59 % de la Luna

¿Le vemos a la Luna sólo la mitad?

En los últimos dos meses nadie me ha preguntado sobre las libraciones lunares, que introduje en ciertas fechas en el Almanaque Astronómico. Entonces, como consuelo, yo mismo me hago la pregunta y trataré de contestarla para todos. Quizás a usted también le interese este fenómeno y pueda disfrutarlo.

http://www.stargazing.net/david/moon/moonlibration.html

No hay duda de que la Luna tiene un movimiento de rotación, como el que tiene la Tierra, los demás planetas y sus satélites.
Entonces estamos de acuerdo en que, debido a la luz solar, en cualquier lugar de la Luna se da la salida del Sol (orto), el mediodía (tránsito), la puesta (ocaso).

¿Sabe cuánto tiempo transcurre entre la salida del sol (para un observador en la luna) y la siguiente?

Evidentemente este día lunar es el período de rotación respecto al Sol, digamos que entre dos lunas llenas, esto es: 29 días 12 horas 44 minutos y 2,9 segundos.
Durante la mitad de este tiempo tenemos el día lunar propiamente dicho (luz) y durante la otra mitad la noche (oscuridad).

Además, enseñamos desde la escuela que la Luna da una vuelta (revolución) alrededor de la Tierra, en el mismo tiempo que da una vuelta sobre su propio eje (rotación) y que este intervalo de tiempo es 27 días 7 horas y 43,1 minutos, unos dos días menos del tiempo entre dos lunas nuevas (o llenas).

Como consecuencia del acople entre el periodo de rotación y de revolución de la Luna, podemos decir que, en promedio, solo vemos el 50 % de la superficie de la Luna, el familiar lado cercano que siempre está dirigido hacia la Tierra, no importa la fase lunar.

¿Estamos seguros?

Usted puede simular el movimiento de la Luna alrededor de la Tierra con un modelo imperfecto, pero simple: ate de alguna manera una bola liviana (la Luna) con una cuerda y dele vuelta alrededor suyo (la Tierra) tirando del otro extremo de la cuerda.
Verá que la bola siempre le da la misma cara (lado cercano) a usted.

¿Por qué el modelo es imperfecto?

Para que fuera más realista, en cada vuelta de la bola (Luna), usted (Tierra) debería rotar unas 27,5 veces.

¿Qué le parece si diseña una manera de perfeccionar el modelo? ¿Con gráficos de computadora?

Un paso adicional paso para mejorar el modelo es más complejo, pero su explicación e implicaciones espero que nos ayude a comprender las libraciones.
Debemos incluir algunos datos orbitales de la Luna, especialmente el hecho de que su órbita no es circular, sino elíptica (Leyes de Kepler), pero no muy excéntrica (0,05490).

Perigeoxxx xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx: 363 300 km
Distancia promedio a la Tierraxxxxxx: 384 400 km
Apogeox xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx xxx: 405 500 km
Velocidad orbital promedio xxxxxxxxx: 3 682,8 km/h
Inclinación orbital (respecto eclíptica): 5,145^ο
Inclinación ecuador (respecto orbita) : 6,68°

La rapidez de rotación de la Luna (respecto a su propio eje) puede considerarse constante, pues las influencias externas que podrían cambiarla en corto tiempo, son despreciables.
El ángulo barrido por día (rapidez angular de rotación) es 360º /27,3 días = 13,2º /día.
Sin embargo, la rapidez de revolución de la Luna (eje en la Tierra) es mayor en perihelio (13,9º /día) que en afelio (12,5º /día). Entonces, la rotación a veces se adelanta o se atrasa –un poquito- respecto a la revolución.

Las libraciones lunares son entonces la consecuencia de algunos de los siguientes cambios.

1. La Luna pasa por máximos y mínimos mensuales de declinación, debido a las sumas o restas de los ángulos de inclinación de la órbita lunar y la órbita de la Tierra (23,5º + - 5,1º ). Esto sumado a los 6,68º de oblicuidad del eje de rotación de la Luna, provoca que en algunas oportunidades observemos un poco más del Norte o del Sur selenita.
   
   
2. Los adelantos o atrasos de la rotación respecto a la revolución de la Luna, provoca que veamos un poco más del Este o del Oeste de la Luna.
   
   
3. La diferencia de un diámetro terrestre, entre nuestra posición en la superficie de la Tierra, cuando vemos salir la Luna por el Este y doce horas más tarde cuando la vemos ocultarse por el Oeste, produce un efecto de paralaje.
   

Entonces, debido a las libraciones lunares podemos verle a la Luna aproximadamente un 59% de su superficie.

Observar las libraciones con binoculares y telescopio y hacer registros fotográficos es una actividad interesante y educativa para nosotros los aficionados a la astronomía.
Para saber las fechas y horas apropiadas visite el almanaque del mes en este blog, o el sitio CalSKY.

Referencias adicionales:

http://www.phy6.org/stargaze/Smoon4.htm

http://www.jgiesen.de/moonlibration/index.htm