Rastreando el movimiento retrógrado de Venus

Inspirado por una columna de "Sol, Luna y Planetas", el autor pasó la primavera de 2017 rastreando el movimiento retrógrado de Venus a través del cielo, explorando la relación entre las órbitas de Venus y la Tierra señalada por Copérnico.

En esta foto, tomada justo antes del amanecer del 4 de abril de 2017, Venus está bajo en el horizonte mientras que las estrellas medibles están cerca de la parte superior de la fotografía.
E. Roger Cowley

Como se ve desde la Tierra, los otros planetas se mueven de manera irregular con respecto a las estrellas. La mayor parte del tiempo se mueven de oeste a este, pero durante una fracción de sus períodos se mueven de este a oeste. La palabra `` planeta '' proviene de la palabra griega que significa `` duende ''. El movimiento retrógrado causó muchos dolores de cabeza a los primeros astrónomos hasta que Copérnico lo explicó en 1543, en su libro monumental `` Sobre las revoluciones de Esferas celestiales. El aparente movimiento hacia atrás de los planetas es causado por el movimiento relativo de la Tierra y los otros planetas a medida que giran alrededor del Sol.

Para los planetas superiores, el movimiento retrógrado es más o menos fácil de ver. En el verano de 2016, por ejemplo, Marte trazó su camino retrógrado contra un fondo de estrellas bastante brillantes. Cuando lo observaba cada dos o tres días, el movimiento de Marte contra las estrellas era obvio a simple vista. Los otros planetas exteriores son menos dramáticos. En el caso de Urano, toda la parte retrógrada de su camino cubre solo 4 de longitud eclíptica. Los dos planetas inferiores también tienen una parte retrógrada en sus caminos a través del cielo, pero sucede mientras se mueven a través de una conjunción inferior, de modo que el planeta está cerca del Sol y puede ser difícil ver su posición con respecto a las estrellas.

Disfruto haciendo mediciones cuantitativas de los bucles hacia atrás, y he medido los bucles retrógrados de cada uno de los planetas exteriores, con la excepción de Neptuno, varias veces en los últimos años al tomar fotografías de campo estelar con una lente de 50 mm en la cámara y midiendo las posiciones en la fotografía del planeta y tres estrellas. Estos números, junto con las coordenadas celestes de las tres estrellas, entran en una hoja de cálculo que he desarrollado, que calcula la ascensión recta y la declinación del planeta. Los valores suelen ser buenos para aproximadamente 1 segundo de tiempo en ascensión recta y 15 segundos de arco en declinación. Describí todo el procedimiento en un libro, Cómo medir el sistema solar: medir los valores del sistema solar por ti mismo . La hoja de cálculo se puede descargar desde www.gaugingthesolarsystem.com/ra-and-dec-finder/.

Hasta la primavera pasada, nunca había intentado rastrear ninguno de los planetas inferiores a través del movimiento retrógrado, aunque había medido varias veces los caminos de Venus y Mercurio en tiempos de máxima elongación del Sol. Supuse que, cuando los planetas estuvieran cerca de la conjunción, sería demasiado difícil tomar fotografías de campos estelares que mostraran imágenes útiles de estrellas en los cielos crepusculares. En su columna "Sol, Luna y Planetas" para la edición de marzo de 2017 de Sky & Telescope, Fred Schaaf señaló que 2017 fue un muy buen año para observar Venus porque estaría cerca de su máxima separación del Sol en una conjunción inferior. Ya estaba rastreando a Venus a través de su alargamiento oriental, que tuvo su valor máximo en enero, así que simplemente seguí siguiéndolo durante los meses de primavera.

La conjunción inferior fue de hecho el 25 de marzo. El último día en que pude tomar una fotografía de la tarde utilizable fue el 16 de marzo, y la primera mañana cuando pude detectar estrellas en una fotografía fue el 2 de abril. Pude ver a Venus varias veces entre estas fechas, pero en las fotografías el cielo era demasiado brillante para mostrar estrellas. Parte de la razón por la que fue tan difícil fue que Venus realizó su movimiento retrógrado en una región del cielo sin estrellas brillantes: las estrellas que pude usar eran en su mayoría de 4ta y 5ta magnitud. Los resultados para la ascensión recta y la declinación, en las fotografías tomadas cerca de la conjunción inferior, no fueron tan precisos como los valores que estaba acostumbrado a obtener para los planetas superiores. Esto podría deberse en parte a que las estrellas que pude identificar estaban mucho más altas en el cielo que Venus, por lo que estaba haciendo una larga extrapolación en la transformación de coordenadas. Además, sabía que Venus aparecía como una media luna estrecha cuando se veía a través de un telescopio, mientras que la imagen en mi cámara, aunque no era exactamente circular, no mostraba rastros de la media luna. Presumiblemente, los números que salieron de mi hoja de cálculo correspondían a algún tipo de centro ponderado de la parte iluminada. Afortunadamente, los errores son, de hecho, bastante pequeños en la escala de los gráficos que he trazado.

Declinación de Venus en función de su ascensión recta (trazada en grados).
E. Roger Cowley

Puedo mostrar los resultados de varias maneras. Un gráfico de la declinación frente a la ascensión recta muestra la forma del bucle como le parecería a un observador. He trazado la ascensión recta en grados para que las escalas horizontal y vertical sean comparables. Recuerde que la ascensión recta convencionalmente aumenta de oeste a este, o de derecha a izquierda en el hemisferio norte, por lo que el bucle sería invertido. Las dos inversiones de la dirección del movimiento son obvias. Ocurrieron alrededor del 2 de marzo y el 13 de abril, aunque eso no está claro en este tipo de trama. Es sencillo convertir las coordenadas de ascensión y declinación correctas en longitud y latitud eclíptica. Incluso en este caso extremo, la latitud eclíptica de Venus nunca fue mayor de 8, 5 °, por lo que no es una gran distorsión imaginar que el movimiento tiene lugar en el plano de la eclíptica, con la longitud eclíptica cambiante que explica toda la historia. El gráfico de la longitud eclíptica en función del tiempo, que se muestra en la segunda figura, es un indicador confiable de la escala de tiempo del bucle. De hecho, he trazado el tiempo como días después del 1 de enero de 1900, la época del Día Juliano de Dublín, y he agregado 360 ° a algunas de las longitudes para dar una curva continua.

Longitud eclíptica de Venus trazada contra el número del día juliano de Dublín. Los puntos estacionarios vienen al máximo y al mínimo de la curva.
E. Roger Cowley

Me gustaría enfatizar que los puntos donde las dos curvas cambian de dirección se llaman "puntos estacionarios" porque Venus es aparentemente estacionario con respecto a las estrellas. Estos no son lo mismo que los alargamientos máximos orientales y occidentales. Los alargamientos máximos son puntos cuando la separación angular de Venus del Sol ha alcanzado su mayor valor. Sin embargo, en esos puntos, tanto el Sol como Venus, como se ve desde la Tierra, están caminando alrededor de la eclíptica a aproximadamente 1 grado por día en relación con las estrellas. En los verdaderos puntos estacionarios, Venus en realidad cae detrás del Sol, como se ve desde la Tierra. Los alargamientos máximos orientales y occidentales ocurrieron el 12 de enero y el 3 de junio, aproximadamente 71 días antes y después de la conjunción inferior, mientras que los puntos estacionarios son aproximadamente 21 días antes y después de la conjunción.

El seguimiento de Venus a través del conjunto completo de alargamientos y el movimiento retrógrado y el trazado de los resultados pone de manifiesto de manera muy vívida la relación entre las órbitas de Venus y la Tierra señalada por Copérnico.