martes, 8 de septiembre de 2020

¿Qué proporción de la superficie lunar se puede ver desde la Tierra?

 Hace unos días os propuse responder a esta pregunta en Twitter: ¿Qué proporción de la superficie lunar se logra ver desde la Tierra? Y os di como opciones los siguientes porcentajes: 43%, 50%, 53% y 59%.

Dadas las respuestas recibidas, y como este es un tema complejo, he decidido redactar un artículo sobre los movimientos de la Luna para poder daros una respuesta más adecuada, ya que en Twitter sería un hilo muy largo.

Lo primero que vamos a hacer es repasar un poco las características principales de nuestro satélite.


Características principales de la Luna

La Luna es el único satélite natural de la Tierra. Cuenta con un diámetro de 3.476 Km (el de la Tierra es de 12.742 Km), y posee 1/81 veces la masa de nuestro planeta. La distancia media entre la Tierra y la Luna es de 384.400 kilómetros. ¿Por qué distancia media? Porque la órbita de la Luna en torno a la Tierra es elíptica (su excentricidad es de 0,05), es decir, unas veces se encuentra más cerca y otras más lejos de nosotros.

La distancia mínima entre la Tierra y la Luna es de unos 360.000 Km, y se produce en el perigeo, que es el punto de la órbita elíptica que recorre un cuerpo natural o artificial alrededor de la Tierra, en el cual dicho cuerpo se halla más cerca de su centro. 

Por el contrario, el apogeo es el punto en una órbita elíptica alrededor de la Tierra en el que un cuerpo se encuentra más alejado del centro de esta. En el caso de la Luna el apogeo está situado a unos 406.000 kilómetros.

Además, el plano de su órbita está inclinado 5º respecto del plano de la órbita de la Tierra. Por ello, no tenemos eclipses lunares todos los meses.


Movimientos de traslación y rotación de la Luna

Sabemos que nuestro planeta tarda casi 24 horas en rotar sobre su propio eje, y que tarda aproximadamente un año en orbitar en torno al Sol. En el caso de la Luna, nuestro satélite tarda el mismo tiempo en rotar sobre su propio eje y en completar una órbita alrededor de la Tierra: 27días 7 horas 43 min. Por este motivo, siempre nos enseña la misma cara.


Movimientos de libración de la Luna

  Un observador en la Tierra puede ver un poco más de la mitad de la superficie de la Luna, gracias a los conocidos comos "movimientos de libración" .

Sin este curioso fenómeno, del que muchas veces no somos conscientes porque ocurre a lo largo de los días, solo podríamos contemplar el 50% de la superficie de la Luna.

El nombre de libración procede del latín y significa balanza. Esto es debido a que este movimiento es percibido como un balanceo de la Luna. 

Hay tres tipos de libración, y en su conjunto consiguen que logremos ver el 59% de la superficie lunar. Analicemos uno por uno:


1.- Libración en longitud

Está causado por la excentricidad de la órbita lunar en torno a la Tierra. Las Leyes de Kepler nos dicen que cuando un cuerpo orbita en torno a otro en un órbita elíptica, su velocidad es mayor en el perigeo que en el apogeo. Es decir, cuando la Luna está más cerca de la Tierra, orbita en torno a ella más rápido que cuando se encuentra más lejos. 

Antes hemos comentado que el periodo de rotación y traslación de la Luna coinciden. Pero debido a estas diferencias de velocidad, como el giro de la Luna en torno a su eje se mantiene a la misma velocidad, se produce un pequeño desajuste entre rotación y traslación. Esto hace que la rotación de la Luna (o giro sobre sí misma) algunas veces se adelante y otras se atrase con respecto a su posición orbital. 

La libración en longitud hace que la Luna oscile respecto a nosotros en la dirección este-oeste, con una amplitud máxima de 7°54'. Por tanto, un detalle superficial lunar, que en el perigeo y en el apogeo se encuentra justo en el meridiano del lugar, se hallará algo hacia el este del meridiano cuando la Luna está entre el perigeo y el apogeo, y algo hacia el oeste cuando la misma está entre el apogeo y el perigeo.



2.- Libración en latitud

La libración en latitud es debida a la inclinación del eje de rotación lunar con respecto a la perpendicular del plano orbital.  Esta libración es una especie de cabeceo de norte a sur de 6° 50’. Por lo tanto, no solo pueden verse el polo norte y el polo sur de la Luna sino que se logra ver 6° 30’ más allá.

Crédito: NASA


3.- Libración diurna

Se debe al hecho de que el radio terrestre no es despreciable con respecto a la distancia a la Luna. El valor de esta libración es de casi un grado. Es decir,  dos observadores que se encuentran en dos puntos diferentes de la superficie terrestre ven en un mismo momento regiones algo diferentes de la superficie lunar.

Crédito: NASA/Bill Anders - http://www.hq.nasa.gov/office/pao/History/alsj/a410/AS8-14-2383HR.jpg


Como hemos mencionado, la suma de estos tres movimientos de libración provocan que desde la Tierra seamos capaces de contemplar el 59% de la superficie lunar.

La mejor forma de visualizar este fenómeno es observando sucesivamente la Luna durante varias semanas, tal y como podéis ver en el siguiente vídeo: https://youtu.be/p-UaJsfkQsQ







Enlaces consultados:


http://museovirtual.csic.es/salas/universo/universo5.htm#:~:text=El%20radio%20R%20de%20la,la%20Luna%20y%20la%20Tierra.&text=La%20distancia%20m%C3%ADnima%20(perigeo)%20de,es%20de%20unos%20406.700%20kil%C3%B3metros.

https://pwg.gsfc.nasa.gov/stargaze/Mmoon4.htm

https://www.ecured.cu/Libraci%C3%B3n_lunar

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