Coordenadas celestes

Celestial Coordinates

La esfera celeste es una esfera imaginaria alrededor del observador, con todos los astros pegados a su cara interior, y como la Tierra gira, parece dar una vuelta al día de este a oeste. La altura del polo norte celeste es igual a la latitud del observador, así que en Seúl la estrella Polar está a unos 37,5° sobre el horizonte norte. La altura de culminación, la altura de una estrella cuando cruza el meridiano en su punto más alto, es h = 90° − |φ − δ|, y la latitud y la declinación deciden qué estrellas nunca se ponen (circumpolares) y cuáles nunca salen. En el primer diagrama, al cambiar la latitud y el ángulo horario se ve cómo se inclinan el polo celeste y los círculos diurnos y dónde está ahora una estrella; el segundo muestra cómo se calcula la altura de culminación.

¿Qué es la esfera celeste?

💡 Imaginar el cielo como una gran esfera

①La esfera celeste es una esfera imaginaria centrada en el observador, en la que todos los astros se imaginan a la misma distancia sobre su superficie

②Como la Tierra gira de oeste a este, la esfera parece dar una vuelta al día de este a oeste

③Los puntos donde el eje de la Tierra prolongado corta la esfera son los polos celestes norte y sur, y el plano del ecuador terrestre prolongado la corta en un círculo máximo, el ecuador celeste

④La estrella Polar está muy cerca del polo norte celeste, así que apenas se mueve en toda la noche

⑤Para dar la posición de un astro hace falta un sistema de coordenadas con una referencia fija

Sistemas de coordenadas

Coordenadas horizontales y ecuatoriales

Rasgo	Horizontales	Ecuatoriales
Referencia	el horizonte del observador	el ecuador celeste
Coordenada 1	acimut (A)	ascensión recta α (en horas, de 0 a 24 h)
Coordenada 2	altura (h)	declinación δ (en grados, de −90° a +90°)
Con el tiempo	cambian sin parar	apenas cambian
Uso	localizar un astro en el cielo de esta noche	catálogos y cartas de estrellas

Movimiento diurno y ángulo horario

Latitud del observador φ (°)37

Ángulo horario H (°)0

🌍 Qué mirar en el diagrama

①El polo norte celeste está φ grados por encima del horizonte norte: en el horizonte a latitud 0° y en el cenit a latitud 90°

②Las estrellas giran en sentido antihorario alrededor del polo celeste, de este a oeste, y sus círculos diurnos son siempre paralelos al ecuador celeste

③El ángulo horario H indica cuánto ha girado una estrella hacia el oeste desde el meridiano; con H = 0° la estrella está en el meridiano en su punto más alto (culminación)

④Cuanto mayor es la latitud, más se tumban los círculos diurnos hacia el horizonte, y más estrellas hay que nunca se ponen (circumpolares) o nunca salen

⑤Tiempo sidéreo (TS) = ascensión recta (α) + ángulo horario (H)

Calcular la altura de culminación

Declinación δ (°)23

Altura de culminación

h_culm = 90° − |φ − δ|

Si la declinación es mayor que la latitud, la estrella culmina al norte del cenit, pero la misma fórmula da su altura.

📐 La altura de culminación del Sol en Seúl

①Seúl está a unos 37,5° N

②En el solsticio de verano (δ = +23,5°), el Sol culmina a 90° − |37,5° − 23,5°| = 76°

③En el solsticio de invierno (δ = −23,5°), culmina a 90° − |37,5° − (−23,5°)| = 29°

④En los equinoccios (δ = 0°), culmina a 90° − 37,5° = 52,5°

⑤Por eso en verano el Sol sube alto, los días son largos y la luz es intensa, y en invierno sube poco, los días son cortos y la luz es débil

Estrellas circumpolares y estrellas que nunca salen

Condición de circumpolar

δ > 90° − φ

Si la declinación es mayor que (90° − latitud), todo el círculo diurno queda sobre el horizonte y la estrella nunca se pone.

Condición de no salir nunca

δ < φ − 90°

Si la declinación es menor que (latitud − 90°), todo el círculo diurno queda bajo el horizonte y la estrella nunca sale.

🌟 Cómo cambia con la latitud

①En Seúl (φ = 37,5°), las estrellas con declinación mayor que 52,5° son circumpolares, y las de declinación menor que −52,5° nunca salen

②Con la latitud entre 35° y 40° en el diagrama, el círculo rojo (+60°) queda entero sobre el horizonte y el azul (−60°), entero por debajo

③En el ecuador (φ = 0°), todos los círculos diurnos son perpendiculares al horizonte, así que todas las estrellas salen y se ponen

④En el polo norte (φ = 90°), los círculos diurnos son paralelos al horizonte, así que las estrellas de declinación positiva nunca se ponen y las de declinación negativa nunca salen

Ejemplos y examen

Ejemplo 1

En Seúl (latitud 37,5° N), ¿cuál es la altura de culminación de un astro de declinación δ = +23,5° (el Sol en el solsticio de verano)? (altura de culminación = 90° − |φ − δ|)

Se ponen la latitud y la declinación en h = 90° − |φ − δ|.

h = 90° − |37,5° − 23,5°| = 90° − 14° = 76°.

▸ 76°

Con latitud 35° y declinación 25° en el segundo diagrama, h = 80°. Cuanto más se acerca la declinación a la latitud, más cerca del cenit culmina el astro.

Ejemplo 2

A la latitud 37,5° N, ¿qué condición debe cumplir la declinación δ de una estrella para que se vea todo el año sin ponerse (estrella circumpolar)?

La condición de circumpolar es δ > 90° − latitud φ.

Con φ = 37,5°, δ > 90° − 37,5° = 52,5°, así que las estrellas de declinación mayor que 52,5° nunca se ponen.

▸ δ > 52,5°

Como la altura del polo es igual a la latitud, cuanto más cerca del polo celeste está una estrella (mayor declinación), menos se pone. En el ecuador no hay estrellas circumpolares.

Problema tipo CSAT

¿Qué afirmación sobre las coordenadas celestes y la altura de culminación es correcta?

①La altura del polo norte celeste es igual a la longitud del observador

②La altura de culminación se halla como 90° − |latitud − declinación|

③La ascensión recta y la declinación cambian sin parar con el tiempo

④Cuanto menor es la declinación de una estrella, más fácil es que sea circumpolar

⑤En coordenadas horizontales, la posición de una estrella no cambia con el tiempo

▸ ② La altura de culminación se halla como 90° − |latitud − declinación|

h = 90° − |φ − δ| da la altura de culminación de cualquier astro solo con la latitud y la declinación.

La altura del polo es igual a la latitud (①), la ascensión recta y la declinación apenas cambian (③), las declinaciones grandes hacen circumpolares a las estrellas (④) y las coordenadas horizontales cambian con el tiempo (⑤).