AST0111 Astronomía Clase 4

Transcripción

1 AST0111 Astronomía Clase 4 El tiempo en Astronomía

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3 Próxima Centauri: red dwarf star T=3050K L=0.001 L R=0.14 R M=0.12 M Próxima-b : Msini=1.3 M P=11.2 d a=0.05 AU

4 P=11.2d

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8 CALENDARIOS División de años en meses y en días Consenso: 7 días en la semana entre 28 y 31 días en un mes 12 meses al año etc.. Conociendo en número del día y el nombre del mes podemos referirnos con precisión a cualquier día del año. Año Trópico = intervalo entre dos pasajes del Sol al equinoccio = días El Calendario está regulado sobre el Año Trópico (o sea sobre la posición de la Tierra en su órbita) pero necesita tener un número entero de días.

9 1 dia 1 año 1 año (trópico) = días cuando la Tierra vuelve en la misma posición, en su órbita, no ha completado un numero entero de vueltas sobre su eje N-S.

10 CALENDARIOS Si definimos el año de 365 días, se produce un desfase entre los días de nuestro calendario, y la posición de la Tierra en su órbita El desfase seria de días por año. Después de 100 años habría 24 días de desfase, etc de a poco, las estaciones no serían siempre en los mismos meses. CALENDARIO JULIANO Julio Cesar, en 46 a.c, trató de arreglar las cosas adoptando por convención que tres años consecutivos tengan 365 días, seguidos por un año con 366 días. El día se agrega el 29 de febrero (año bisiesto) Se mejora el problema: ahora la diferencia es de d : (después de 100 años la diferencia es de casi un día.)

11 CALENDARIO GREGORIANO El Papa Gregorio XIII, in 1582, arregló el problema 1. Abolió los días entre el 5 y el 14 de Octubre de 1582, para recuperar el desfase acumulado 2. Introdujo un calendario reformado: los siglos enteros (1700, ) son bisiestos solo si son divisible por años civiles contienen: (400 x ) 3 = (400 x 365) = días de tal forma la longitud promedia de un año civil es /400= días año trópico = días

12 CÍRCULO MERIDIANO MERIDIANO CELESTE (o MERIDIANO LOCAL): círculo máximo que pasa por el zenith, el nadir, el polo sur y el polo norte. SCP Es la extensión en la esfera celeste del meridiano terrestre que pasa por el lugar de observación Meridian Circle W latitude Zenith N Las estrellas alcanzan su máxima altura sobre el horizonte cuando pasan por el meridiano celeste. S E NCP Nadir

13 Ángulo Horario H.A. = hour angle Zenith Ángulo entre la estrella y el meridiano -a lo largo del Ecuador- Circulo Meridiano SCP W N El HA es negativo si la estrella todavía no alcanzó el Meridiano, y positivo si ya lo pasó. S Ecuador E NCP Right Ascension: from Υ E Declination: from Equator N Nadir

14 Ángulo Horario Ángulo entre la estrella y el meridiano -a lo largo del Ecuador- Circulo Meridiano HA= 2 h faltan 2 horas para que la alcance su max altura HA=0 h la se encuentra a su max altura 6 HA=+2 h la pasó por su max altura 2 h atrás OESTE ESTE

15 Tiempo Solar Zenith Día Solar Real (True Solar Day) intervalo entre dos pasajes del Sol al meridiano meridian circle Tiempo Solar ángulo orario del Sol (HA ) + 12 h Cuando el Sol cruza el meridiano, es el mediodía solar = 12 h. El día solar empieza a medianoche = 0 h. West North East

16 TIEMPO UNIVERSAL (UT) Rotación de la Tierra Universal Time = Tiempo Medio Solar en Greenwich en otro lugar, P : Tiempo Medio Solar = UT + λ P donde λ P es la longitud de P, positiva hacía el ESTE. Lugares al ESTE de Greenwich son atrasados en tiempo. Lugares al OESTE de Greenwich son adelantados. Meridiano de Greenwich

17 CLST = Chile Local Standard Time: UTC 3 h (salvo en invierno)

18 TIEMPO ESTANDAR 0 h +1 h Mean Time of Central Europe = UT + 1 h = Mean Solar Time at 15 west of Greenwich

19 Coordenadas Ecuatoriales Zenith DECLINACIÓN (DECLINATION) distancia angular entre la estrella y el ecuador. [ DEC ; δ ] 90º / 90º hacia el N SCP W N ASCENSIÓN RECTA (RIGHT ASCENSION) desde la proyección de la estrella sobre el ecuador, hasta el punto Υ S Ecliptic Equator E [ RA ; α ] NCP 0 / 24 h (0 / 360º) hacia el E Υ: Vernal Equinox Nadir VERNAL EQUINOX: p.to de cruce entre Eclíptica y Ecuador donde el Sol se mueve hacía el Norte

20 Tiempo Sideral S.T. = Sidereal Time Zenith Ángulo Horario del Equinoccio Vernal SCP negativo hacía el E positivo hacía el W W N S Equator E NCP Nadir

21 Tiempo Sideral sidereal day = intervalo entre dos pasajes de una estrella (o de Υ ) al meridiano. sidereal time = ángulo horario de Υ (HA Υ ) +3h Υ Por que es importante? cuando ST=3 h objetos con RA=3 h están pasando al meridiano. OESTE NORTE ESTE

22 Ángulo Horario El ángulo horario de una estrella es el Local Sidereal Time (LST) menos la RA de la estrella. HA = LST RA +3h Υ Por que es importante? cuando ST=3 h objetos con RA=3 h están pasando al meridiano. OESTE ESTE

23 Ángulo Horario El ángulo horario de una estrella es el Local Sidereal Time (LST) menos la RA de la estrella. HA = LST RA +3h Υ Cuanto mayor es la RA de un objeto, tanto más tarde éste transitará al meridiano OESTE ESTE

24 Tiempo Solar vs Sideral 0.986' Por qué el día solar es distinto al día sideral? Porque el Sol se mueve a lo largo de la Eclíptica ~ 1 /día, hacia el E. El día solar es > del día sideral, por ~1 = 00:03:56.55 órbita terrestre

25 Tiempo Solar vs Sideral E W El dibujo se refiere a un observador del hemisferio Norte

26 EL DÍA SOLAR REAL NO ES CONSTANTE Porque: meridian circle circulos // al Ecuador 1) El Sol no se mueve a lo largo del ecuador sino que a lo largo de la Eclíptica. 2) La velocidad del Sol no es constante (la órbita de la Tierra es elíptica) West Ecliptic East Sol Medio = Sol virtual que se mueve a lo largo del Ecuador a velocidad constante North Dia Solar Medio = intervalo entre dos pasajes del Sol Medio al meridiano Tiempo Civil Local = ángulo Horario del Sol Medio + 12 h

27 Por qué el movimiento solar no es constante? 1 Porque el Ecuador es un círculo, mientras la Eclíptica es una elipse. El movimento de la Tierra en su orbita elíptica (=del Sol en la Eclíptica) no es uniforme: la Tierra va más rapido al perihelio y más lenta al afelio. Equator Ecliptic Un Sol virtual que se mueve a lo largo de la eclíptica con velocidad constante define el Año Anomalístico. Anomalía = diferencia entre el Sol virtual y el Sol real

28 Por qué el movimiento solar no es constante? 2 Solsticcio Equinoccio eclíptica ecuador celeste La proyección del movimiento solar en la dirección paralela al ecuador no es constante. Proyectado sobre el ecuador, el sol parece moverse más rápido en los solsticios, y más lentos en los equinoccios.

29 La ecuación del tiempo Como hemos visto, el Sol Real es a veces más lento y a veces más rápido del Sol Medio. El Sol Medio define el tiempo civil. Pero el que podemos ver en el cielo es el Sol Real. La corrección entre la posición del Sol Real y Medio se llama Ecuación del Tiempo (E.T.) DEC apparent solar time mean solar time [minutes]

30 El Analema La representación gráfica de la Ecuación del Tiempo se llama Analema. Si tomamos una foto del cielo todos los días a la misma hora (de nuestro reloj) veremos el sol trazar el Analema, a lo largo de un año. Posición del Sol en Atenas, a las 10:00 local time durante un año Julio Atenas, a las 12:00 local time durante un año Julio Atenas, a las 16:00 local time durante un año Julio Enero Enero Enero EAST SOUTH WEST

31 El Analema al Ecuador

32 El Reloj Solar Imaginemos que no tengamos reloj. Observamos el Sol en una cierta posición en un reloj solar. Qué hora seria en un reloj normal? Standard Time = Apparent Solar Time E.T. + Dλ Mean Solar Time from the Analemma = λ 0 λ F longitude difference between the local fuse and our location. Santiago is at: λ 0 = = 4 h 42 m λ F = 60h = 4 h Dλ = 42 m

33 Greenwich TIEMPO ESTANDAR CHILE GMT 4 h

34 Ángulo Horario entre la estrella y el meridiano local Tiempo Sideral ángulo horario del punto vernal Día Sideral [dura 23 h 56 m 04 s ] día basado sobre las estrellas tiempo entre 2 pasajes de Υ (u otra estrella) al meridiano Tiempo Solar Día Solar ángulo horario del Sol + 12 h [dura ~24 h ] tiempo entre 2 pasajes del Sol al meridiano Tiempo Civil Local ángulo horario del Sol medio + 12 h Día Solar Medio [dura 24 h ] tiempo entre 2 pasajes del Sol medio al meridiano

35 Visibilidad de los objetos y Ascensión Recta Pero además, el Sol se mueve respeto a las estrellas. Por lo tanto también se mueve la noche (opuesta al Sol) con respeto a las estrellas. En épocas distintas del año vemos estrellas distintas. En total en un círculo hay 24 horas. El año tiene 12 meses: cada mes vemos, a la misma hora, objetos con RA 2 h mayores. El 21 de marzo el Sol se encuentra en el punto vernal (Υ) Entonces el Sol, el 21 de marzo, tiene R.A.=0 h. Al mediodía del 21 de marzo, el Sol pasa por el meridiano. Junto con el, pasan por el meridiano los otros objetos que tienen R.A.=0 h (no podemos verlos!) A medianoche del 21 de marzo, pasan por el meridiano los objetos que se encuentran al lado opuesto, que tienen R.A. = 12 h. Objetos que tienen RA=11 h pasarán al meridiano a las 23 h. Objetos con RA=13 h pasan al meridiano a la 1:00 de la noche.... Para calcular la visibilidad de un objeto, de acuerdo a su RA: Jan 21 Feb 21 Mar 21 Apr 21 May 21 Jun 21 Jul 21 Ago 21 Sep 21 Oct 21 Nov 21 Dec 21 8 h 10 h 12 h 14 h 16 h 18 h 20 h 22 h 24 h 2 h 4 h 6 h Objetos con estas R.A. pasan al meridiano, a medianoche, en estos meses.

36 Visibilidad de los objetos y Declinación Polo Sur latitud del observador ecuador Polo Norte

37 Visibilidad de los objetos y Declinación latitud del observador Polo Sur º ecuador 90 Polo Norte

38 90 Zenith latitud del observador Polo Sur º λ λ Polo Norte