Cómo ver la cara oculta de la Luna aquí mismo en la Tierra

Por Phil trenza

En mi artículo más reciente para Científico americano, Puede que te haya mentido.

En mi defensa, no mentí tanto, sino que tal vez simplifiqué demasiado. Escribí que debido a los efectos de la fuerza de marea de la Tierra, “la Luna siempre muestra una cara hacia la Tierra”. Eso resulta ser sólo principalmente verdadero. De hecho, vemos más del 59 por ciento de la superficie total de la Luna desde la Tierra., no estrictamente la mitad, como cabría esperar. Lo que no mencioné la semana pasada fue el lento movimiento de balanceo y cabeceo que hace nuestro satélite con respecto a la Tierra, que en conjunto llamamos libración. (Esto no debe confundirse con las libaciones, que pueden provocar movimientos similares en las personas).

Como expliqué en ese artículo, la luna gira una vez cada vez que orbita la Tierra. Este es el resultado de la fuerza inexorable de la gravedad de nuestro planeta, que ha ralentizado el giro de la Luna y ha movido nuestro satélite cada vez más lejos de la Tierra hasta que ambas velocidades angulares coincidieron. (A veces llamamos a esto resonancia de órbita de giro, si quieres ser técnico).

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Algunas personas tienen la idea errónea de que la Luna no gira en absoluto, pero esto se desmiente fácilmente: tome un objeto esférico como una naranja y colóquelo sobre una mesa (ésta será nuestro modelo de luna) y coloque algún objeto pequeño cerca de él. para representar la Tierra. Ahora mueve la naranja alrededor del otro objeto. Si no haces girar la naranja, descubrirás que alguien en la Tierra sucedánea verá toda la superficie de la naranja en el transcurso de una órbita. Tienes que girar con cuidado la naranja una vez por revolución para asegurarte de que solo se vea un lado, lo que demuestra que la luna efectivamente gira y que esta rotación toma la misma cantidad de tiempo que su período orbital.

El efecto general es que la Luna aparentemente está dividida en dos mitades: el hemisferio que siempre mira hacia la Tierra, al que llamamos lado cercano, y la mitad que siempre apunta hacia afuera, conocida como lado lejano. Otra idea errónea es que el otro lado es literalmente el oscuro lado, pero el sol brilla la mitad del tiempo en el lado opuesto de la luna, dándole dos semanas de luz y dos de oscuridad, al igual que en el lado cercano. Estoy dispuesto a dar algo de fundamento metafórico aquí porque “oscuro” puede significar desconocido o inexplorado; la mayor parte de la cara oculta de la Luna permanece oculta para siempre de la Tierra, por lo que la metáfora es adecuada. No fue hasta que la ex Unión Soviética envió la nave espacial Luna 3 alrededor de la Luna en 1959 cuando los ojos humanos vieron las primeras imágenes de la cara oculta.

La libración es la razón por la que esta dicotomía entre el lado cercano y el lejano no es tan clara. El fenómeno surge principalmente porque la órbita de la Luna no es un círculo perfecto sino bastante elíptica (de forma ovalada). El perigeo, el punto más cercano a la Tierra en la órbita de la Luna, está a unos 356.000 kilómetros de distancia, mientras que el apogeo, su punto más lejano, está a 407.000 kilómetros, una diferencia de aproximadamente el 13 por ciento. Esto significa que desde la Tierra, la Luna puede parecer alrededor de un 13 por ciento más grande en el perigeo que en el apogeo, pero esto también tiene implicaciones orbitales.

La velocidad a la que, digamos, una luna orbita un planeta depende de su distancia a ese planeta. Cuanto más lejos está, más lento se mueve a lo largo de su trayectoria y, a la inversa, cuanto más cerca está, más rápido se mueve. Sin embargo, debido a que la Luna es un objeto enorme y masivo, su giro no cambia en absoluto; siempre gira al mismo ritmo.

Esto significa que cuando la Luna está en su apogeo, su velocidad de giro es un poco más rápida que su velocidad orbital real, y viceversa en el perigeo. En el apogeo gira un poco más su lado occidental hacia nuestra vista, y en el perigeo vemos un poco más de su lado oriental. La cantidad de territorio extra lunar que vemos es de unos 7,5 grados a cada lado.

Así que, en efecto, podemos echar un vistazo por encima de los bordes de la cara visible de la Luna, pero sólo un poco. Un extraño efecto geométrico hace que esto sea difícil de discernir: en el borde de la Luna, esa rotación adicional se produce principalmente en dirección directa hacia la Tierra, por lo que la superficie adicional real que vemos está enormemente escorzada y es difícil de detectar. El efecto es mayor en los puntos de referencia cercanos al meridiano, la línea central de la luna que divide el este del oeste. Allí vemos características que se balancean hacia adelante y hacia atrás 15 grados, lo cual es bastante fácil de detectar en las fotografías. Cuando estaba en la escuela secundaria, tomé muchas fotografías de la luna usando mi telescopio y mi cámara, y recuerdo haber visto yegua crisium, una característica de impacto oscura cerca del extremo oriental de la luna, claramente más cerca del borde de la luna en un disparo que en el otro. ¡Había descubierto la libración!

Y lo encontré sólo 330 años después que el astrónomo Johannes Hevelius lo explicó por primera vez. Aceptaré crédito parcial.

Este efecto se llama libración longitudinal, la libración vista de este a oeste. Pero también hay una libración latitudinal de norte a sur. Esto se debe a que la órbita de la Luna no está directamente encima del ecuador de la Tierra, sino que está inclinada unos cinco grados. (El término técnico para esto es inclinación). Cuando la Luna está en el punto más al norte de su órbita, podemos ver un poco más de superficie más allá de su polo sur, y en su punto orbital más al sur podemos ver más hacia el lado opuesto en el norte.

En conjunto, esto significa que podemos ver un 59 por ciento más de luna que si la órbita fuera perfectamente circular y alineada con el ecuador de la Tierra. En el transcurso de la órbita lunar, que dura un mes, la luna parece tambalearse de este a oeste y inclinarse de norte a sur. Este efecto se puede ver con bastante claridad en un vídeo que la NASA publica cada año que muestra el movimiento físico y la fase de la luna; la animación resultante es bastante fascinante.

Conozco la libración desde hace mucho tiempo, pero todavía puede sorprenderme. Siempre he oído que desde la Luna, la resonancia de la órbita de giro significa que la Tierra nunca se mueve en el cielo, como si estuviera clavada en un solo lugar. Pero la libración significa que eso no puede ser cierto: ¡el efecto, de hecho, hace que la Tierra se mueva en el cielo lunar hasta 15 grados! Eso sería muy notable si estuvieras en el extremo oriental u occidental de la luna; De hecho, se podía ver a la Tierra elevarse y hundirse lentamente debajo del horizonte en el transcurso de unas pocas horas cada mes. Ese no sería un mal lugar para montar un lugar turístico. ¿Cuánto pagarías por un lugar acogedor desde donde observar la salida de la Tierra?

En astronomía—en todo—Tomamos atajos mentales, como decir que sólo vemos la mitad de la Luna, para simplificar las situaciones. En general están bien; nos ayudan a comprender lo que pueden ser situaciones complejas. Pero debemos tener cuidado de no permitir que esto suceda. encimasimplificaciones porque puede haber una ciencia muy interesante y una belleza poética al descubrir los detalles.