LA PENUMBRA O UN ECLIPSE DE SOL DESDE LA SUPERFICIE LUNAR


La fase penumbral de un eclipse de Luna es muy poco espectacular ya que el brillo de la superficie lunar a penas se ve atenuado excepto en las cercanias de la sombra. Sin embargo, convenientemente analizado nos puede dar mucha información.

 

¿Qué ocurre durante la fase penumbral?

En este esquema en el que no están representados a escala ni los tamaños ni las distancias de los distintos cuerpos que intervienen, se presenta la geometría de un eclipse de Luna. La Tierra arroja por detrás suyo un cono de sombra y uno de penumbra. Dentro de la penumbra terrestre, como se ve en A, la Tierra oculta parcialmente al Sol, y por tanto desde el punto de vista de la Luna se produce un eclipse parcial de Sol. Ahora bien, la porción del disco solar ocultado por la Tierra dependerá de lo próxima que se encuentre la Luna al cono de sombra terrestre. Para ilustrar lo que pasa veamos la siguiente figura:

 

Cuando se produce el eclipse penumbral antes de que nuestro satélite entre en la sombra terrestre, las fases del eclipse parcial de Sol vistas desde la Luna dependen de la posición que consideremos sobre la superficie de ésta. En la figura la Luna está atravesando la penumbra terrestre y podemos escoger tres situaciones para ver lo que ocurre desde la Luna, despreciando los efectos de refracción de la atmósfera terrestre que son importantes y complejos. El punto a sobre la superficie lunar todavía no ha entrado en la penumbra, por lo que de momento en ese lugar no ha comenzado el eclipse solar. En el punto b ya ha comenzado el eclipse de Sol, pero como se encuentra cerca del borde de la penumbra, la porción del disco solar eclipsado todavía es pequeña. Mientras tanto en el punto c, mucho más cerca de la sombra terrestre, el eclipse solar está mucho más avanzado y la porción del disco ocultado por la Tierra es mucho más importante.

Como la fracción del disco solar ocultado no es importante hasta muy avanzado el eclipse penumbral, la penumbra es muy brillante y es visualmente imperceptible en su mayor parte. Sin embargo realizando un análisis de las imágenes CCD obtenidas en luz azul desde el Observatori Esteve Duran, puede apreciarse sobre la superficie de la Luna donde comienza la penumbra.

 

En la izquierda se muestra la Luna tal y como se vió durante la fase penumbral del eclipse total del 21 de enero pasado en luz azul, a las 2h 48m TU. A parte del oscurecimiento sobre el limbo oeste, la mayor parte de la penumbra es imperceptible. En la derecha la imagen procesada muestra claramente los límites de la penumbra, marcados por la línea roja. El Mare Crisium señalado como "MC", todavía no ha entrado en la penumbra terrestre.

 

Fotometría de la fase penumbral

Podemos utilizar la propia Luna como una pantalla de proyección y medir la fracción de intensidad de la luz solar que llega a su superficie.

Como ya se ha comentado anteriormente, el análisis del perfil de la penumbra terrestre sobre la Luna es complejo debido a los efectos de refracción de la atmósfera de la Tierra, sin embargo puede, por ejemplo, deducirse el tamaño de la penumbra en diámetros lunares, tal y como la gráfica de la derecha muestra en la zona sombreada en amarillo. De esta gráfica se obtiene que la penumbra, a la distancia que se proyecta sobre la Luna, posee un tamaño aproximado de 1.044 diámetros lunares. Este resultado nos está diciendo simplemente que los tamaños aparentes de la Luna y el sor son virtualmente idénticos (algo que ya sabíamos), y que en el momento del eclipse de Luna, nuestro satélite presentaba un tamaño aparente ligeramente superior al del Sol. Consultando las efemérides, se obtiene que en realidad la relación entre el tamaño aparente de la Luna y el Sol durante el 21 de enero pasado fue exactamente de 1.034, valor muy próximo al observado. Resulta auténticamente increible que empleando técnicas de medición fotométricas puedan determinarse las características de la penumbra con tanta precisión.

 

Para entender los comentarios anteriores sólo hay que ver el esquema siguiente, y verificar que el tamaño aparente de la zona penumbral es, con muy buen grado de aproximación, igual al tamaño aparente del Sol, por tanto si la penumbra y la Luna presentan casi el mismo tamaño angular, ello implica que la Luna y el Sol presentan tamaños aparentes casi iguales. Esta idea es la que formuló el astrónomo griego Hiparco en la antigüedad, para utlizarla como base en la determinación de la distancia a la Luna y su tamaño a partir de la observación de eclipses lunares.

 


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