EQUINOCCIOS Y SOLSTICIOS



La Eclíptica
Equinoccios
Solsticios
Punto Vernal
La Precesión de los Equinoccios




LA ECLÍPTICA

Se llama Eclíptica al plano donde orbita la Tierra alrededor del Sol. Se da la extraña circunstancia de que los planetas del Sistema Solar orbitan todos ellos en planos muy cercanos, con separaciones de hasta un grado de separación, excepto Plutón, cuyo plano se separa unos 17º.

Para un observador situado en la Tierra, quien se mueve es el Sol alrededor de la Tierra, por lo que otra acepción de la Eclíptica podría ser la línea del cielo por donde se desplazan el Sol y los planetas en su trayectoria anual, debido al movimiento de traslación de la Tierra alrededor del Sol.




El Sol y diversos planetas moviéndose a lo largo de la Eclíptica

Actualmente, el eje de la Tierra tiene una inclinación de 23 grados y 27 minutos sobre la vertical, que es la misma inclinación que tiene el plano del Ecuador sobre el plano de la Eclíptica. Esta inclinación provoca que cada hemisferio de la Tierra reciba la luz del Sol de forma directa o más o menos oblicua conforme el planeta gira alrededor del Sol, lo cual da lugar a las cuatro estaciones: primavera, verano, otoño e invierno.

La Tierra describe una órbita ligeramente elíptica alrededor del Sol, el cual está situado en uno de los focos de la elipse. Este hecho, unido a la inclinación del eje de la Tierra da origen a las estaciones y a los conceptos de Equinoccio y Solsticio.







EQUINOCCIOS

Equinoccio es una palabra que viene del latín y significa "noche igual". Durante los equinoccios el Sol está situado en el plano del ecuador terrestre, donde alcanza el cenit. En este punto el Sol pasa de un hemisferio a otro. El paralelo de declinación del Sol y el ecuador celeste coinciden, por lo que la noche y el día tienen la misma duración en todo el mundo.




Vista de los dos equinoccios como la intersección del ecuador celeste y la eclíptica. El Sol, en su aparente movimiento por ésta, está al Norte o al Sur del plano ecuatorial, causa de la sucesión de estaciones. Astronómicamente, el primer punto de Aries es una referencia fundamental.

El día de los equinoccios, el Sol sale exactamente por el punto Este y se pone por el punto Oeste en todos los lugares de la Tierra, excepto en los Polos dónde no sale ni se pone. Ese día en el Ecuador el Sol alcanza el cenit. Por otra parte, y para cualquier día del año, nótese que desde el hemisferio norte el Sol culmina hacia el sur, moviéndose en sentido horario, mientras que desde el hemisferio sur culmina hacia el norte y se mueve en sentido antihorario.




La figura muestra la trayectoria del Sol según la latitud del observador, situado en el punto C de su horizonte local.

Los días de los equinoccios son dos al año:

  • 21 de marzo, o Equinoccio de Primavera, también llamado primer punto de Aries o equinoccio vernal. Este día el Sol atraviesa de Sur a Norte el plano de la Eclíptica, y el eje de rotación de la Tierra está alineado paralelamente con el eje de su movimiento de traslación alrededor del Sol.

  • 22 de septiembre, o Equinoccio de Otoño, también llamado primer punto de Libra o equinoccio otoñal. Este día el Sol atraviesa de Norte a Sur el plano de la Eclíptica.




SOLSTICIOS

Solsticio es un término astronómico relacionado con la posición del Sol en el ecuador celeste. El nombre proviene del latín "solstitium" (sol sistere o sol quieto). Se aplica a aquellos días en los que la duración del día o de la noche es la más larga.




Perihelio y afelio de la Tierra en su movimiento alrededor del Sol

A lo largo del año la posición del Sol visto desde la Tierra se mueve hacia el Norte y el Sur. Los solsticios son aquellos momentos del año en los que el Sol alcanza su máxima posición meridional o boreal. Las fechas del solsticio de invierno y del solsticio de verano están cambiadas para ambos hemisferios.

La existencia de los solsticios está provocada por la inclinación axial del eje de la Tierra. En los solsticios la longitud del día y la altura del Sol al mediodía son máximas (en el solsticio de verano) y mínimas (en el solsticio de invierno) comparadas con cualquier otro día del año. En la mayoría de las culturas antiguas se celebraban festivales conmemorativos de los solsticios.

Las fechas de los solsticios son idénticas al paso astronómico de la primavera al verano y del otoño al invierno.

  • 21 de junio, o Solsticio de Verano: Este dia en el hemisferio Norte el Sol alcanza el cénit al mediodía sobre el Trópico de Cáncer.

    A partir del 21 de marzo el Sol sigue avanzando hacia las latitudes del Norte e iluminándolas más intensamente. Los días se hacen más largos que las noches y las temperaturas son más cálidas. Llega un momento en que el Sol deja de seguir avanzando hacia el Norte y se queda sobre el llamado Trópico de Cáncer, en un punto de máxima declinación situado a los 23º 26' de latitud norte. Durante este día las horas de luz son las más prolongadas del año. A partir de este día el Sol empieza a retroceder de nuevo hacia el Ecuador, por lo que el número de horas nocturnas va en aumento respecto a las de luz diurna.

    Durante el solsticio de verano del hemisferio norte (21 de junio) la Tierra se encuentra próxima al punto de su órbita más alejado del Sol, el afelio, que alcanza el 4 de julio. La distancia al Sol es de 152 millones de kilómetros (5 millones más que el perihelio), y la Tierra recibe en su conjunto un 3,5% menos de energía solar durante estos días. A pesar de la menor cantidad de energía recibida y la mayor distancia hacia el Sol, en el hemisferio norte hace más calor porque los rayos del Sol caen más verticalmente.

      Corolario: en estas fechas en el hemisferio sur es invierno, con temperaturas mucho más frias que en el invierno del norte, pues a la oblicuidad de los rayos del Sol se une la menor energía recibida debido a la mayor distancia al Sol.

  • 21 de diciembre, o Solsticio de Invierno: Este día en el hemisferio Norte alcanza el cénit al mediodía sobre el Trópico de Capricornio.

    A partir del 22 de septiembre el Sol avanza hacia el Sur hasta llegar a detenerse sobre el Trópico de Capricornio, en un punto de máxima declinación situado a los 23º 26' de latitud sur. Para el hemisferio norte en este día la noche es la más prolongada del año, puesto que la luz solar se reduce al mínimo. A partir de este día el Sol vuelve a viajar hacia el Ecuador, que alcanzará de nuevo el 21 de marzo, finalizando de este modo el ciclo de un año, o 365,24 días.




    Solsticio de invierno

    Durante el solsticio de invierno del hemisferio norte (21 de diciembre), la Tierra se encuentra próxima al punto de su órbita más cercano al Sol, el perihelio, que alcanza el 3 de enero. Durante estos días la distancia al Sol es la más corta del año, unos 147 millones de kilómetros, y por ello la Tierra recibe el máximo de calor. A pesar de la mayor cantidad de energía recibida y la menor distancia hacia el Sol, en el hemisferio norte hace más frío porque los rayos del Sol caen de forma más oblicua.

      Corolario: en estas fechas en el hemisferio sur es verano, con temperaturas mucho más elevadas que en el verano del norte, pues a la verticalidad de los rayos del Sol se une la mayor energía recibida debido a la menor distancia al Sol.




PUNTO VERNAL

El Punto Vernal es el punto donde se interceptan el plano del Ecuador con el plano de la Eclíptica. Tiene lugar el 21 de marzo, cuando el Sol viaja desde el Sur hacia el Norte procedente del Tropico de Capricornio hacia el de Cáncer, el mismo día del Equinoccio de Primavera. Este punto es el origen de coordenadas (longitudes y ascenciones rectas) de las estrellas en el sistema de coordenadas ecuatoriales utilizadas en la ciencia astronómica.

Algunos dicen que el verdadero calendario terrestre debía comenzar el día del Punto Vernal, y no el 1 de enero como ocurre actualmente. De hecho, en antiguas civilizaciones el año comenzaba en el Equinoccio de Primavera.




Vista de los dos equinoccios como la intersección del ecuador celeste y la eclíptica. El Sol, en su aparente movimiento por ésta, está al Norte o al Sur del plano ecuatorial, causa de la sucesión de estaciones. Astronómicamente, el primer punto de Aries es una referencia fundamental.

También se llama Punto Aries, ya que el Sol cruzaba la constelación de Aries el 21 de marzo en aquellos lejanos años de la época de la Grecia clásica en los que se identificó este hecho.

El Punto Vernal no es un punto fijo, sino que se mueve sobre la esfera celeste debido al movimiento de peonza de la Tierra sobre su eje, lo que da lugar al fenómeno conocido como Precesión de los Equinoccios. Por ello, actualmente el Punto Vernal ha retrocedido 28 grados desde el punto donde estaba a principios de la Era Cristiana, y se encuentra actualmente sobre la constelación de Piscis.

El equivalente al Punto Vernal o Punto Aries en el equinoccio de otoño es el Punto Libra, que es lugar por donde el Sol, en su caminar aparente alrededor de la Tierra, atraviesa el plano del Ecuador por segunda vez, en el Equinoccio de Otoño (21 de septiembre). En este punto, las dos coordenadas "ascensión recta" y "longitud eclíptica" del Sol es de 180º. Su nombre procede de que antiguamente era Libra la constelación en la que se proyectaba ese día. Debido a la Precesión de los Equinoccios, actualmente el Punto Libra se encuentra en Virgo.



LA PRECESIÓN DE LOS EQUINOCCIOS

Por tradición se dice que el 21 de marzo ocurre el Equinoccio de Primavera. Sin embargo esto no es exactamente cierto, puesto que las fechas de los equinoccios (en primavera u otoño) adelantan un día cada 70 años debido a un corrimiento del Punto Vernal sobre las constelaciones a lo largo del ecuador celeste. Por ejemplo, el equinoccio de primavera de 1996 ocurrió a las 02:03 del 20 de marzo, no a las 12:00 del 21 de marzo.

El sentido del giro sobre el eje de rotación de la Tierra se da en el mismo sentido en que nuestro planeta gira en torno al Sol, por lo que cada año los equinoccios se dan con una antelación de un ángulo de 50.27". Dicho en otra forma: si por ejemplo: en determinado año se da el equinoccio de primavera en el momento en que la Tierra y el Sol están el línea con determinada estrella, el año siguiente dicha alineación tendrá lugar unos 20 minutos de tiempo después; por esta razón es por lo que se le ha llamado a este fenómeno precesión de los equinoccios.

Este efecto se explica por el movimiento de trompo de peonza que el eje de rotación de la Tierra efectúa en sentido contrario al de rotación, es decir, en sentido retrógrado (sentido de las agujas del reloj) y que tiene una duración de 25.760 años. Como consecuencia, el plano del Ecuador varía, y el punto Aries también, retrogradando 50,29 segundos por año. Este movimiento se produce porque la Tierra no es un cuerpo esférico perfecto, sino que es un "geoide" achatado por los polos, por lo que la atracción del Sol, la Luna y los planetas influyen en este movimiento.

En resumen: el equinoccio no es un punto fijo (ninguno de los dos equinoccios, por supuesto), sino que se mueve lentamente debido a la precesión y nutación. La primera supone un desplazamiento angular de unos 50,3” por año (1º cada 72 años aproximadamente), y el equinoccio describe una vuelta completa alrededor del centro de la esfera celeste, en sentido retrógrado, en unos 25.950 años (72 años por 360º). Este número se conoce como año platónico.

La nutación es un movimiento de oscilación periódica del eje de la Tierra con una amplitud de 9” y un periodo de 18,6 años.




Movimiento de trompo de peonza de la Tierra alrededor de su eje, con una duración exacta de 25.760 años

La primera consecuencia de la Precesión de los Equinoccios es que el polo norte celeste describa en el cielo un gran círculo de 47 grados de diámetro (46º 54´ para ser exactos). Actualmente la Polaris (Alpha UME) es la Estrella Polar, pero hace 4.500 años era Thuban, de la constelación Dragón, y dentro de unos 12.000 años será Vega, de la constelación Lira.

La segunda consecuencia es que este movimiento manda al traste todas las supuestas predicciones zodiacales de los astrólogos, puesto que las constelaciones se han movido desde las posiciones registradas por los sabios babilonios y griegos. Por ejemplo, a los nacidos el 27 de abril les corresponde el signo zodiacal de Tauro según la astrología clásica; pero la realidad astronómica es que le corresponde actualmente el signo de Aries. Además, antiguamente tan solo había doce constelaciones zodiacales, cuando ahora hay trece. Esto es lo que conocemos por los nombres de Zodiaco Astronómico y Zodiaco Clásico.

Esto está relacionado con las llamadas eras zodiacales. Si tomamos la eclíptica como un círculo de 360º y lo dividimos en 12 partes, cada una de ellas dedicada a una constelación, el resultado es que a cada una de ellas le corresponde un arco de 30º; si cada 72 años el punto vernal retrocede 1º, este punto permanecerá en el sector de cada constelación un total de 2160 años (72 años por 30º). Por ello, los aficionados al zodiaco clásico afirman que cada era es de 2160 años. Actualmente el punto vernal está finalizando su recorrido en el signo de Piscis, y va a entrar en el signo de Acuario, entrando con ello en la Era de Acuario.

La tercera consecuencia es la existencia de dos tipos de años, el trópico y el sideral:

  • Año trópico es el perido de tiempo entre dos pasos consecutivos del Sol por el punto Vernal o Equinoccio de Primavera, y está fijado en 365 días, 5 horas, 48 minutos y 46 segundos. Es el año que todo el mundo conoce y del que todo el mundo habla.

  • Año sideral es el periodo de tiempo entre dos pasos consecutivos del Sol por la misma estrella fija (que debe ser una estrella muy lejana de la Tierra). Su duración es 20 minutos 23 segundos superior al año trópico, que es tiempo que tarda el Sol en recorrer los 50,29 segundos de la precesión anual del equinoccio. Por ello, el año sideral dura 365 días, 6 horas, 9 minutos y 9 segundos.

    El concepto de año sideral trae aparejado el concepto de día sideral o sidéreo, que es el periodo de tiempo entre dos pasos consecutivos del punto Vernal por el meridiano del lugar. Se llama tiempo sidéreo al ángulo horario del punto Vernal, es un tiempo local, pues depende del meridiano del observador.

    Dada una estrella A de ascensión recta AR y ángulo horario H, se cumple que TSL = AR + H. El Tiempo sidéreo local puede determinarse con solo medir el instante en que una estrella de ascensión recta conocida atraviesa el meridiano del lugar, pues en ese instante H=0.




Tiempo Sidereo Local y Precesión del Punto Aries.

Algo de historia sobre la Precesión de los Equinoccios

Los astrónomos clásicos anteriores a Hiparco lograron fijar la posición del Punto Vernal sobre el fondo de las estrellas mediante la observación del cielo durante los eclipses de Luna que ocurrían a los pocos días de los equinoccios de Primavera u Otoño.

Supongamos que un eclipse de Luna total y máximo ocurre cuando el Sol está sobre el Ecuador, es decir, en el equinoccio; el centro de la sombra de la Tierra, es decir, la Luna en este caso, apunta al punto opuesto, es decir, al otro equinoccio. De este modo, durante un eclipse total de Luna las estrellas próximas a ella son visibles y se puede fijar la posición de los equinoccios respecto al fondo de estrellas. De este modo, y dado que el Punto Vernal es el origen de longitudes, los astrónomos antiguos pudieron determinar con precisión la longitud de las estrellas.

Si un eclipse total de Luna tiene lugar con unos días de diferencia con respecto al paso del Sol por el equinoccio, es válido el mismo procedimiento, sólo que corrigiendo la posición mediante unas tablas solares que dan para unos pocos días exactitud diferente.

150 ó 160 antes que Hiparco, un tal Timócaris había hecho este experimento y había encontrado a la estrella Espiga (alfa VIR) a 8º del Equinoccio de Otoño. Cuando Hiparco hace su experimento en el 141 a.C. encontró Espiga a 6º de dicho equinoccio, por lo que concluyó que el Punto Vernal, o punto Aries, se mueve en sentido opuesto al Sol (sentido retrógrado) 2º en 160 años, es decir, 45" por año, fijando en 28.800 años el giro completo o Gran Año. Hiparco no elaboró ninguna teoría sobre la precesión de los equinoccios, y se limitó a acumular datos para que sus sucesores pudieran utilizarlos.

El valor calculado por Hiparco para la longitud eclíptica de Espiga fue de 174º 7´ 30". En 1802 el astrónomo inglés Maskeline calculó que el nuevo valor era de 212º 4´ 41". En 1.943 años se había producido una diferencia de 26º 57´ 11"; es decir, que el el desplazamiento anual retrógrado del punto Aries o Vernal era un valor muy próximo a 50". Actualmente sabemos que el Gran Año contiene 25.760 años, y que se desplaza a una velocidad de 50,25" por año.

A principios de la Era Cristiana el Sol se proyectaba a principios de la Primavera en la constelación de Aries; actualmente el punto Aries ha retrocedido 28", y el Sol se proyecta sobre la constelación de Piscis.

El corolario de todo lo anterior es que cada cuatro años la llegada de la primavera se va retrasando un poco más de una hora (20 minutos 23 segundos x 4 = 1 hora 21 minutos 32 segundos). El calendario Juliano, en vigor hasta 1.582, no consideraba este pequeño retraso y para entonces la primavera se había adelantado casi dos semanas. Por su parte, el calendario Gregoriano resta tres días (bisiestos) cada 400 años para asegurar que la llegada de la primavera se da aproximadamente en una misma fecha, por lo que se eliminan del calendario los días 29 de febrero de 2.100, 2.200 y 2.300.

Es interesante mencionar como curiosidad la teoría de las eras zodiacales, que sigue el desplazamiento del Equinoccio Vernal (o de otoño) a lo largo del firmamento, y asociando cada era a la constelación zodiacal clásica sobre la que se encuentra. Por supuesto, esto no tiene ningún valor científico, pero al estar ligado al movimiento de bamboleo del eje terrestre, esta teoría es interesante. El período del "bamboleo" del eje terrestre es de 25.776 años, y genera la precesión de los equinoccios. Aunque hay otros movimientos que se superponen (como el de cabeceo del eje terrestre o de modificación de su órbita), este movimiento es el más importante. Así, cada "era" zodiacal clásica tendría una duración de 2.148 años. El efecto de esto es que el firmamento observable desde una zona específica de la Tierra varía sensiblemente a lo largo de la Historia. De esta forma, los antiguos egipcios no veían las mismas constelaciones que hoy en día, aunque sí con las mismas formas (de hecho tampoco, pero la variación es mínima).

Esto se ha de tener en cuenta a la hora de valorar la importancia de una constelación (ya que constelaciones más elevadas en el horizonte son más brillantes al sufrir menor extinción la luz de sus estrellas por parte de la atmósfera) y es un hecho utilizado por los estudiosos tanto de la Historia como de la Astronomía.



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