Sistemas de coordenadas celestes

Jason Harris

Un requisito básico para el estudio del cielo, es determinar dónde están las cosas. Para especificar posiciones celestes, los astrónomos han desarrollado varios sistemas de coordenadas. Cada uno utiliza una rejilla de coordenadas proyectada sobre la esfera celeste, análogo al sistema de coordenadas geográfico utilizado en la superficie terrestre. Los sistemas de coordenadas tan solo se diferencian en la elección del plano fundamental, que divide el cielo en hemisferios iguales a lo largo de un círculo mayor (el plano fundamental del sistema geográfico es el ecuador). Cada sistema de coordenadas adquiere su nombre en función de su plano fundamental.

El sistema de coordenadas ecuatorial

El sistema de coordenadas ecuatoriales es probablemente el sistema de coordenadas celeste más utilizado. Es además el que más se asemeja al sistema de coordenadas geográfico, ya que ambos utilizan el mismo plano fundamental y los mismos polos. La proyección del ecuador terrestre sobre la esfera celeste se denomina ecuador celeste. Igualmente, la proyección de los polos geográficos sobre la esfera celeste define los polos celestes norte y sur.

Sin embargo, hay una diferencia importante entre los sistemas de coordenadas ecuatorial y geográfico: este último está fijado a la Tierra, y rota junto a ella. El sistema ecuatorial está fijado a las estrellas[1], así que parece rotar por el cielo junto a ellas; pero, por supuesto, es la Tierra la que gira y el cielo permanece inmóvil.

El ángulo de latitud del sistema ecuatorial se denomina declinación (dec para abreviar). Mide el ángulo de un objeto por encima o por debajo del ecuador celeste. El ángulo longitudinal se denomina de ascensión recta (AR para abreviar). Mide el ángulo de un objeto al este del equinoccio vernal. A diferencia de la longitud, la ascensión recta se mide habitualmente en horas en vez de en grados, ya que la aparente rotación del sistema de coordenadas ecuatorial está muy relacionada con el tiempo sidéreo y el ángulo horario. Como una rotación total del cielo tarda 24 horas en completarse, hay (360 grados / 24 horas = ) 15 grados en una hora de ascensión recta.

Las coordenadas ecuatoriales para estrellas y objetos del cielo profundo no varían apreciablemente a lo largo de cortos espacios de tiempo, ya que no se ven afectadas por el movimiento diurno (la rotación diaria aparente del cielo alrededor de la Tierra; no obstante, tenga en cuenta que esto tarda un día sideral, frente a un día solar). Son coordenadas apropiadas para hacer catálogos de estrellas y objetos del cielo profundo (las coordenadas galácticas también funcionan bien, pero su uso resulta incómodo desde el punto de vista terrestre). Aun así, existen efectos que causan que la AR y la Dec de los objetos varíen con el tiempo, como la precesión y la nutación, además del movimiento propio, siendo este último el menos importante. Las coordenadas ecuatoriales, pues, se suelen especificar con una época apropiada para tener en cuenta la precesión. Algunas épocas populares son J2000,0 (el año juliano 2000) y B1950,0 (el año besseliano 1950).

El sistema de coordenadas horizontal

El sistema de coordenadas horizontal utiliza el horizonte local del observador como plano fundamental. Esto divide convenientemente el cielo en un hemisferio superior que puede ser visto, y un hemisferio inferior que permanece oculto (detrás de la propia Tierra). El polo del hemisferio superior se denomina cenit. El polo del hemisferio inferior es el llamado nadir. El ángulo de un objeto por encima o por debajo del horizonte se denomina elevación (el para abreviar). El ángulo de un objeto alrededor del horizonte (medido desde el norte, hacia el este) se llama acimut. El sistema de coordenadas horizontal también es conocido como sistema de coordenadas altoacimutal.

El sistema de coordenadas horizontal está fijado a la Tierra, no a las estrellas. Por lo tanto, la elevación y el acimut de un objeto cambian con el tiempo, ya que el objeto parece desplazarse por el cielo. Además, como el sistema horizontal viene definido por el horizonte del observador, el mismo objeto visto desde distintos lugares de la Tierra al mismo tiempo, tendrá diferentes valores de elevación y acimut.

Las coordenadas horizontales son muy útiles para determinar las horas de aparición (orto) y ocultación (ocaso) de un objeto en el cielo. Cuando un objeto tiene una elevación de 0 grados, está apareciendo (si su acimut es < 180 grados) o desapareciendo (si su acimut es > 180 grados).

El sistema de coordenadas eclíptico

El sistema de coordenadas eclíptico utiliza la eclíptica como plano fundamental. La eclíptica es la ruta que parece seguir el Sol a través del cielo a lo largo de un año. Es además la proyección del plano orbital de la Tierra en la esfera celeste. El ángulo de latitud se denomina latitud eclíptica, y el ángulo longitudinal se llama longitud eclíptica. Al igual que la ascensión recta en el sistema ecuatorial, el punto cero de la longitud eclíptica es el equinoccio vernal.

¿Para qué cree que puede servir un sistema de coordenadas así? Si usted ha dicho que para cartografiar objetos del Sistema Solar, ha acertado. Todos los planetas (excepto Plutón) orbitan alrededor del Sol más o menos en el mismo plano, de modo que siempre parecen estar en algún lugar cercano a la Eclíptica (es decir, siempre tienen latitudes eclípticas pequeñas).

El sistema de coordenadas galáctico

El sistema de coordenadas galáctico utiliza la Vía Láctea como plano fundamental. El ángulo de latitud se denomina latitud galáctica, y el ángulo longitudinal longitud galáctica. Este sistema de coordenadas es útil para estudiar la propia galaxia. Por ejemplo, usted puede querer estudiar la variación de la densidad de las estrellas en función de su latitud galáctica, o como varía el grosor de la Vía Láctea.



[1] en realidad, las coordenadas ecuatoriales no están tan fijadas a las estrellas. Vea precesión. Además, si se utiliza ángulo horario en lugar de ascensión recta, el sistema ecuatorial pasa a estar fijado a la Tierra en lugar de a las estrellas.