Inclinación de la eclíptica respecto al horizonte

En una entrada anterior sobre la inclinación de los cuernos de la luna, se dijo que dicha inclinación “depende fundamentalmente de cuán inclinada esté la eclíptica respecto al horizonte, de la latitud del sitio de observación y de la fecha”.

Eclíptica y ecuador celeste.

Un lector me dice que si la inclinación de la eclíptica es 23.5°, ¿cómo puede entonces cambiar?

Bueno amigo, quiero decirle que el ángulo que se mantiene bastante fijo es entre el plano de la eclíptica y el plano del ecuador celeste. 
O mejor dicho, el ángulo más o menos fijo es el que forma el eje de rotación y la perpendicular al plano orbital,  lo que llamamos la oblicuidad de la eclíptica, que en este año 2012 es 23° 26′ 16″ (23.4377º). 
Parece que la obliquidad varía entre  22.1° y 24.5° en un período de 41 000 años.

Sin embargo, el valor que cambia, aludido en la entrada citada arriba es entre la eclíptica y el horizonte del observador, de especial interés en las vecindades de la luna nueva, poco antes (poco después) de la salida (puesta) del Sol, para tener la oportunidad (o no), de observar un cachito de luna sonriente.

El cambio más notorio entre la eclíptica y el horizonte, ocurre durante las 24 horas del día, debido a la rotación de la Tierra.

1 de enero/2013; 17:15
Starry Night

Observe de las 19 a las 5, en una noche que haya planetas del Este hasta el Oeste, que le servirán de guía. Póngale atención al ángulo que forma la curva en que están los planetas (la eclíptica) con el horizonte, no a los planetas en sí.

Seguro también ha observado el cambio de orientación de la banda de estrellas y nebulosas de  la Vía Láctea (del Ecuador Galáctico), tendida desde Cassiopeia hasta Crux  y vuelta desde Centaurus hasta Cepheus. En este caso está mirando el Ecuador Galáctico, pero de esto hablaremos próximamente.

Observe y registre ambas curvas, distinga una de la otra y note como cambia la inclinación de los planos que las contienen, respecto al plano del horizonte.

http://physics.weber.edu/schroeder
/ua/SunAndSeasons.html

Volvamos a concentrarnos en la eclíptica y el horizonte.

Para un observador en uno de los polos de la Tierra (latitud: φ= ± 90°), su horizonte es, desde luego, tangente a la superficie terrestre en dicho punto, es decir paralelo al ecuador de la Tierra y entonces, paralelo al ecuador celeste. 

El ángulo entre la eclíptica y el horizonte para ese observador puede variar entre ±23.5°, dependiendo de la fecha.
Esto es la causa de los seis meses de día y 6 meses de noche en las zonas polares, También del Sol justamente en el horizonte los días del equinoccio, y a una altitud de +23.5° en el solsticio de verano y de -23.5° en el solsticio de invierno. ¡Pero solo en el polo geográfico de la Tierra!

Para un observador en el ecuador de la Tierra, digamos en Quito, Ecuador (φ= 0°), el ecuador celeste sería perpendicular a su horizonte, pasa por su cenit. 
El ángulo entre la eclíptica y el horizonte de este observador “quiteño”, puede variar entre 90° ± 23.5°, esto es, entre un valor máximo de 113.5° y un valor mínimo de 66.5°, dependiendo de la fecha y de la hora del día.

Esto es, 23.5° hacia el norte del plano vertical primario el día del solsticio de verano, y 23.5° al sur de dicho plano en el solsticio de invierno, y paralelo a dicho plano durante los equinoccios, dependiendo de la hora.

18 de mayo 2013; 17:45
Starry Night.

Si estudiamos la figura 3, podemos comprobar, con un poquito de análisis geométrico, que el ángulo entre el ecuador celeste y el horizonte de un observador a una latitud φ es: 90°-φ. 
Entonces el ángulo entre la eclíptica y el horizonte de un observador varía entre: 90° - φ ± 23.5°.

Por ejemplo, para Costa Rica (φ_promedio= 10° N), dicha variación sería: 80° ± 23.5°, esto es, entre un ángulo máximo de 103.5° y un ángulo mínimo de 56.5°, dependiendo de la fecha y la hora.

Todo lo dicho anteriormente usted puede verificarlo si usa un planetario como Stellarium o Starry Night. Inserte la latitud del punto de observación, la fecha, el acimut Este u Oeste y haga un barrido con la hora del día.

¿Sabía que si está en el círculo polar ártico o en el círculo polar antártico (latitud ± 66.5°), en la fecha del solsticio de verano respectivo, la eclíptica será, a cierta hora, paralela al horizonte? Verifíquelo.

¿Para qué nos puede interesar el ángulo entre la eclíptica y el horizonte, especialmente si dicho ángulo es cercano a los 90°, a la salida y la puesta del Sol?

Bueno ya vimos que para observar un cachito de luna sonriente.
Pero también, para observar y fotografiar la Luz Zodiacal y el Gengenchein, de los cuales hablaremos cuando consiga tomarles una buena fotografía.

Para encontrar algunas fechas en que la eclíptica es perpendicular al horizonte, en su localidad, utilice un software planetario, coloque una hora cercana al orto o al ocaso del Sol (al Este, o al Oeste, respectivamente); pida que muestre la eclíptica y haga un barrido de fechas (mantenga la hora) durante un año. Todos los años son esencialmente iguales.