AstroBásicos #4: Eclipses de Luna

La astronomía está llena de conceptos básicos que aparecen una otra y vez y que, si los entendemos bien, nos ayudan a comprender otros conceptos más complejos. Como no quiero que mis lectores se queden con dudas he iniciado esta serie de “AstroBásicos“, donde explicaré esos términos que solemos escuchar pero que no siempre se suelen entender. Puedes ver todos los AstroBásicos publicados hasta el momento aquí. Si quieres sugerir algún concepto o pregunta, hazlo a través del formulario de contacto.

Uno de los fenómenos astronómicos más sorprendentes de observar en vivo son los eclipses. Si bien los eclipses de Sol son más espectaculares que los de Luna, estos últimos han cautivado al ser humano desde el principio de los tiempos. El mismo Cristóbal Colón utilizó efemérides astronómicas para predecir el eclipse lunar de 1504, con lo cual logró asustar a nativos de Jamaica y hacer que les dieran víveres a él y a sus hombres.

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Existen distintos tipos y etapas de un eclipse de Luna, los cuales se caracterizan por dar un color rojo anaranjado a nuestro satélite. Los eclipses lunares son bastante comunes (suele haber entre 2 y 5 cada año) y, a diferencia de un eclipse solar, son seguros de observar a ojo desnudo, sin implementos de protección para la vista.

Tal como ocurre con las fases de la Luna, los eclipses de Luna son un fenómeno que se produce debido a las posiciones relativas de la Tierra, la Luna, y el Sol.

Si en un día soleado ponemos un objeto en el camino de la luz solar, no nos sorprenderá ver que este produce sombra. Ocurre cuando caminamos y vemos nuestras siluetas, o con cualquier persona o cosa que se ubique entre nosotros y el Sol. En un día caluroso, todos nos hemos sentado bajo un frondoso árbol para refrescarnos y tener un descanso de los brillantes rayos del Sol.

Esto no ocurre sólo en la Tierra: si estuviéramos en el espacio, y nos ubicáramos “detrás” de la Tierra con respecto al Sol, nuestro planeta también nos produciría sombra. En particular, la Tierra genera un cono de sombra al tapar la luz del Sol. Cuando la Luna pasa por el cono de sombra generado por la Tierra, ya no recibe luz solar directa. Como la Luna no tiene luz propia y sólo brilla al reflejar la luz del Sol, mientras pasa por el cono de sombra de la Tierra, la Luna se oscurece. Es así como se produce un eclipse lunar.

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Existen tres tipos de eclipse lunar: total, parcial, y penumbral. En el eclipse total la Luna entra completamente al cono de sombra, o umbra, generado por la Tierra. Es en este tipo de eclipse donde vemos a nuestro satélite volverse completamente rojo. Durante un eclipse parcial, solo una parte de la Luna entra en el cono de sombra. Solemos ver que sólo una mitad de la Luna se enrojece. Normalmente, un eclipse de Luna podrá verse total o parcial dependiendo de la parte del mundo donde nos encontremos.

Durante un eclipse penumbral la Luna no entra al cono de umbra, sino que se ubica sólo en la zona llamada penumbra. Es por eso que en estos eclipses el efecto de oscurecimiento no es tan fuerte, y la Luna no se pone roja: sólo la vemos menos brillante.

La Luna durante un eclipse penumbral. La imagen de la izquierda es la Luna normal. A la derecha se muestra la Luna en pleno eclipse penumbral: solo se ve un poco más oscura. Imagen: Fred Espenak.
La Luna durante un eclipse penumbral. La imagen de la izquierda es la Luna normal. A la derecha se muestra la Luna en pleno eclipse penumbral: solo se ve un poco más oscura. Imagen: Fred Espenak.

Es importante notar que, como ya vimos en la explicación de las fases de la Luna, un eclipse de Luna sólo puede producirse cuando la Luna se encuentra en su fase llena, es decir, cuando la Tierra se encuentra entre la Luna y el Sol. De otro modo, la Luna no se encontrará cerca del cono de sombra producido por nuestro planeta.

¿Por qué se pone roja la Luna durante un eclipse?

La razón por la que la Luna se ve roja durante un eclipse es la misma por la que el cielo se ve azul durante el día, y rojo al atardecer. La luz blanca del Sol está compuesta, en realidad, por luz de varios colores. Es por eso que, cuando la luz blanca pasa por un prisma, la vemos dividirse en la luz del arcoiris. Ese fenómeno recibe el nombre de difracción de la luz.

Al pasar la luz blanca por un prisma, esta se difracta en todos sus colores o longitudes de onda. Imagen: Andrew Davidhazy
Al pasar la luz blanca por un prisma, esta se difracta en todos sus colores o longitudes de onda. Imagen: Andrew Davidhazy

Cuando la luz del Sol entra a la atmósfera, los distintos colores de la luz son difractados o desviados con distinta intensidad. La intensidad con la que cada color se desvía depende de la longitud de onda de la luz de ese color, y también en este caso de las moléculas de la atmósfera. En el caso de la atmósfera de la Tierra, la luz azul se difracta o desvía más por tener una longitud de onda corta. La luz azul interactúa más con las moléculas presentes en la atsmósfera. Esto hace que la luz azul quede “rebotando” por mucho tiempo en la atmósfera, dándole así el color azul al cielo. La luz roja interactúa mucho menos con las moléculas atmosféricas, por lo que podemos imaginar que “pasa de largo” y no rebota en su camino hasta nuestros ojos.

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La luz azul interactúa con las partículas de la atmósfera y es desviada muchas veces, en todas direcciones. Esto le da el color azul al cielo. La luz roja no interactúa ni se desvía mucho en la atmósfera y pasa directo hasta la superficie.

Al atardecer y por encontrarse el Sol cerca del horizonte, la luz debe recorrer una distancia mayor para llegar a nuestros ojos, que la que recorre a medio día. En ese proceso, la luz azul se absorbe en la atmósfera antes de llegar a nosotros, debido a que interactúa y se desvía más. Sin embargo, la luz roja sigue interactuando poco y viajando sin problemas a través de la atmósfera hasta llegar a nuestros ojos. Es decir, al atardecer llegan más rayos de luz roja que azules a nostros, y por eso el cielo se ve rojo en ese momento:

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Al atardecer, la luz debe recorrer un volumen mayor de atmósfera antes de llegar a nosotros. En ese proceso, la luz azul termina absorbiéndose antes de llegar a nuestros ojos, mientras que los rayos de luz roja llegan sin problemas.

Es este mismo fenómeno el que le da color a los eclipses de Luna. Como ya vimos, la luz azul suele “quedarse” en la atmósfera, mientras que la luz roja viaja sin problemas a través de ella. Es por eso que los rayos de luz que llegan a la Luna son rojos:

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Algunos rayos débiles de Sol llegan al cono de sombra producido por la Tierra.  Si bien la Luna está pasando por el cono de sombra, aún hay un poco de luz solar que logra alcanzarla. Por eso, la Luna no desaparece completamente en un eclipse lunar. Si la Tierra no tuviera atmósfera, esta difracción no ocurriría, y la Luna se volvería completamente invisible durante un eclipse.

Cambios en el color de la Luna durante un eclipse lunar. Vía 'Sky and Telescope'.
Cambios en el color de la Luna durante un eclipse lunar. Vía ‘Sky and Telescope’.

Es decir, la luz que llega (desviada por la atmósfera) a la Luna mientras pasa por el cono de sombra es débil y roja, y esto se refleja justamente en cómo vemos nuestro satélite cuando hay un eclipse: mucho menos brillante que en una noche normal, y con tonalidades rojas y anaranjadas. Es por eso que ciertas culturas llaman a los eclipses lunares “Luna sangrienta” o “Luna de sangre”. 

Fuentes y links de interés

 

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