La Esfera Celeste

La ESFERA CELESTE, es una esfera ideal, sin radio definido, concéntrica con el globo terrestre, en la cual aparentemente se mueven los astros. Permite representar las direcciones en que se hallan los objetos celestes; así es como el ángulo formado por dos direcciones será representado por un arco de circulo mayor sobre esa esfera.Es decir, es la representación convencional del cielo como una envoltura esférica sobre la cual aparecen proyectados los astros,y  el centro de esta esfera corresponde al lugar en el que se ubica el OBSERVADOR.
La esfera celeste tiene una apariencia aplastada en la dirección de la vertical del lugar , ya que los astros que aparecen justo por encima del observador presentan una mayor luminosidad que aquellos cercanos al horizonte .Esto genera una ilusión óptica que hace pensar en las estrellas próximas al horizonte como más alejadas que aquellas situadas por el observador; la causa verdadera de la menor luminosidad de las primeras, reside en que los rayos luminosos horizontales atraviesan mayor extensión de atmósfera, por lo que parte de su luz es dispersada; esto provoca que parezcan astros más débiles , y solo por una impresión visual, más lejanos.
La representación más perfecta de la esfera celeste se ha logrado mediante los planetarios, con aparatos de óptica especializados, se proyecta mediante una pantalla gigante en el techo del planetario con proporciones especiales y el observador puede ver lo mismo que observaría una noche estrellada en una hora determinada y en una zona oscura.

DISTANCIA APARENTE: en astrometría, indica los grados que mide el arco de la esfera celeste que pasa por un par de estrellas. La distancia aparente entre dos astros está dada por su distancia angular medida sobre la esfera celeste.

DIÁMETRO APARENTE: Es la separación angular de dos visuales que se apuntan a los extremos de un diámetro del disco aparente del astro.

• Es inversamente proporcional a la distancia que lo separa del observador.
• Los diámetros aparentes de dos astros diferentes, situados a igual distancia del observador, son directamente proporcional a sus diámetros verdaderos.

Elementos astronómicos

En la esfera celeste existen una serie de elementos básicos que sirven para orientarse y determinar posiciones y que varían con la posición del observador como:

VERTICAL DEL LUGAR: es la línea recta que pasa por el centro de la esfera celeste y por el punto de la superficie de la Tierra donde se encuentra  el observador.
CÉNIT: es el punto de intersección entre la vertical del lugar y la esfera celeste.
NADIR: es el punto opuesto al cénit.
HORIZONTE DEL LUGAR: es la intersección del plano tangente a un punto de la superficie de la Tierra con la esfera celeste.Es por tanto, vertical a la vertical de ese punto, y delimita la zona de la esfera celeste que el observador puede ver.

El sistema de coordenadas de la Tierra también se puede proyectar sobre la esfera celeste para posibilitar la localización de los astros mediante los paralelos, meridianos y otros elementos particulares de la esfera celeste:
MERIDIANOS CELESTES: es la proyección de los meridianos sobre la esfera celeste.
PARALELOS CELESTES: es la proyección de los paralelos sobre la esfera celeste. El ecuador celeste, el más importante de los paralelos, también es la proyección del ecuador en la esfera celeste.
MERIDIANO DEL LUGAR: es el meridiano en el que se encuentra el observador, que pasa por el cénit y el nadir.
LÍNEA MERIDIANA: es la intersección del plano del meridiano con el plano del horizonte, que da como resultado una línea.
NORTE Y SUR:  son los puntos en los que la línea meridiana corta la esfera celeste.
ECLÍPTICA: es la línea que describe el Sol en su movimiento aparente durante el año.Debido a la inclinación del eje de la Tierra forma un ángulo de 23,5 con el ecuador.
PUNTO DE ARIES O VERNAL: es el punto en el que el ecuador se cruza con la eclíptica situado sobre la constelación de Piscis.Cuando fue calculado por primera vez,el punto de Aries se encontraba sobre la constelación de Aries, pero debido a la precesión ha cambiado de posición desde entonces. Su punto opuesto es el punto de Libra. El Sol pasa por los puntos de Aries o Libra en los equinoccios.

Movimiento diurno de la Esfera Celeste

Es el movimiento de la esfera celeste observado en el transcurso de un día. Es un movimiento aparente de rotación de la misma, de levante a poniente, debido al movimiento real de rotación de la Tierra de poniente a levante. De él, por tanto, participan todos los cuerpos celestes. En este movimiento diurno las estrellas conservan sus posiciones participando toda la esfera celeste de dicho movimiento.

Hasta la revolución copernicana los astrónomos creían que se trataba de un movimiento real de las estrellas. Desde Copérnico sabemos que es la Tierra la que gira alrededor de su eje completando una vuelta en 23 h 56 min 4 s (un día sidéreo). No obstante se sigue con la misma concepción tolemáica, asumiendo que el movimiento de la esfera celeste es aparente, siendo la Tierra la que gira realmente.
Situado en el plano del horizonte y en el transcurso de un día un observador ve a los astros dar una vuelta alrededor del eje del mundo, en dirección este-sur-oeste mirando hacia el sur, o bien en sentido este-norte-oeste mirando hacia el norte.

Aspecto del cielo a diferentes latitudes

Al pasar de un hemisferio a otro se nota un cambio en el aspecto del cielo nocturno de la Tierra.Algunos grupos de estrellas que veíamos continuamente dejan de verse al traspasar el ecuador terrestre, apareciendo otro nuevo.Esto sugiere clasificar el aspecto que presenta la esfera celeste según la ubicación del observador:

ESFERA OBLICUA: corresponde a observadores sobre la Tierra con una latitud comprendida entre 0°y 90°,tanto positiva como negativa.Un observador ubicado en cualquiera de esas latitudes observará que todas las estrellas describen círculos inclinados respecto al plano del horizonte.Sólo las estrellas en las cercanías del polo elevado presentan trayectorias completas arriba del horizonte y forman el grupo de astros siempre visibles: son las estrellas circumpolares.

ESFERA RECTA:corresponde a observadores situados en una latitud Q=0°.Esta esfera presenta la característica  de que para esa posición todas las estrellas son visibles.En este caso, ninguno de los polos está elevado, ya que el eje del mundo descansa sobre el horizonte , y los polos coinciden con los puntos cardinales  Norte y Sur.El ecuador celeste, por consiguiente, es perpendicular  al horizonte y contiene la vertical del lugar.Entonces, las estrellas se mueven en planos paralelos con respecto al ecuador, y perpendiculares al horizonte y contiene a la vertical del lugar.Entonces, las estrellas, se mueven en planos paralelos con respecto al ecuador y perpendiculares con respecto al horizonte, los que al ser bisectados por este determinan una igualdad entre el arco diurno (visible) y el arco nocturno(la porción de arco invisible)

ESFERA PARALELA: corresponde al observador ubicado en uno cualquiera de los polos terrestres ,para el cual solo serán visibles los astros situados en el mismo hemisferio en que se encuentran.En este caso el ecuador coincide con el horizonte y el eje del mundo con la línea Cénit-Nadir.Los astros que se hallan por encima del ecuador describen círculos paralelos al horizonte resultando todos circumpolares:por el contrario, los astros situados bajo el ecuador serán permanentemente invisibles.

Cuando el Sol se encuentra sobre el horizonte, su luz es dispersada sobre la atmósfera terrestre;de esta manera se produce la coloración azul del cielo diurno que nos impide ver las estrellas:El movimiento de rotación de la Tierra da lugar a que el Sol sea visible para  una parte del planeta solo durante un lapso diario(día),cuando se halle por encima del horizonte , simultáneamente, para la otra parte del planeta  el Sol se encuentra debajo del horizonte y no se lo ve (es la noche,situación en que se puede ver el cielo estrellado).

Sistema de coordenadas celestes

Un requisito básico para el estudio del cielo, es determinar dónde están las cosas. Para especificar posiciones celestes, los astrónomos han desarrollado varios sistemas de coordenadas. Cada uno utiliza una rejilla de coordenadas proyectada sobre la esfera celeste, análogo al sistema de coordenadas geográfico utilizado en la superficie terrestre.Las coordenadas representan las distancias del punto a dos ejes o rectas perpendiculares entre sí  y los sistemas de coordenadas tan sólo se diferencian en la elección del plano fundamental, que divide el cielo en hemisferios iguales a lo largo de un círculo mayor (el plano fundamental del sistema geográfico es el ecuador). Cada sistema de coordenadas adquiere su nombre en función de su plano fundamental, tomando en cuenta en cada caso un plano fundamental y un origen distinto.El plano fundamental queda definido por el círculo máximo considerado como de referencia; en cada plano además se define un eje principal , el cual siempre es perpendicular a dicho plano y que generalmente pasa por el observador.La especificación de ese eje está relacionada con determinado fenómeno físico como la rotación de la Tierra o la dirección de la gravedad.Finalmente, cada coordenada se mide desde un origen diferente,de acuerdo al sistema escogido.

Sistema de coordenadas horizontal

Utiliza el horizonte local del observador como plano fundamental. Esto divide convenientemente el cielo en un hemisferio superior que puede ser visto, y un hemisferio inferior que permanece oculto (detrás de la propia Tierra). El polo del hemisferio superior se denomina cenit. El polo del hemisferio inferior es el llamado nadir. El ángulo de un objeto por encima o por debajo del horizonte se denomina elevación (el para abreviar). El ángulo de un objeto alrededor del horizonte (medido desde el norte, hacia el este) se llama acimut. El sistema de coordenadas horizontal también es conocido como sistema de coordenadas altoacimutal.

El sistema de coordenadas horizontal está fijado a la Tierra, no a las estrellas. Por lo tanto, la elevación y el acimut de un objeto cambian con el tiempo, ya que el objeto parece desplazarse por el cielo. Además, como el sistema horizontal viene definido por el horizonte del observador, el mismo objeto visto desde distintos lugares de la Tierra al mismo tiempo, tendrá diferentes valores de elevación y acimut.
Las coordenadas horizontales son muy útiles para determinar las horas de aparición (orto) y ocultación (ocaso) de un objeto en el cielo. Cuando un objeto tiene una elevación de 0 grados, está apareciendo (si su acimut es < 180 grados) o desapareciendo (si su acimut es > 180 grados).

Sistema de coordenadas ecuatorial local

Es probablemente el sistema de coordenadas celeste más utilizado. Es además el que más se asemeja al sistema de coordenadas geográfico, ya que ambos utilizan el mismo plano fundamental y los mismos polos. La proyección del ecuador terrestre sobre la esfera celeste se denomina ecuador celeste. Igualmente, la proyección de los polos geográficos sobre la esfera celeste define los polos celestes norte y sur.

Sin embargo, hay una diferencia importante entre los sistemas de coordenadas ecuatorial y geográfico: este último está fijado a la Tierra, y rota junto a ella. El sistema ecuatorial está fijado a las estrellas[1], así que parece rotar por el cielo junto a ellas; pero, por supuesto, es la Tierra la que gira y el cielo permanece inmóvil.
El ángulo de latitud del sistema ecuatorial se denomina declinación (dec para abreviar). Mide el ángulo de un objeto por encima o por debajo del ecuador celeste. El ángulo longitudinal se denomina de ascensión recta (AR para abreviar). Mide el ángulo de un objeto al este del equinoccio vernal. A diferencia de la longitud, la ascensión recta se mide habitualmente en horas en vez de en grados, ya que la aparente rotación del sistema de coordenadas ecuatorial está muy relacionada con el tiempo sidéreo y el ángulo horario. Como una rotación total del cielo tarda 24 horas en completarse, hay (360 grados / 24 horas = ) 15 grados en una hora de ascensión recta.

Sistemas de coordenadas no locales

Los sistemas de coordenadas no locales son de gran interés astrométrico ya que definen un sistema de coordenadas independiente del lugar de observación.Este sistema de coordenadas se utiliza para la confección de mapas celestes y de catálogos, y para el estudio de la posición relativa de los astros.Los Sistemas Ecuatorial Celeste,Ecliptical y Galáctico son ejemplos de sistemas de coordenadas no locales.

*LA ECLÍPTICA, ¿QUÉ ES?

Es la línea curva por donde transcurre el Sol alrededor de la Tierra, en su movimiento aparente visto desde la Tierra. Está formada por la intersección del plano de la órbita terrestre con la esfera celeste. Es la línea recorrida por el Sol a lo largo de un año respecto del fondo inmóvil de las estrellas.El ecuador y la eclíptica se intersectan en dos puntos separados uno de otro en 180°, ya que ambos círculos son máximos.Esos puntos de intersección son denominados puntos equinocciales o simplemente equinoccios  .El equinoccio en el cual el Sol, en su movimiento anual aparente, cruza de Sur a Norte el ecuador, ha sido tradicionalmente llamado equinoccio vernal o punto vernal (coincide aproximadamente con el 21 de marzo); su opuesto es el equinoccio otoñal (alrededor del 21 de setiembre), también llamado punto libra.Cuando el Sol está en cada uno de estos puntos, comienzan la primavera y el otoño , respectivamente para el hemisferio norte de la Tierra. Por lo tanto, la denominación de los equinoccios no es aplicable literalmente para el hemisferio sur a causa de la inversión de las estaciones:resulta más conveniente distinguirlos como equinoccio de marzo y equinoccio de setiembre.