lunes, 4 de julio de 2011

El regreso de Neptuno a su posición de 1846

(La del descubrimiento)

Neptuno
Neptuno, el octavo planeta del Sol hacia afuera está a una distancia promedio de 30.1 ua (su eje semimayor mide 4.503 x109 km), la luz que refleja del Sol hacia la Tierra tarda poco más de 4 horas y 15 minutos en viajar la distancia que separa los dos planetas.

La magnitud aparente de Neptuno, nunca alcanza valores menores a 7.7, por lo que es invisible al ojo humano y su observación solo pudo hacerse hasta después de la invención del telescopio. Posiblemente haya sido observado (con telescopio) por Galileo Galilei en 1613, Jérôme Lalande en 1795 y John Herschel in 1830, pero no fue reconocido, como un planeta. 

Las irregularidades en la órbita calculada de Urano, hizo que varios astrónomos buscaran la explicación en la existencia de un octavo planeta y en 1845 el astrónomo francés  Urbain Le Verrier y el inglés John Couch Adams, tuvieron éxito en una predicción matemática de su posición en la esfera celeste.
Sin embargo, la fecha de su descubrimiento (observado y reportado) por Johann Gottfried GalleHeinrich d’Arrest es 23 de setiembre de 1846.
 

El período orbital de Neptuno es 164.79 años, por lo que en el 2011 estará justamente completando su primera órbita alrededor del Sol, desde su descubrimiento y entonces regresando (aproximadamente) a una posición muy cercana a la que tuvo en esa fecha.
Hace unos días recibí un artículo sobre  el descubrimiento de Neptuno en las noticias del Instituto de Mecánica Celeste y de Cálculo de Efemérides (http://www.imcce.fr/newsletter/html/newsletter.html)  y me pareció apropiado transmitirles mi traducción libre (del francés), junto con unas ligas aclaratorias y ahí les va:
"El planeta Neptuno fue observado por primera vez por Johann Gottfried Galle (1812-1910) y por Heinrich d’Arrest (1822-1875), en el Observatorio de Berlín, con el telescopio Fraunhofer  de 9 pulgadas (23 cm) de apertura, a menos de 1° de la posición calculada por Urbain Le Verrier).
La posición aparente observada es la siguiente: el 23 de setiembre de 1846, a las 12h 0m 14.6s (tiempo medio de Berlín): 328° 19’16.0” de ascensión recta y 13° 24’8.2” de declinación. El instante de la observación 12h 0m 14.6s en tiempo medio de Berlín, es igual a las 23h 7m 49.11s tiempo universal.
Si se calcula la posición astrométrica geocéntrica de Neptuno al instante del descubrimiento, se encuentra 22h 1m 30.820s  en ascensión recta y -12° 40’ 20.38”en declinación. Esta última posición está en la misma referencia (localización) que los catálogos de estrellas (J2000) y corresponde al instante de llegada  a la Tierra de la señal luminosa proveniente de Neptuno.
¿Cuándo habrá dado Neptuno una vuelta completa alrededor del Sol?
Debemos recordar que la trayectoria de Neptuno no una elipse simple, sino una elipse perturbada. El período de revolución alrededor del Sol varía con el paso del tiempo. El cálculo hecho hoy indica que Neptuno habrá dado una vuelta completa alrededor del sol el 3 de julio de 2011 (justamente ayer), alrededor de las 06 horas UTC, pero si se quiere reencontrar la misma posición de Neptuno alrededor del Sol, con respecto a una marca fija, habrá que esperar al 12 de julio de 2011, alrededor de la 20 horas UTC. Esta revolución es independiente de la posición de la Tierra.
 ¿Cuándo observaremos a Neptuno en la misma posición en el cielo que en 1846?
Si buscamos una posición idéntica con respecto a un campo de estrellas, debemos buscar cuando la posición astrométrica del planeta sea la más cercana a la de 1846. Tendremos entonces una imagen casi idéntica a la correspondiente al instante del descubrimiento.
Sin embargo, en el transcurso de los años 2010 y 2011 el planeta, visto desde la Tierra, tiene una trayectoria que presenta bucles debido al movimiento rápido de la Tierra, respecto al movimiento bastante lento de Neptuno. Tiene una dirección retrógrada varias veces y pasa cinco veces por una ascensión recta idéntica a la de 1846, es decir 22h 1m 30.8s:
  • El 18/04/2010, a las 05h 03m UT: δ = -12° 33’48.5”; 7’ más al norte que en 1846. 
  • El 15/07/2010, a las 20h 12m UT: δ = -12° 36’  8.2”; 4’ más al norte que en 1846.
  • El 12/02/2011, a las 07h 38m UT: δ = -12° 36’ 40.8”; 4’más al norte que en 1846.
  • El 28/10/2011, a las 08h 51m UT: δ = -12° 41’   6.2”; 1’ más al sur que en 1846. 
  • El 22/11/2011, a las 01h 18m UT: δ = -12° 40’ 53.4”; 0.5’ más al sur que en 1846.
El mapa a la izquierda muestra la trayectoria del planeta, en rojo la posición de Neptuno en 1846 en amarillo las cinco posiciones correspondientes a la ascensión recta observada en 1846. La del 22 de noviembre de 2011 es la más cercana a la posición observada. La del 28 de octubre 2011 es igualmente muy próxima. No recuperaremos exactamente la misma posición de Neptuno que en 1846, porque la Tierra no está en esa posición de 1846."
Como ustedes saben los seis objetos errantes para los antiguos griegos (planetas) que se pueden ver a simple vista (al ojo desnudo) son: Mercurio, Venus, (la Luna), Marte, Júpiter y Saturno. El descubrimiento de Urano en 1781, también tiene una historia fascinante, no de colaboración entre matemática y astronomía, sino más bien debido a un salto tecnológico en la construcción de telescopios y al esfuerzo y perseverancia de Caroline y William Herschel, que se la contaremos en la próxima entrada.

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