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Coordenadas geográficas y celestes - Astronomía Didáctica PDF Imprimir E-Mail
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Escrito por Isaac Lozano Rey   
viernes, 06 de abril de 2007
Coordenadas Geográficas y Celestes
  • Introducción. Las Coordenadas.

¿Qué son las coordenadas? ¿Para qué se utilizan? Tiene una sencilla respuesta. ¿Qué dirías si te preguntaran dónde vives exactamente? Podrías decir de qué ciudad eres, y de qué país, ¿no parece muy difícil, no? Pero, ¿qué pasaría si te encontraras en un lugar donde ninguna ciudad te pudiera servir de referencia? Para eso tenemos las coordenadas.

Las coordenadas nos dicen exactamente dónde está situado un punto dentro de una superficie, ya sea curva o plana. Si, por ejemplo, dibujas un cuadrado en un plano en 2 dimensiones, sus vértices te darán sus coordenadas con respecto a "X" y a "Y", donde X sería su posición en horizontal contando desde el origen, e Y sería su coordenada vertical contando también desde el origen. Esto se complica cuando pasamos a las 3 dimensiones, pues ya son 3 coordenadas las que tendríamos que utilizar, siempre y cuando utilizásemos este sencillo sistema de coordenadas cartesianas. Ahora bien, ¿y si queremos saber dónde estamos situado en un mapa también utilizamos X, Y, y Z? Pues no nos hace falta. Podemos utilizar otros métodos más útiles, y que en Astronomía nos ayudarán bastante. Es lo que vamos a ver en este artículo, donde primeramente veremos las coordenadas geográficas, para después ayudarnos de ellas para aprender todo lo necesario para las coordenadas celestes.

  • La Tierra como un sistema de coordenadas

Como todos sabemos, La Tierra posee un eje de rotación que hace que el planeta rote cada 24 horas aproximadamente. Este eje corta a la Tierra en dos puntos, llamados polo norte celeste y polo sur celeste (ver el gráfico de la derecha).

Vemos que en La Tierra podemos trazar infinidad de circunferencias de tal forma que el centro de éstas caigan justo en el centro del planeta, y que éstas circunferencias coincidan con la superficie de La Tierra. Pues a estas circunferencias se las llama círculos máximos. En la Tierra nos podemos encontrar con dos tipos de circunferencias especiales: los meridianos y los paralelos. Todos los puntos de un mismo paralelo tienen la particularidad de estar a la misma distancia (equidistantes) a un polo geográfico. De todos los paralelos que podríamos trazar, sólo hay uno que además de tener a todos sus puntos equidistantes al polo sur y al polo norte, se encuentren a la misma distancia del polo sur y del norte: el ecuador, el cual es un círculo máximo. Los meridianos, por el contrario, son semicírculos que cortan a los paralelos perpendicularmente y que van desde el polo norte al polo sur geográficos. Pero, a alguno le tendremos que dar más importancia para elaborar después nuestro sistema de coordenadas geográficas, ¿no? Este meridiano recibe el nombre de Meridano de Greenwich, establecido por la "Convención de Greenwich" en 1884, para evitar que cada país tuviese su propio meridiano de referencia. El famoso meridiano de Greenwich para por el antiguo observatorio astronómico del barrio londinense Greenwich. Hemos dicho previamente que los meridianos no son círculos en realidad, sino semicírculos, ¿y que pasa con el semicírculo restante? Se llama antimeridiano, y si unimos un meridiano con su antimeridiano, obtenemos un círculo máximo. pero los antimeridianos no tienen mucha importancia para nosotros, así que los dejaremos a un lado. También hay que anotar que el meridiano de Greenwich se llama también meridiano cero y primer meridiano, términos también muy usados.

Ya que hemos definido todos estos conceptos, ahora tendremos que elaborar nuestro sistema de referencia. Como ya hemos dicho, se llama "Sistema de coordenadas geográficas". ¿Qué hacemos para encontrar un punto en el mapa? Primero debemos hallar el meridiano de Greenwich. ¿Lo tenemos? Bien, ahora localizamos nuestro meridiano, llamado "meridano local" (es el que pasa por donde estamos situados). Desde el meridiano de Greenwich al nuestro podemos ver que se ha formado un ángulo: éste se llama longitud, y al ser un ángulo se mide en grados, minutos y segundos, desde los 0º hasta los 180º. Como bien te habrás imaginado, la Tierra es una esfera y por ello debería ser de 0 a 360º, ¿o no? Pues resulta que es hasta 180º porque lo vamos a medir desde el meridiano de greenwich hacia el este o hacia el oeste, y el menor ángulo de estos será el que estamos buscamos. Si el ángulo que buscamos está al este, se especifica con la letra "E" (de este) , en caso contrario, especificaremos "O" (de oeste). Como ejemplo, Buenos Aires, en Argentina, está a 58° 29' O, y Manila, en Filipinas, a 120° 59' E.

Ya sólo nos hace falta nuestra otra coordenada, la que nos dirá cómo de alejados nos encontramos del ecuador. A ésta la llamamos latitud, y es el ángulo formado por el Ecuador geográfico y el paralelo de nuestro punto. se mide también en grados, minutos y segundos, por tratarse de un ángulo. Al igual que pasa con la longitud, éste ángulo también tiene sus límites. Se mide desde 0 a 90º, si nuestro lugar está en el hemisferio norte, le colocaremos una "N" de norte, si no, entonces se tratará de "S" (de sur). Con esto ya podemos encontrar cualquier punto de la Tierra, siempre y cuando no nos importe la altura del lugar. Ahora podríamos decir concretamente dónde se sitúa Buenos Aires: longitud 58° 29' O, latitud 34° 35' S.; y dónde se sitúa Manila: longitud 120° 59' E, latitud 14° 35' N.

  • La Esfera Celeste y sus coordenadas

En una noche clara, podemos ver cientos y cientos de estrellas a simple vista. La Tierra da vueltas alrededor del Sol, y aunque supuestamente las estrellas las veríamos desde otro ángulo, éste es demasiado pequeño como para que lo distingamos. Por eso hablamos de Esfera Celeste a esa esfera imaginaria situada en el infinito, en la cual vemos proyectadas las estrellas, planetas, galaxias, nebulosas... Los objetos de cielo profundo permanecen en esta esfera inalterables, a no ser que comparemos esta esfera con la que veamos dentro de miles de años. En cambio, para los planetas, asteroides, cometas, satélites y nuestra propia estrella, el Sol, va cambiando continuamente.

La esfera celeste es en realidad un sistema de coordenadas celeste, que tiene en el centro a nuestro planeta. Como sistema, nos permite saber las coordenadas de un objeto para un determinado momento. Si hemos comprendido el funcionamiento de las coordenadas geográficas para La Tierra, éstas no nos causarán mucho trabajo entenderlas. Como veremos a continuación, hay dos tipos de coordenadas celestes: una que depende del lugar nuestro de observación, y el otro que es independiente del lugar, empecemos por el más facilito:

    • Sistema altacimutal

Para este sistema debemos saber dónde tenemos los cuatro puntos cardinales: norte, sur, este y oeste. También debemos conocer dónde está el horizonte, que es el círculo máximo que tiene como centro al observador (nosotros) y como circunferencia a los límites de lo que podemos llegar a ver. El zenit o cenit del sistema altacimutal es el punto que se encuentra encima de nuestras cabezas, y está formando un ángulo de 90º con respecto al círculo máximo del horizonte y el observador.

Como coordenadas tiene 2: el azimut y la altitud (ver gráfico a la derecha).

  1. El azimut es un ángulo que puede variar entre 0º y 360º, y que se mide a partir del norte, en dirección Norte-Este-Sur-Oeste.
  2. La altitud va de 0º a 90º (ángulos negativos no vamos a tener porque estaría por debajo del horizonte, y por ello es inobservable para nosotros). El ángulo de la altitud lo empezamos a formar desde el horizonte en dirección al cenit (éste corresponde a una altitud de 90º).

Este sistema de coordenadas es bastante usado en Astronomía para observaciones locales, pues si poseemos un programa de Astronomía, las coordenadas altacimutales nos las da el mismo. Son coordenadas muy intuitivas.

Para concluir con este sistema, hay que señalar que además del cenit, hay otro punto que también es usado, aunque poco: el nadir. El nadir es el punto opuesto al cenit, y que lo podemos obtener siguiendo la línea cenit-observador.

    • Sistema ecuatorial

Este sistema es el utilizado para saber las coordenadas de un objeto celeste independientemente del lugar de observación.

La esfera celeste sigue siendo la misma que teníamos antes, salvo que en lugar de tener al lugar del observador en el centro de la misma, ahora tenemos a la Tierra. Si miramos la trayectoria del Sol a lo largo del año, vemos que éste se va "desplazando" por la esfera celeste, aunque en realidad somos nosotros los que nos movemos en torno al Sol. Esta línea que va trazando por la esfera celeste recibe el nombre de eclíptica, y tiene mucha importancia en las coordenadas del sistema ecuatorial.

Si nos fijamos bien, el Sol parece que recorre las 12 constelaciones del Zodiaco, y si somos listos, también veremos que la constelación de Ofiuco sería la decimotercera del Zodiaco, pues el Sol está en esta constelación durante medio mes. Así pues, el Sol recorre estas constelaciones: Aries, Taurus, Geminis, Cancer, Leo, Virgo, Libra, Scorpius, Sagittarius, Capricornus, Aquarius, Piscis y Ofiuco.

Ahora vayamos a los puntos importantes de la esfera celeste, aunque para ello nos vamos a servir de los conceptos que ya vimos para las coordenadas geográficas.

Para empezar, proyectemos el ecuador a la esfera celeste, tarea que no es muy difícil (ver gráfico a la derecha). A esta nueva línea (si nos fijamos bien es un círculo máximo de la esfera celeste) la llamamos ecuador celeste.

Seguidamente debemos proyectar los polos norte y sur geográficos hacia la esfera celeste. Así obtenemos los polos celestes sur y norte.

Como era de esperar, el Hemisferio Norte Celeste corresponde con la zona superior de la esfera celeste delimitada por el ecuador, y el Hemisferio Sur Celeste es la zona inferior.

Si cogemos el ecuador celeste y la eclíptica, vemos que se cortan forzosamente en 2 puntos, los cuales si los unimos nos queda en el centro a la Tierra. Uno de estos puntos es llamado punto Aries o punto vernal (se representa por la letra griega gamma - γ). Cuando el Sol pasa por este punto, inicia su recorrido por el Hemisferio Norte Celeste. Corresponde al 21 de marzo, iniciándose el otoño en el Hemisferio Sur y la primavera en el Norte. Aunque se llame punto Aries, actualmente se encuentra saliendo de la constelación de Piscis, cosa que hará por el año 2600 (esto se debe a que la inclinación de la Tierra no siempre es la misma). El punto Aries estuvo en la constelación de Aries hace más de 2 milenios. Por otro lado, el punto opuesto se llama punto Libra, y al igual que pasa con el punto vernal, actualmente se encuentra desplazado por el mismo motivo. Se encuentra en Virgo, y saldrá de ésta para el año 2500 aproximadamente. Cuando el Sol pasa por este punto, se dice que en el Hemisferio Norte es otoño, y en el Sur primavera. Este evento ocurre en el 21 de septiembre.

Si hemos definido estos conceptos es por la importancia que tienen a la hora de localizar los cuerpos en nuestra esfera con las coordenadas ecuatoriales. Vayamos al grano:

  1. Ascensión Recta (A.R.) - Se mide desde el punto Aries siguiendo la línea del ecuador celeste. Es un ángulo medido en grados, minutos y segundos (va desde 0º a 360º), por lo que podríamos decir que equivale a la longitud terrestre. Aun así, comunmente lo medimos en horas, minutos y segundos, donde cada hora sería el resultado de dividir los grados totales (360) por las horas totales (24): una hora equivale a 15 grados. Las 0 horas corresponderían al punto vernal, las 12 horas al punto Libra, y las 24 horas de nuevo al vernal, habiendo recorrido toda una circunferencia.
  2. Declinación (Dec) - La declinación es un ángulo de 0 a 90º que se empieza a contar desde el ecuador celeste en dirección hacia los polos celestes. Si el objeto se encuentra en el hemisferio Norte Celeste, el ángulo es positivo, pero si se encuentra en el Sur, el ángulo será negativo (de 0 a -90º). Por supuesto, el ecuador corresponde a 0º.
Modificado el ( jueves, 21 de febrero de 2008 )
 
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