Astrometría e Historia de la Astronomía

Objetivo Registrar la desaparición y reaparición de una estrella al ser ocultada por el paso de un asteroide. Esto proporciona información sobre la trayectoria, forma y dimensiones del asteroide.

1.- Localizar el lugar de observación. Hay dos factores que inciden sobre la elección del lugar de observación. La sombra proyectada por un asteroide es muy estrecha, a penas unos kilómetros y por esta razón hay que delimitar con cuidado esta zona. Por otro lado, la posición del asteroide no se conoce con precisión, lo que introduce gran incertidumbre. A partir de la trayectoria prevista, habrá que situarse en algún lugar a lo ancho de la zona de sombra, centrándose en la de mayor posibilidad.

2.- Tomar una fuente de tiempos fiable. Para registrar los instantes de desaparición y reaparición de la estrella, hay que sincronizar nuestro cronómetro o sistema de medida. Las señales horarias de Radio Nacional de España o utilizar un programa para sincronizar el ordenador con un reloj atómico, tipo Dimension4, son las mejores soluciones.

3.- Localizar la estrella a ser ocultada con la ayuda de un buen Atlas estelar

4.- Llegar con tiempo al lugar de observación elegido y localizar la estrella lo más fielmente posible.

5.- Comenzar la observación 15 minutos antes de la hora prevista y finalizarla 15 minutos después. En caso de observarse la ocultación, anotar los instantes de desaparición y reaparición de la estrella. Si no se ha observado ocultación, esta se registra como negativa y tiene valor. Las observaciones pueden ser visuales y mediante vídeo, teniendo ambas mucho valor.

¿Qué hay que registrar y enviar a la EAON o IOTA?

Usando los partes de observación para la EAON o la IOTA, es importante enviar las ocultaciones positivas y las negativas. En ambos casos indicar la posición geográfica desde la que se observa, y los instantes observados en T.U.


Efemérides completas


Manual oara observación de Ocultaciones Estelares

En cuanto he encontrado un rato libre me he puesto manos a la obra con una idea que tenía hace tiempo en mente. Desde hace muchos años observo ocultaciones estelares, tanto por la luna como por asteroides y una de las tareas más laboriaosas era la de trazar la trayectoria de la sombra sobre los mapas topográficos.

Ahora, con el nuevo API de Google Maps he escrito un programa que facilita el trabajo. En principio he compuesto una serie de gráficos para las ocultaciones de estrellas por asteroides para el mes de febrero y pronto para las ocultaciones rasantes.

En febrero se producirán algunos fenómenos interesantes, sobre todo el día 4 con la ocultación de una estrella de la 8.9 mag

Creo que la presentación de estas efemérides de una forma más gráfica, puedehacer más atractiva la observación. Os invito a que os paséis por ellas y me deis vuestra opinión.

Todos los mapas aquí

Una de las ocasiones en las que Edmund Halley determinó Longitudes Geográficas a partir de fenómenos astronómicos, fue en el caso de El Cabo de Buena Esperanza. Esta vez utilizó una observación del final del eclipse de Luna del "5 de Marzo de 1718". El trabajo fue publicado por Halley en Philosophical Transaction, vol.30, 1820, p.992-994. En un pequeño trabajo voy a describir el trabajo de Halley con sus propias herramientas, y después lo analizaré en detalle. Como se verá en el análisis final, el uso de una observación errónea, llevó a Halley a obtener un valor inferior al real en la posición del Cabo.

Trabajo completo

Aunque todavía es pronto, hay que prepararse, porque el 4 de diciembre se producirá el paso de la Luna por el cúmulo de las Pléiades. Esta ocasión no es de las más favorables para la observación. La fase estará en el 99% y la altitud sobre el horizonte será inferior a los 30º. Además la hora, algo intempestiva, acaba de rematar. A nuestro favor estará la transparencia del cielo de invierno y el espectáculo que supone ver pasar a la luna sobre un cúmulo tan brillante.

Todas las Efemérides se pueden encontrar aquí. Para otros lugares, se puede contactar directamente conmigo

 

 

 

 

Aunque durante este año se han producido algunos fenómenos, la temporada de fenómenos mutuos de los satélites de Urano, PHEURA07, acaba de comenzar. Este es un tipo de observaciones más que prohibitivos debido a la magnitud y situación de los satélites, pero en el Bureau des Longitudes ya se están preparando, y seguro que más de un aficionado con instrumental adecuado, podrá participar. Los satélites implicados en los fenómenos son Oberón, Umbriel, Ariel, Titania y Miranda.

Los Fenómenos Mutuos de los Satélites naturales se producen cuando la Tierra y el Sol atraviesan el plano orbital de los satélites. En este momento se les puede observar desplazándose horizontalmente, de lado a lado del planeta en cuestión. En esos momentos la sombra de unos satélites se proyecta sobre los otros al pasar delante del sol, produciendo eclipses. Si es el disco de un satélite el que pasa delante de otro, es posible observar un aocultación de uno por el otro. En este caso, y hasta 2010, se pueden observar eclipses y ocultaciones entre los satélites. En el gráfico se puede observar la geometría de los fenómenos en el caso de Júpiter, pero es aplicable a los de Urano o Saturno, en su momento. En el momento de la ocultación o el eclipse, se determina la posición de ambos cuerpos con gran precisión.

El fenómeno sucede cada 42 años, en el caso de Urano. En el caso de los satélites de Júpiter y Saturno, las últimas campañas han sido un éxito. Este tipo de observaciones tiene un gran valor científico. Las observaciones consistenen obtener la curva de luz del fenómeno, en la que en poco tiempo, se puede observar una caida de brillo del conjunto de los satélites. A partir de esta curva se obtiene la diferencia entre el valor observado y el calculado, lo que es llama O-C.

Desde el punto de visto astrométrico, este tipo de fenómenos proporcionan un medio extraordinario de determinar la posición exacta de los satélites.

Todavía recuerdo cuando observaba los PHEMU97 realizando las medidas visualmente, aunque ya habían aparecido las primeras CCD en el mercado. La próxima campaña de PHEMU, los fenómenos mutuos de los satélites de Júpiter, será en 2009, y en 2010 los PHESAT, los de Saturno.

Las observaciones, como he dicho, consisten en ir registrando la variación de brillo. En el gráfico de la derecha puede verse el resultado de observar varios fenómenos de los PHEMU97. Las medidas las hice visualmnete, comparando el brillo de los satélites con una estrella cercana de brillo similar. La escala horizontal representa el valor O-C en minutos de tiempo.

Está prevista una reunión de trabajo sobre el tema organizada por el Institut de Mécanique Céleste et de Calcul des Éphémérides del 16 al 18 de Noviembre.

En diciembre de 1998, David Fernández Barba y yo publicamos un trabajo en el que recopilamos una breve historia de la observación de los Satélites Jovianos.

Los eclipses de estos cuerpos han sido utilizados durante años para fines muy diversos, desde determinación de longitudes a mejorar el conocimiento sobre la dinámica planetaria.

El sistema de los satélites de de Júpiter constituye un pequeño distema planetario, donde los "años" se suceden en horas. En el caso de Io, por ejemplo, en poco más de 1 dia y 18 horas. Por lo tanto, las interacciones gravitatorias se ven reflejadas rápidamente.

A lo largo de la historia, con la llegada del telescopio, este sistema ha sido un laboratorio ideal para aprender todo lo relativo a dinámica planetaria.

Trabajo completo

He actualizado un trabajo sobre ocultaciones esterales que hace tiempo llevamos a cabo en la Agrupación Astronómica de Madrid. El trabajo original apareció publicado en Astronomía en septiembre del 98 y ahora he introducido algunos cambios.

En artículo se reconstruye el perfil del limbo lunar a partir del análisis de la ocultación de Aldebarán el pasado 5 de Febrero de 1998. Se presenta un método general de análisis de este tipo de ocultaciones mediante el que reconstruir zonas del limbo lunar, a partir de observaciones de un mismo fenómeno realizadas por un grupo de observadores, situados a corta distancia unos de otros.

Como es sabido, existen dos tipos de ocultaciones estelares por la luna dependiendo de la posición en la que se encuentre la estrella relativa a limbo lunar. Si esta toca tangencialmente el limbo, produciéndose sucesivas inmersiones y emersiones de la estrella tras las montañas lunares, se denomina Rasante, mientras que si la desaparición y reaparición se producen por cualquier otra zona del limbo, tendremos una ocultación Normal.

Tradicionalmente la forma de reconstruir el relieve del limbo lunar consistía en la observación de ocultaciones rasantes, situando observadores a lo ancho de la banda de visibilidad, de unos 4Kms. Estos obtienen los instantes de las sucesivas inmersiones y emersiones de la estrella tras el relieve, varios en la mayoría de las ocasiones. Con el método que se presenta a continuación, se pretende reconstruir el limbo a partir de registros de una misma ocultación normal, observada desde varias posiciones cercanas.

Aquí se puede acceder al trabajo completo

He encontrado algunos trabajos míos antiguos que pensaba desaparecidos, no hay nada como hacer limpieza en casa, y uno de ellos trataba sobre las características orbitales de la luna para la revista Universo, la actual Astronomía. Haciendo algunos números se puede llegar a la conclusión de cómo podría haber sido la situación de nuestro planeta sin nuestro satélite natural.

Supongamos que hace 4.500 millones de años cierto planetoide no hubiera impactado contra la Tierra y la masa lunar siguiera formando parte de nuestra corteza. ¿Sería muy distinta nuestra Tierra?.

En primer lugar, viviríamos en un planeta 1/81 veces más masivo, llegando a tener una masa de 6,0477·1024 kg. Nuestra rotación sería más uniforme, no existiendo alteraciones en las posiciones estelares debidas a la nutación. El efecto de la precesión se vería reducido hasta los 16" por año.

Por otro lado, al no haber existido deceleración en nuestra rotación por efecto de la aceleración secular de la Luna, la duración de nuestro día sería bastante menor, llegando a cifrarla algunos autores en unas 14 horas. Sería interesante preguntarse por la incidencia de un día tan corto en la evolución de la vida. ¿De qué forma se habrían adaptado las especies a unos ciclos día/noche tan vertiginosos?

La incidencia sobre el clima también sería notable. Una rotación más veloz provocaría más turbulencias e inestabilidad atmosféricas, apareciendo mayor proporción de vientos huracanados. Los efectos de la erosión hubiesen sido mayores a consecuencia del viento, y el relieve hubiera sido más dinámico. ¿Y las estaciones?. La orientación de nuestro polo sería muy cercana a los 0º, y por lo tanto el Sol se situaría en la misma declinación durante todo el año, no existiendo ni invierno ni verano. Y si su inclinación fuese de 90º, como en algún planeta exterior, en un hemisferio reinaría la noche y en el opuesto el día durante toda una estación.

En definitiva, un lugar algo mayor, con un día más corto, y con condiciones atmosféricas que nos harían plantear si hubiésemos estado aquí ahora para escribir cosas como esta.

Cuando se habla de alguien, sobre todo si es una persona histórica, conocer su rostro es importante. Encontrarse "cara a cara" con el personaje hace más cercana su historia y nos hace más fácil el contacto.

Muchas veces es dificil hacernos con esta referencia, pero he encontrado un lugar repleto de caras "conocidas", al menos en el entorno matemático.

En este enlace

Se pueden encontrar fotografías, pinturas y grabados de matemáticos de todas las épocas. A mí, me ha parecido de lo más ilustrativo.

Leonard Euler fué nombrado Director de la Sección de Geografía de la Acaemia de San Petersburgo en 1735. Quizá sea una sus facetas menos conocida. Su contribución más importante en este campo es la publicación de un Atlas de Rusia en 1745, con un total de 20 mapas del Imperio Ruso de la época. Como muchos de los grandes científicos de la época, Euler tuvo ante sí uno de los que creo que es de los grandes retos de la historia de la ciencia. La determinación de la Longitud Geográfica de un lugar.

Mientras buscaba material para la reducción de observaciones antiguas, me he topado con un trabajo de Euler en este sentido. Se trata de "Methode de Determiner la Longitude des Lieux par L'Observation D'Occultations des Étoiles fixes par la Lune". Fué publicado 4 años después
de la aparición del Atlas de Rusia, en Memoires de L'Academie des Sciences de Berlin, 3, 1749, pp. 178 y 179.

En este breve artículo, Euler trata el problema de determinar la diferencia de longitud geográfica entre dos lugares en los que se observa la misma Ocultación estelar por la luna. La determinación de la longitud geográfica a partir de observaciones astronómicas ya había sido propuesta muchos años atrás. Incluso Galileo propuso la observación de los eclipses de los satélites de galileanos para determinar la longitud en el mar, a bordo de navíos.

Una ocultación estelar por la luna se produce cuando la luna, en su movimiento orbital alrededor de la tierra, va tapando las estrellas a su paso. Para un observador situado sobre la superficie terrestre, la estrella desaparece tras el limbo lunar, para reaparecer poco después. Hace tiempo hice un manual de introducción a este tipo de observaciones

El principio expuesto por Euler es el siguiente. Una ocultación es observada desde París, y la misma se observar desde otro lugar. Cada observador la observaría a una hora distinta. Para esa diferencia de tiempo, la luna habría recorrido un camino que determina a partir de las Tablas Lunares de la época. Siendo:

Tp = El instante observado para París

Tl = El instante observado para el lugar

A1 = La ascensión recta de la luna para la observación de París

A2 = La ascensión recta de la luna para la observación desde el lugar

DA = El movimiento horario en Ascensión Recta

L = Longitud del lugar

Se obtiene que

L = Tl - Tp + (A2 - A1) / DA

Así la longitud del lugar de observación es la diferencia entre los instantes obtenidos por los dos observadores.

Es un trabajo breve, pero de una gran importancia, que permite medir la posición de un lugar de forma precisa. Realmente, este método se ha utilizado ampliamente en la determinación de posiciones. Tanto los astrónomos
en los observatorios como los geógrafos en sus viajes de exploración, utilizaron las observaciones astronómicas para determinaciones geográficas.

Se calculaba el insntante de una ocultación para un lugar de referencia, normalmente algún meridiano importante, como el de Cádiz, el de París o el de Greenwich, y se publicaba en unas efemérides. Después de observaba el fenómeno y el instante se comparaba con el previsto. La diferencia proporcionaba la longitud geográfica. Además de ocultaciones, se utilizaban otros fenómenos, como eclipses de sol y de luna, y fenómenos de los satélites de Júpiter.

Euler también utilizó este tipo de observaciones para determinar el lugar geocéntrico de la luna, en un trabajo titulado Methode de Trouver le vray lieu geocentrique de la lune par l'observation de l'ocultation d'une eotile fixe. Pero eso lo comentaré en otro momento.

Los occidentales no nos hemos quitado de encima todavía la sensación del ser el centro del universo del conocimiento. Aunque nos atrae lo "exótico" de otras culturas, todavía no consideramos en su justa medida las aportaciones,
que durante siglos, han realizado al desarrollo, en este caso, de la Astronomía.

Un caso que me llama mucho la atención es la del Observatorio Astronómico finalizado en 1577 en Estambul por Taqi al-din al Rasid. El observatorio se erigió sobre la Torre Galata, en la ciudad de Tophane, y construida en 1216 por los Genoveses como lugar de ubicación de un antiguo faro.

Taqui al-din era el primer astrónomo del Imperio Otomano cuando llegó al sultanato Murad III en 1574. Su idea era la de construir un observatorio a la manera de el de Uraniborg de Tycho Brahe. Taqui al-din quería actualizar las viejas tablas de posiciones estelares, el movimiento de los planetas, la
luna y el sol.

El observatorio estaba compuesto por dos estructuras. La más grande albergaba la biblioteca y las estancias para los astrónomos. En la segunda se situaban los instrumentos de observación, muchos de ellos construidos por el propio Taqui al-din, que además de astrónomo era un gran
ingeniero.

Lo más importante del observatorio, sin duda, eran sus instrumentos. Estos consistían en:

Una Esfera Armilar (that al halak) con 6 anillos de 4 metros de radio, para medir la latitud y longitud de los objetos.

Un Cuadrante Mural (Libna) para determinar las declinaciones de las estrellas y el sol.

Un Semicírculo Azimutal (dhat al-semt wa'l irtifa) con el que se determinaba las altitudes y zimuts de las estrellas.

Una Regla Paraláctica o Triquetum con el que se medía el paralaje de la luna.

Un Cuadrante de Madera. Con él se medían las altitudes de las estrellas y sus distancias zenitales.

Una Dioptra (dhat al-thuqbatayn)para medir los semidiámetros de los astros.

Un Sextante (mushabbaha bi'l manatiq) con el que medir las distancias angulares entre estrellas.

Las dimensiones y calidad de estos instrumentos eran comparables a los utilizados en el observatorio de Tycho, y sin duda, si su existencia no se hubiera visto truncada al poco tiempo de su construcción, hubiera sido la fuente de trabajos importantes en la determinación de posiciones estelares y planetarias.

El Observatorio, a pesar de la importancia de sus instrumentos y trabajos, fué derruido poco después, en 1580. Taqi al-din al Rasid falló en su predicción de una victoria de los Otomanos sobre los Persas, basándose en la aparición de un cometa. Por este motivo, el sultán Murad III ordenó la destrucción.

Desde aquí mi deseo de conocer más de esas tierras.

Después de algún tiempo, más que el que me gustaría, alejado del teclado astronómico, he actualizado la lista de trabajos realizados en Astrometría en España durante la Edad Media.

Cronograma de acontecimientos relacionados con la Astrometría en España

Tengo mucho atrasado en estos temas, así que poco a poco irán saliendo a la luz.

He aprovechado unos días de nubosidad para leer un pequeño libro de Manuel Edrevlav publicado en 1731. Se trata de un pequeño manual con el que poner en hora los relojes de la época.

Lo que más me interesó no es la forma de realizar las correcciones sobre los relojes, sino la fuenta excogida para ponerlos en hora. Al no existir en la época una fuente unificada que difundiera la hora oficial, se optó por algún fenómeno astronómico. En este caso el orto y ocaso del sol.

Por esto, se incluye una tabla con las horas de salida y puesta del sol para la latitud de Madrid. Para poner en hora los relojes, bastaría con observar el fenómeno y colocar la hora de la tabla en el reloj.

Aquí se puede consultar el resumen completo del libro

En 1792, Medauro Grulla publicó en Madrid su Arte de Gobernar los Reloxes por la Equacion del Tiempo, una segunda edición de su libro en el que explica cómo se mueve el sol en su camino a través de la eclíptica, el sol medio, el verdadero y la ecuación de tiempo, así como su influencia en la determinación de la hora.

A través de unas explicaciónes teóricas y después prácticas, describe la forma en la que hay que corregir la hora marcada por lo relojes para conseguir la hora verdadera marcada por la posición del sol que vemos en el cielo.

Resumen completo

Creo que es un buen ejemplo de ciencia divulgativa del s.XVIII

Edward Emerson Barnard fue profesor de Astronomía Aplicada en la Universidad de Chicago. En 1927 la Carnegie Institution of Washington publicó un Atlas Fotográfico realizado por Barnard durante sus trabajos como astrónomo en el Observatorio de Yerkes, y editado por Edwin B. Frost y Mary R. Calvert. Las fotografías fueron tomadas utilizando los refractores de 10” y 6,25”

Su intención era la de recopilar una serie fotográfica para estudiar la estructura de la vía láctea, no como un atlas estelar. Las tomas se distribuyen en 51 placas fotográficas. Acompañando a las placas se acompañan unas cartas estelares y tablas con los objetos de referencia. La tirada de este trabajo fue bastante reducida, sólo 700 ejemplares fueron impresos en 2 volúmenes.

El volumen 1 contiene las 51 fotografías junto a 31 páginas con las descripciones de Barnard de cada una de ellas. En el volumen 2 se insertan 51 cartas a mano con la lista de los objetos de referencia. En el texto se describen también 349 objetos de cielo profundo.

Afortunadamente existe una forma on-line de acceder al Atlas de Barnard en :

Atlas Fotográfico de Barnard

En este estupendo Atlas se puede consultar el contenido completo, puediendo acceder a cada una de las placas por separado, por rango de corrdenadas, tanto ecuatoriales como galácticas, e incluso a cada uno de los objetos de cielo profundo. Toda la información puede volcarse a un PDF para su descarga o impresión en el formato original del catálogo. Es un trabajo estupendo.

Además de la inofrmación directamente relacionada con el atlas, se puede acceder a trabajos sobre el propio Barnard

Celestial Computing es una publiación periódica que David Eagle publicó entre los años 1988 y 1992. Por aquella época, los que nos comenzábamos a introducir en la Astronomía, no teníamos referencias sobre cómo realizar cálculos astronómicos avanzados. Los ordenadores hacían su irrupción, y eran la herramienta perfecta para aplicar lo que conocíamos sobre astrodinámica.

En esta publicación aprendimos los primeros pasos prácticos en estas materias y hoy he encontrado una forma de acceder a sus contenidos antiguos. A lo largo de 16 números, se cubren temas relacionados con Cálculo Numérico, Astrometría, Astronomía general y Astrodinámica. El contenido es bastante técnico, con gran cantidad de ejemplos de cálculo y listados de programas. Estos, como era normal en la época, en Basic, pero con muchas explicaciones que los permiten convertir a cualquier lenguaje moderno.

Os invito a disfrutar de esta recopilación de buenos artículos. A la edición impresa le acompañaba un disco con los programas de los que se hablaba en los textos. Estos también son accesibles, pero son de pago.

Celestial Computing

He comenzado a hacer una recopilación de los acontecimientos más significativos en la historia de la astrometría en España y los voy a ir colocando en

http://www.desarrollosms.com/astro/cronograma.php

Desde mediados del siglo XVIII se ha realizado un gran trabajo en este campo por los astrónomos españoles, y gran cantidad de ellos se han quedado en el olvido, por lo que me parece una tarea interesante sacar a la luz estos trabajos. He comenzado por una pequeña lista que pretendo ir ampliando.

Aunque tarde por tanto trabajo que no nos deja disfrutar de nuestras pasiones, Francisco Rodríguez ha terminado de colocar toda la información que recogimos él y yo durante el pasado eclipse de Sol de 3 de octubre de 2005.

Podéis disfrutarla aquí

Solo unas líneas para adherirme al Manifiesto promovido por ARP. ¿Al final prevalecerá el interés económico sobre una infórmación veraz? Me resisto, desde mi lugar de trabajo, desde mi familia, desde mi posición entre mis amigos, desde mi "barricada", haré lo posible para que no sea así.

Estoy realizando un trabajo en el que necesitaba conocer el semidiámetro solar para hacer la reducción de un eclipse de sol antiguo, y claro, como siempre, aparece la pregunta de cómo ha cambiado su valor a lo largo del tiempo. No porque el Sol haya cambiado fisicamente, me refiero a los valores adoptados a lo largo del tiempo como base para los cálculos. Así que he hecho una parada y he buscado algo sobre el tema para que no me queme la neurona que me queda con ese "run, run".

Esta es la evolución del valor del semidiámetro solar a la unidad de distancia, es decir, la mitad del diámetro solar cuando se encuentra a 1 Unidad Astronómica de la Tierra.

De 1767 a 1807 se adoptó el valor de 962.8", definido por Mayer en "Tabulae motuum solis et lunae novae et correctae; quibus accedit methodus longitudinum promota". Este valor se usó en las primeras predicciones aparecidas en el Nautical Almanac en este periodo. También en las tablas de los Eclipses de sol y de Luna para 1792 del primer Almanaque Náutico y Efemérides Astronómicas se usó este valor.

De 1808 a 1833 se adoptó el valor de 961.37"

De 1834 a 1852 el valor se cambió por el de 960.9", tomado de "Tabulae Regiomontanae", publicado por Bessel en 1830.

De 1853 a 1895 se utiliza el valor de 961.82". Este valor proviene de las observaciones llevadas a cabo en el Observatorio de Greenwich durante 1853, y publicadas por Airy en "Obaservations made at the Royal Observatory, Greenwich, in the year 1853" (1855)

De 1896 a 1959 se adopta el valor de 959.63", proporcionado por una recopilación de observaciones realizadas en Greenwich entre 1851 y 1853. en este mismo periodo de tiempo, comienza a utilizarse el valor de 961.18" para efemérides físicas del sol, y quedando el anterior para la predicción de eclipses unicamente.

Me gustaría conocer referencias más antiguas de este valor, por lo que si alguien conoce de ellas soy todo oidos.