FIGURA 1. Fotografía de un eclipse solar tomada desde Francia en 1999.

Un eclipse solar es el fenómeno que se produce cuando la Luna oculta al Sol, desde la perspectiva de la Tierra. Esto sólo puede pasar durante la luna nueva (Sol y Luna en conjunción). También puede ocurrir en Luna vieja, pero solamente si es invierno.

Tipos de eclipse solar

FIGURA 2. Cuando la Luna nueva se encuentra más próxima a la Tierra (izquierda), la umbra alcanza la superficie de ésta y un observador en A verá un eclipse total. Si la Luna nueva está más lejos (derecha) la umbra no llega a la Tierra, y un observador en B, en la antumbra, verá un eclipse anular. Los observadores en C, en la penumbra, apreciarán eclipses parciales.

Existen cuatro tipos de eclipse solar:

• Parcial: la Luna no cubre por completo el disco solar que aparece como un creciente.
• Semi Parcial: la Luna casi cubre por completo el Sol, pero no lo congigue.
• Total: desde una franja (banda de totalidad) en la superficie de la Tierra, la Luna cubre totalmente el Sol. Fuera de la banda de totalidad el eclipse es parcial. Se verá un eclipse total para los observadores situados en la Tierra que se encuentren dentro del cono de sombra lunar, cuyo diámetro máximo sobre la superficie de nuestro planeta no superará los 270 km, y que se desplaza en dirección este a unos 3.200 km/h. La duración de la fase de totalidad puede durar varios minutos, entre 2 y 7,5, alcanzando algo más de las 2 h todo el fenómeno, si bien en los eclipses anulares la máxima duración alcanza los 12 minutos y llega a más de 4 h en los parciales, teniendo esta zona de totalidad una anchura máxima de 272 km y una longitud máxima de 15.000 km.
• Anular: ocurre cuando la Luna se encuentra cerca del apogeo y su diámetro angular es menor que el solar, de manera que en la fase máxima permanece visible un anillo del disco del Sol. Esto ocurre en la banda de anularidad; fuera de ella el eclipse es parcial.

Para que se produzca un eclipse solar la Luna ha de estar en o próxima a uno de sus nodos, y tener la misma longitud celeste que el Sol.

Cada año suceden sin falta dos eclipses de Sol, cerca de los nodos de la órbita lunar, si bien pueden suceder cuatro e incluso cinco eclipses. Suceden cinco eclipses solares en un año cuando el primero de ellos tiene lugar poco tiempo después del primero de enero. Entonces el segundo tendrá lugar en el novilunio siguiente, el tercero y el cuarto sucederán antes de que transcurra medio año, y el quinto tendrá lugar pasados 345 días después del primero, puesto que ese es el número de días que contienen 12 meses sinódicos.

Por término medio sucede un eclipse total de Sol en el mismo punto terrestre una vez cada 200-300 años. Para que suceda un eclipse de Sol, es preciso que la Luna esté en conjunción inferior (Luna nueva) y además que el Sol se encuentre entre los 18º 31´ y 15º 21´ de uno de los nodos de la órbita lunar.

Geometría de un eclipse total de sol

La mayor o menor distancia de la Luna a su perigeo va a determinar que el eclipse sea total o anular, como se explica en la figura 2. Los valores extremos para el perigeo y apogeo lunares en el siglo XXI, tomados del Anuario del Observatorio Astronómico de Madrid, son los siguientes:

• Perigeo lunar: entre 356.375 km y 370.350 km
• Apogeo lunar: entre 404.050 km y 406.712 km

Considerando los valores extremos de los anteriores resulta que la distancia de la Luna a la Tierra variará en nuestro siglo en 50.337 km como máximo, cantidad importante que supone unos 4 minutos de arco para el diámetro angular lunar, en más o en menos, un 8% del diámetro angular medio de nuestro satélite.

Magnitud y oscurecimiento

FIGURA 3. A una misma magnitud no le corresponde necesariamente un igual oscurecimiento (ver texto)

La magnitud de un eclipse solar es la fracción del diámetro solar ocultado por la Luna, mientras que el oscurecimiento se refiere a la fracción de la superficie solar que queda oculta. Son cantidades completamente distintas. La magnitud puede darse en forma decimal o como un porcentaje: hablaremos indistintamente de una magnitud 0,2 o del 20%, por ejemplo.

Si el eclipse es total se considera el cociente entre los diámetros angulares lunar y solar. En el momento de la totalidad este cociente valdrá 1, o más, en el caso de una Luna nueva muy próxima al perigeo.

Por otra parte, no puede darse una correspondencia única entre magnitud y oscurecimiento porque debido a la variable distancia Tierra-Luna varía asimismo el diámetro angular de ésta y a eclipses de igual magnitud no les corresponde siempre un mismo oscurecimiento. Esto se representa -de forma muy exagerada- en la figura 3: tanto en A como en B la magnitud es de 0,5 -oculta la mitad del diámetro solar-, pero el oscurecimiento -fracción de superficie solar tras la Luna- es mayor en A que en B.

En la tabla de eclipses se dan las magnitudes de los eclipses solares hasta el año 3698

Inclinación de la órbita

Animación del presente eclipse de sol, del 22 de julio de 2009.

Animación del pasado eclipse de sol, del 1 de agosto de 2008.

Animación del pasado eclipse de sol, del 3 de octubre de 2005.

Animación del pasado eclipse de sol, del 29 de marzo de 2006.

En un eclipse los centros del Sol, la Tierra y la Luna están totalmente alineados, estando la Luna siempre cerca de la línea que une la Tierra y el Sol. Si la órbita de la Luna estuviese sobre la eclíptica (plano de la órbita de la Tierra), en cada revolución lunar daría lugar a un eclipse de sol durante el Novilunio y a un eclipse de luna durante el Plenilunio, al cabo de unos 15 días. En realidad el plano de la órbita lunar está inclinado respecto a la eclíptica un ángulo de 5°08'13", lo que motiva, las más de las veces, que la Luna pase por encima o por debajo del Sol o por arriba o debajo del cono de sombra de la Tierra sin que tenga lugar el eclipse. Solo habrá eclipses en las sicigias (palabra que engloba las conjunciones y oposiciones del Sol y la Luna) cuando el Sol esté cerca de los Nodos de la Luna o puntos en que la órbita lunar corta a la Eclíptica. Este nombre proviene de que los eclipses siempre ocurren en la proximidad a dicho plano.

Si la alineación es bastante perfecta, la Luna está muy cerca del nodo durante la sicigia, o su latitud no excede de un determinado valor, ocurre un eclipse total. Si la coincidencia no es completa por no estar la Luna sobre la eclíptica, aunque sí cerca de ella, se produce un eclipse parcial, quedando el Sol parcialmente oculto por la Luna (eclipse parcial de Sol) o ésta parcialmente inmersa en el cono de sombra de la Tierra (eclipse parcial de luna).

Período Saros

Esta serie de condiciones son motivo de que los eclipses sean fenómenos raros que se reproducen al cabo de 223 lunaciones, o sea 18 años 11 días, y que se llama período Saros y que es múltiplo común de dos de las distintas revoluciones lunares.

En un año hay dos estaciones de eclipses cuando el Sol pasa cerca de los Nodos. A lo largo de un año no pueden ocurrir menos de dos eclipses, que serán obligatoriamente de sol, ni más de 7: 5 de sol y 2 de luna, 4 de sol y 3 de luna, 2 de sol y 5 de luna. Hay 8 eclipses cada 6 lunaciones que se denominan series cortas. Tras un período Saros hay un eclipse homólogo muy similar, pero que va evolucionando a lo largo de los distintos saros, formando una serie larga que puede durar unos 1.280 años.

Importancia histórica de los eclipses

Existen numerosas referencias históricas de este tipo de fenómenos en distintas épocas y culturas; así constan documentados eclipses en el año 709 a. C. en China o en el 332 a. C. en Babilonia. El eclipse solar más antiguo del que existe constancia sucedió en China el 22 de octubre del año 2137 a. C., y que al parecer costó la vida a los astrónomos reales Hi y Ho, los cuales no supieron predecirlo a tiempo.

Los eclipses de Sol y Luna han representado mucho para el desarrollo científico. Fueron los griegos los que descubrieron el período Saros que les permitió predecir eclipses. Por otra parte, Aristarco de Samos (310 a. C.-230 a. C.) determinó por primera vez la distancia de la Tierra a la Luna mediante un eclipse total de Luna. Hiparco(194 a. C.-120 a. C.) descubrió la Precesión de los equinoccios basándose en eclipses lunares totales cerca de los Equinoccios y en unas tablas para el Sol, y mejoró la determinación de la distancia de la Tierra a la Luna realizada por Aristarco. Kepler propuso usar los eclipses de Luna como una señal absoluta para medir la longitud geográfica de un lugar sobre la Tierra.

Hacia 1700 los astrónomos llegan a la conclusión de que los eclipses antiguos observados por chinos, caldeos y árabes eran incompatibles con la duración del día actual. Las mareas habían alargado el día 1,45 milisegundos cada siglo y en 20 siglos el retardo acumulado es de unas 3 horas. Durante el siglo XIX se produce un gran avance en espectroscopia que permite descubrir el helio en el Sol y Einstein resuelve el enigma del excesivo avance del perihelio de Mercurio y la curvatura de la luz cerca del Sol. Los eclipses del Sol son una brillante confirmación de la Teoría de la Relatividad

Circunstancias locales

Los eclipses de Sol y Luna se diferencian en dos aspectos fundamentales: Los eclipses de Luna son:

• Fenómenos objetivos
• Iguales y únicos para todos los observadores.

Los eclipses de Sol son:

• Fenómenos subjetivos
• Distintos para cada observador local.

Esto significa que el eclipse de Luna es objetivo porque la luna iluminada por el Sol entra en el cono de sombra de la Tierra durante el eclipse y deja de recibir la radiación solar. El suelo lunar (de la cara visible y en la parte de la Luna que entra en la sombra) sufre en pocas horas una fluctuación de temperatura que oscila entre 130 y -100 °C. Mientras la cara oculta sólo sufre esta oscilación lentamente cada 29,5 días.

Supongamos el polo formado por el observador que tiene la Luna en su cenit en el momento del eclipse de Luna. Todos los observadores de este hemisferio ven el eclipse de Luna y lo ven todos igual. Basta la descripción de un observador para ser fiel reflejo del fenómeno.

Por el contrario, los eclipses de Sol son fenómenos subjetivos, pues residen en la sensación del observador y no en el objeto eclipsado, el Sol.

Un observador que disfruta de un eclipse total de Sol, vive sobre la Tierra en una zona circular de unos 200 km de diámetro. La rotación de la Tierra se encarga de que esta zona se vaya desplazando por la superficie de la Tierra siempre de oeste a este, formando una banda de totalidad. Fuera de ella los observadores hablarán de eclipse parcial, y más lejos aún el Sol habrá brillado como todos los días. Así pues las características del fenómeno y la hora a la que ocurre son distintas para cada observador.

Naturalmente, en la zona eclipsada de la Tierra la falta de radiación solar produce una serie de fenómenos objetivos, como disminución de la temperatura, vientos por la diferencia de temperaturas con la zona no eclipsada, etc. Según las últimas teorías se cree que estos efectos locales están relacionados con el efecto Allais, consistente en la inexplicable variación del periodo del péndulo de Foucault durante el eclipse solar.

Recomendaciones para ver un eclipse

Un eclipse es un fenómeno muy interesante; sin embargo puede poner en riesgo la vista del observador, quien en un intento por apreciar el fenómeno, fuerza a sus ojos a ver directamente el Sol. Esto puede provocar quemaduras en la retina. Nunca debe verse directamente el Sol. Hay formas de apreciarlo sin comprometer la vista del observador:

• Filtro solar o anteojos especiales, garantizados por el fabricante. Los filtros caseros o anteojos comunes no deben utilizarse nunca por el peligro que conllevan para los ojos humanos.
• Observación indirecta:
• Sombras en las hojas de los árboles: normalmente los rayos del Sol producen una proyección del disco solar al pasar a través de las hojas de los árboles. Cuando ocurre un eclipse se puede observar cómo los discos en la sombra de los árboles "menguan" reflejando los cambios en el disco solar.
• Proyección a través de un agujero pequeño: se perfora un agujero diminuto, con la ayuda de un alfiler, en una hoja de cartón. Se hace pasar la luz solar a través del agujero y se proyecta sobre una de papel o una superficie lisa.
• Proyección con binoculares: se tapa uno de los lentes de los binoculares y se hace pasar la luz a través del lente abierto. Nunca ver el sol directamente a través de binoculares, ya que puede producir quemaduras graves en la retina.
• Proyección con telescopio: es una de las mejores técnicas para observar un eclipse. Se hace pasar la luz del Sol a través del telescopio y se proyecta sobre una superficie lisa. Se pueden observar algunos detalles de la superficie solar. Es recomendable utilizar los lentes de menor aumento, ya que producen imágenes más grandes y generan menos calor, protegiendo así el instrumento.
• El horizonte: durante el punto máximo de un eclipse total de sol puede apreciarse cómo todo el horizonte se ve iluminado alrededor del observador produciendo una bella y extraña sensación.
• Las reacciones de los animales: los animales son muy sensibles a este fenómeno. En la etapa de oscurecimiento los animales de hábitos diurnos se preparan para dormir, mientras que otros reaccionan con nerviosismo. Durante el punto máximo la mayor parte de los animales hace silencio.
• Sombras: durante el punto de máxima ocultación se forman sombras "extrañas" en el suelo.

Fotografía de eclipses solares

Secuencia del eclipse anular del 3 de octubre de 2005

Fotografía con protección de filtro y de las nubes de la fase parcial antes del eclipse total del 11 de julio de 1991, Guanacaste, Costa Rica.

Fase de totalidad del eclipse total del 11 de julio de 1991, vista desde Guanacaste, Costa Rica. Esta es la única fase en que se puede observar y fotografiar el sol directamente.

La fotografía de un eclipse solar es una de las actividades astronómicas más agradecidas y a la vez de las más peligrosas. Decimos que es agradecida, porque si hemos tenido cuidado a la hora de apretar el disparador, el resultado nos llenará de satisfacción y será motivo de orgullo.

Pero a la vez es una actividad muy peligrosa, pues si no seguimos al pie de la letra los consejos de seguridad, podemos sufrir lesiones muy graves y permanentes que pueden variar desde un enrojecimiento de los ojos hasta una ceguera total.

Las medidas de obligado cumplimiento en toda observación solar son:

• No mirar jamás directamente al Sol.
• No mirar jamás directamente al Sol a través de gafas oscuras, películas veladas, radiografías o cristales ahumados con una vela.
• No mirar jamás directamente al Sol a través de lentes, lupas, oculares, gemelos, prismáticos, telescopios ni demás aparatos de ampliación de imágenes.
• No mirar jamás directamente al Sol a través del visor de las cámaras fotográficas, ni siquiera aun cuando ésta sea del tipo réflex, salvo que se disponga de un filtro adecuado, y nunca más de un minuto seguido.

Una vez conocidas estas medidas de seguridad básica, se debe saber que para fotografiar el Sol sirve cualquier cámara de control manual, especialmente las del tipo S.L.R., siendo preferibles los objetivos de distancia focal larga, de manera que se pueda impresionar el Sol al mayor tamaño posible. Debemos saber que el diámetro lunar en film es el mismo que el solar, pudiendo emplear dicha tabla para calcular cuál será su tamaño final en el negativo ya impresionado.

El objetivo ideal es un 500 mm, pues nos permite una imagen de casi 5 milímetros, con buenas posibilidades de ampliar la misma si deseamos crear un póster de nuestro trabajo.

Para realizar un reportaje sobre el Sol, ya sea de un eclipse o de las manchas solares, debemos contar con buenos filtros solares que nos protejan de la radiación infrarroja.

Mucho se ha hablado acerca de los filtros caseros, si bien es muy importante decir que sólo son seguros aquellos filtros destinados únicamente a la función de filtrar la luz, dejando las radiografías, los cristales ahumados, los negativos velados y otros similares para otras funciones que no sean la de asegurar nuestra vista.

Lo ideal es emplear unas “gafas de eclipse”, fabricadas expresamente para visionar este tipo de eventos y de venta en ópticas a un precio muy asequible, o un filtro del tipo mylar, ideado para la observación y fotografía solar, si bien podemos disponer como sustituto de un cristal inactínico de soldadura eléctrica de tono superior a doce, pues los inferiores no protegen de las fatales radiaciones.

Conviene recordar que jamás debemos observar a través de estos filtros más de un minuto seguido. Los filtros deben necesariamente ser instalados delante del objetivo del telescopio, y nunca detrás del ocular, pues corremos el riesgo de que el calor concentrado por las lentes haga estallar el cristal del filtro con el consiguiente peligro de lesiones en los ojos.

Si utilizamos una cámara con teleobjetivo, el filtro deberá ir instalado de forma estable delante de la óptica; por ello es necesario disponer de una máquina del tipo réflex o S.L.R. que nos permita observar justo lo que vamos a fotografiar.

Es recomendable emplear un filme de baja sensibilidad, entre 50 y 100 ASA, o menos si es posible.

Debido a que el brillo de la superficie solar no sufre variaciones a lo largo del eclipse, no es necesario compensar la exposición excepto durante las breves fases de totalidad, en que habrá que abrir en un par de puntos el diafragma.

Siempre es recomendable emplear un rollo de película antes del eclipse, para así calcular los tiempos de exposición y diafragmas necesarios para una buena toma.

Tabla para la fotografía de un eclipse solar con film de 100 ASA (21 DIN) a f11.

corona externa : 2 segundos

corona interna : 1/4 segundo

protuberancias : 1/60 segundo

anillo de diamantes : 1/25 segundo

cromosfera : 1/500 segundo

perlas de Baily : 1/1000 segundo

Una buena opción para documentar un eclipse es realizar todas las tomas en un único negativo, siendo necesario disponer entonces de una cámara capaz de hacer exposiciones múltiples.

Dado que el Sol se mueve en el cielo a una velocidad de 15º por hora, con un objetivo de 35-50 mm el astro irá pasando por el campo de visión. Si orientamos la cámara en dirección sur, de manera que el Sol recorra en diagonal el fotograma, emplearemos algo más de 3 horas para llenar el negativo con distintas imágenes solares y con distintas fases igualmente.

Para obtener imágenes claras, será necesario disparar el obturador cada 5 minutos, siendo imprescindible que la cámara se encuentre dispuesta en un trípode estable, y que las tomas se realicen con la ayuda de un disparador de cable para evitar vibraciones. Una vez que el Sol se encuentra en la franja de totalidad, se quitará el filtro, haciendo una imagen de un segundo de exposición para resaltar la corona en su máximo esplendor.

Si no disponemos de una cámara de exposiciones múltiples, se puede seguir el Sol manualmente, y realizar imágenes cada 10 minutos, obteniendo así una gama completa de imágenes solares en sus distintas fases.

Tabla de eclipses, desde el año 1860 hasta el 2026

Fuente

• Glosario selenográfico, José Carlos Violat Bordonau. España, 2006.

Notas

Véase también

• Eclipse
• Eclipse lunar
• Magnitud de un eclipse
• Efecto Allais
• Órbita
• Nodo

Enlaces externos

Commons

• Wikimedia Commons alberga contenido multimedia sobre eclipses solares.
• Eclipse solar híbrido
• NASA Eclipse Información sobre eclipses
• Cálculo de un eclipse de Sol
• Pagina web de Juan Pedro Gómez Sánchez