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Después de haber pasado miles de horas observando el cielo nocturno, lo encuentro bastante familiar y puedo orientarme fácilmente. En general, es cierto: salto de una constelación a otra o busco estrellas brillantes.
Pero cuando me siento frente al ocular de mi telescopio y trato de encontrar una galaxia distante y débil, me pierdo bastante rápido. Mi situación es que conozco muy bien mi vecindario, pero estoy tratando de encontrar una brizna de hierba específica en algún lugar de él. El cielo es grande y los objetos que hay en él parecen pequeños. ¿Cómo pueden encontrarlos los astrónomos?
La respuesta es similar a la navegación en la Tierra: utilizamos un conjunto de coordenadas muy similares a las latitudes y longitudes, justo en el cielo.
Esto también tiene sentido. La Tierra es una esfera rugosa y gira sobre su eje. Esto, por supuesto, define dos puntos del planeta donde el eje de rotación cruza la superficie: el Polo Norte y el Polo Sur. También podemos definir la línea del cinturón a medio camino entre estos dos puntos, que llamaremos ecuador.
Este movimiento se refleja en el cielo: si miramos hacia afuera desde la Tierra en rotación, vemos el cielo girando a nuestro alrededor una vez al día. Esto a su vez define dos puntos: los polos norte y sur celestes, los equivalentes de nuestros puntos terrestres. Otra forma de imaginar estos puntos en el cielo es que si estuvieras exactamente sobre el polo norte de la Tierra, el polo norte celeste estaría directamente encima de ti en el cenit. Allí se encuentra casualmente la estrella de luminosidad media. Alfa ursae minoris actualmente cerca de este punto, por lo que fue apodada Polaris en honor a esta ubicación.
A medio camino entre los dos polos se encuentra el ecuador celeste, que marca la frontera entre los cielos del norte y del sur. Siguiendo el sistema de coordenadas de la Tierra, definimos el polo norte celeste como 90 grados, el polo sur celeste como -90 grados y el ecuador celeste a medio camino entre ellos como cero grados, tal como definimos sus equivalentes en la superficie de la Tierra.
La longitud es más difícil. Nuestro planeta en rotación nos facilita definir el norte y el sur, pero no existe un marcador obvio para determinar dónde comenzamos a medir el este y el oeste. Cualquier cosa que elijamos, ¡debe ser arbitraria! La línea de longitud de cero grados, llamada primer meridiano, fue elegida en 1884 en una conferencia que examinó la cuestión de cómo crear un sistema de coordenadas único y unificado para la Tierra. Los participantes votaron que el primer meridiano debería pasar por el sitio del Observatorio Real de Greenwich, Londres, un lugar donde los astrónomos usaban las posiciones de las estrellas para medir el tiempo, ya que los movimientos diarios de las estrellas reflejan la rotación de la Tierra y se convierten así en un Reloj de punto celeste que podemos medir.
Sin embargo, a diferencia de la longitud de la Tierra, tenemos un punto en el cielo que es relativamente fijo y no arbitrario. Es la intersección del ecuador celeste y la eclíptica, la trayectoria del sol a través del cielo a medida que se mueve en relación con las estrellas fijas (debido a que nuestra perspectiva cambia a medida que la Tierra gira alrededor del sol). Estos dos círculos ligeramente inclinados se cruzan en dos puntos, llamados nodos. Cada año, alrededor del 21 de marzo, el sol se encuentra en uno de estos nodos: el equinoccio de marzo. Si bien la mayoría de la gente piensa que este equinoccio es una época del año, los astrónomos lo ven como un lugar en el cielo donde está el sol en ese momento. En cualquier caso, esta es una buena guía, razón por la cual los astrónomos la utilizan como punto cero para medir la longitud.
Para distinguir la latitud de la longitud en su sistema de coordenadas, los astrónomos las llaman ascensión recta (RA) y declinación (dec). Estos términos se utilizan por razones históricas, que es la explicación habitual de la jerga astronómica que suena anticuada. La extraña elección de utilizar las longitudes norte y sur para la declinación, pero no para la ascensión recta, también se debe a razones históricas. Debido a sus orígenes en la medición del tiempo longitudinal, medimos la ascensión recta en unidades horarias de cero a 24, que a su vez refleja la rotación de la Tierra, y los números aumentan hacia el este.
Entonces, ¿cómo utilizamos este sistema ciertamente torpe? Una estrella ubicada exactamente en el ecuador celeste donde se encuentra con la eclíptica tendría una AR de cero horas y una Dec de cero grados. Una estrella un poco más al este tendría una RA más alta, y una estrella en el lado opuesto del cielo tendría una RA de 12 horas. Una declinación en el norte se mide en grados positivos, una declinación en el sur en grados negativos.
Sin embargo, estas son unidades bastante grandes. Debido a que puede haber miles de galaxias extraordinarias en un solo grado cuadrado del cielo, dividimos las unidades en unidades más pequeñas de minutos y segundos, a veces llamadas minutos de arco y segundos de arco, para evitar confusiones con unidades de tiempo. Aquí es donde las cosas se vuelven realmente confusas: un grado de declinación se divide en 60 minutos de arco, y cada minuto de arco se divide en 60 segundos de arco (por lo que hay 3600 segundos de arco en un grado). Sin embargo, en AR, cada hora se divide en 60 minutos y cada minuto en 60 segundos.
¡Esto lleva al irritante hecho de que un minuto de arco en declinación en el cielo no es lo mismo que un minuto en ascensión recta! Hay 24 horas en el cielo en RA, pero 360 grados de declinación, diferencia que representa un factor de 15. Así, una hora en RA corresponde a 15 grados de declinación, y un minuto en RA corresponde a 15 minutos de arco en declinación.
Al menos (suspiro profundo) se corresponden entre sí en el ecuador. Pero como si eso no fuera suficiente, las unidades físicas de RA se vuelven cada vez más pequeñas hacia los polos celestes. Esto se debe a que una estrella cerca del polo norte celeste forma un pequeño círculo en el cielo a medida que la Tierra gira, mientras que una estrella cerca del ecuador forma un círculo mucho más grande. Para tener en cuenta esto, los astrónomos entienden que la longitud de las unidades RA cambia dependiendo de dónde se encuentran en el cielo y lo tienen en cuenta en sus cálculos (para todos los aficionados a las matemáticas, el cambio en la longitud depende del coseno de la unidad de declinación lejana). ). Sí, esto es un gran problema. Y no se equivoque: ¡no muchos astrónomos están entusiasmados con esto! Pero dependemos de este sistema porque percibimos el cielo como una esfera. Otros sistemas de coordenadas podrían funcionar, pero en mi opinión es aún más difícil trabajar con ellos, por lo que al final volvemos al sistema anterior. Se basa en la rotación de la tierra y aquí es donde vivimos.
Y así es como se pueden encontrar objetos en el cielo. Por ejemplo, una galaxia podría tener una coordenada de 16 horas, 34 minutos, 3,25 segundos en AR y -32 grados, 10 minutos, 49 segundos en dec, y los astrónomos pueden usar esto para encontrarla fácilmente con el telescopio, al menos en el momento. .
La ligera oscilación del eje de la Tierra significa que el sistema de coordenadas se mueve lentamente a través del cielo, por lo que las coordenadas de los objetos cambian constantemente en una pequeña cantidad. Esto lo tenemos en cuenta estableciendo una hora de observación (por ejemplo, el año 2000) y utilizando coordenadas basadas en ese año, teniendo en cuenta el movimiento desde entonces. Esto es fundamental para observaciones de alta precisión, como las realizadas por la mayoría de los telescopios espaciales, donde es posible que no alcance su objetivo si no tiene en cuenta la oscilación. Pero para los observadores superficiales esta precisión es excesiva.
Bueno, disculpen la expresión: ¡por el amor de Dios! Esto ya es bastante difícil. Y ni siquiera hemos hablado de otros sistemas de coordenadas menos geocéntricos centrados en el Sol o incluso en el centro de la galaxia. Los astrónomos utilizan todos estos sistemas según el tipo de objeto que rastrean. Es un desastre.
Pero funciona. Podemos medir el cielo y comunicar las ubicaciones de estas observaciones a otros astrónomos de todo el mundo para que ellos también puedan verlas. Todo lo que se necesita es un poco de coordinación.
