, gira alrededor de las estrellas describiendo un círculo alrededor del polo norte de la eclíptica en aproximadamente 26,000 años. Este movimiento del polo, afecta el sistema de coordenadas por completo (por eso se refieren las coordenadas a un año específico, en este caso al 2000.0).

Contrariamente a la creencia popular, la precesión no afecta la posición del eje de rotación terrestre con respecto a su geografía. El Polo Norte Terrestre no se mueve a una nueva posición (al menos no tanto en la escala de tiempo de la que estamos hablando). La precesión no hará cambios en la cantidad de sol recibida.

Los únicos cambios notables son los que resultan de el corrimiento de las coordenadas celestes. Dentro de 12,000 años Vega será la estrella polar y Orión será una constelación de verano, no de invierno.

Debido a esto, el sistema de coordenadas se ve desplazado constantemente. De ahí que para fijar la posición de una estrella en el cielo se necesita tomar un año de referencia. Actualmente se toma como referencia el "equinoccio de 2000.0" , para los valores tanto de ascensión recta como de declinación en el momento en que el año 2000 comience. La fecha anterior de referencia era 1950.0.

Para los objetos en movimiento como el Sol, la Luna y los planetas, estas coordenadas se dan para el "equinoccio de la fecha": esto es, corregida para la fecha actual. En la revista Sky & Telescope de cada mes se presenta una tabla con las posiciones de las fechas actuales.

Rara vez, sin embargo, los astrónomos de traspatio tienen de que preocuparse acerca de la precesión. De 1950 al 2000, el valor de las coordenadas ha variado tan solo 0.7° a lo largo de la eclíptica, menos que el mas bajo aumento logrado en muchos telescopios. Esa cantidad corresponde solamente a la propia eclíptica. El corrimiento total es aún menor hacia los polos de la eclíptica, acercándose a casi cero.

¿Qué camino sigue la precesión? Hace que la ascensión recta de una estrella se incremente cada año. O sea que un valor viejo de ascensión recta precede a uno nuevo tanto en cantidad como en fecha.

Para la propia ascensión recta, recuerde que se incrementa hacia el este. Si no sabe donde encontrar el este en un mapa estelar vea la ascensión recta y lo encontrará.

Alan MacRobert es un Editor Asociado de la revista Sky & Telescope y un ávido astrónomo de traspatio.

Francisco Javier Mandujano Ortíz es miembro del Consejo Consultivo de la Sociedad Astronómica de México A.C.