La Luna
La Luna es el único satélite natural de la Tierra. Su diámetro es de unos 3.476 km, aproximadamente una cuarta parte del de la Tierra
1.- Era un astro independiente que, al pasar cerca de la Tierra, quedó capturado en órbita.
2.- La Tierra y la Luna nacieron de la misma masa de materia que giraba alrededor del Sol.
3.- La luna surgió de una especie de «hinchazón» de la Tierra que se desprendió por la fuerza centrífuga.Actualmente se admite una cuarta teoría que es como una mezcla de las otras tres: cuando la Tierra se estaba formando, sufrió un choque con un gran cuerpo del espacio. Parte de la masa salió expulsada y se aglutinó para formar nuestro satélite. Y, aún, una quinta teoría que describe la formación de la Luna a partir de los materiales que los monstruosos volcanes de la época de formación lanzaban a grandes alturas.
Hipótesis de fisión
La hipótesis de fisión supone que originariamente la Tierra y la Luna eran un sólo cuerpo y que parte de la masa fue expulsada, debido a la inestabilidad causada por la fuerte aceleración rotatoria que en aquel momento experimentaba nuestro planeta. La parte desprendida se «quedó» parte del momento angular del sistema inicial y, por tanto, siguió en rotación que, con el paso del tiempo, se sincronizó con su periodo de traslación.
Se cree que la zona que se desprendió corresponde al Océano Pacífico, que tiene unos 180 millones de kilómetros cuadrados y con una profundidad media de 4.049 metros. Sin embargo, los detractores de esta hipótesis opinan para poder separarse una porción tan importante de nuestro planeta, éste debería haber rotado a una velocidad tal que diese una vuelta en tan sólo tres horas. Parece imposible tan fabulosa velocidad, porque, al girar demasiado rápido, la Tierra no se hubiese formado al presentar un exceso de momento angular.
Hipótesis de captura
Una segunda hipótesis denominada ‘de captura’, supone que la Luna era un astro planetesimal independiente, formado en un momento distinto al nuestro y en un lugar alejado.
La Luna inicialmente tenía una órbita elíptica con un afelio (punto más alejado del Sol) situado a la distancia que le separa ahora del Sol, y con un perihelio (punto más cercano al Sol) cerca del planeta Mercurio. Esta órbita habría sido modificada por los efectos gravitacionales de los planetas gigantes, que alteraron todo el sistema planetario expulsando de sus órbitas a diversos cuerpos, entre ellos, nuestro satélite. La Luna viajó durante mucho tiempo por el espacio hasta aproximarse a la Tierra y fue capturado por la gravitación terrestre.
Sin embargo, es difícil explicar cómo sucedió la importante desaceleración de la Luna, necesaria para que ésta no escapara del campo gravitatorio terrestre.
Hipótesis de acreción binaria
La hipótesis de la acreción binaria supone la formación al mismo tiempo tanto de la Tierra como de la Luna, a partir del mismo material y en la misma zona del Sistema solar. A favor de esta teoría se encuentra la datación radioactiva de las rocas lunares traídas a nuestro planeta por las diversas misiones espaciales, las cuales fechan entre 4.500 y 4.600 millones de años la edad lunar, aproximadamente la edad de la Tierra.
Como inconveniente tenemos que, si los dos se crearon en el mismo lugar y con la misma materia: ¿cómo es posible que ambos posean una composición química y una densidad tan diferentes?. En la Luna abunda el titanio y los compuestos exóticos, elementos no tan abundantes en nuestro planeta al menos en la zona más superficial.
Hipótesis de impacto
La hipótesis del impacto parece la preferida en la actualidad. Supone que nuestro satélite se formó tras la colisión contra la Tierra de un cuerpo de aproximadamente un séptimo del tamaño de nuestro planeta. El impacto hizo que bloques gigantescos de materia saltaran al espacio para posteriormente y, mediante un proceso de acreción similar al que formó los planetas rocosos próximos al Sol, generar la Luna.
Lo más dudoso de esta teoría es que tendrían que haberse dado demasiadas coincidencias juntas. L probabilidad de impactar con un astro errante era muy alta al inicio del Sistema Solar. Más dificil es que la colisión no desintegrase totalmente el planeta y que los fragmentos fuesen lo suficientemente grandes como para poder generar un satélite.
La teoría del impacto ha sido reproducida con ayuda de ordenadores, simulando un choque con un objeto cuyo tamaño sería equivalente al de Marte, y que, con una velocidad inferior a los 50.000 km/h, posibilitaría la formación de un satélite.
Hipótesis de precipitación
Últimamente ha aparecido otra explicación a la que dan el nombre de ‘Hipótesis de precipitación’ según la cual, la energía liberada durante la formación de nuestro planeta calentó parte del material, formando una atmósfera caliente y densa, sobre todo compuesta por vapores de metal y óxidos. Estos se fueron extendiendo alrededor del planeta y , al enfriarse, precipitaron los granos de polvo que, una vez condensados, dieron origen al único satélite de la Tierra.
Movimientos de la Luna
La Luna es un satélite y, por tanto, gira alrededor de la Tierra a una distancia media de 384 400 kilómetros, aunque la distancia real varía a lo largo de su órbita.
La luna gira alrededor de su eje (rotación) en aproximadamente 27.32 días (mes sidéreo) y se traslada alrededor de la Tierra (traslación) en el mismo intervalo de tiempo, de ahí que siempre nos muestra la misma cara.
Además, nuestro satélite completa una revolución relativa al Sol en aproximadamente 29.53 días (mes sinódico), período en el cual comienzan a repetirse las fases lunares.
Los instantes de salida, tránsito y puesta del Sol y de la Luna están relacionados con las fases. La Luna se traslada alrededor de la Tierra en sentido directo, en dirección Este. Como el Sol se mueve 1° por día hacia el Este.
Rotación y traslación de la Luna
La Luna gira alrededor de la Tierra aproximadamente una vez al mes. Si la Tierra no girara en un día completo, sería muy fácil detectar el movimiento de la Luna en su órbita. Este movimiento hace que la Luna avance alrededor de 12 grados en el cielo cada día.
Si la Tierra no rotara, lo que veríamos sería la Luna cruzando la bóveda celeste durante dos semanas, y luego se iría y tardaría dos semanas ausente, durante las cuales la Luna sería visible en el lado opuesto del Globo.
Sin embargo, la Tierra completa un giro cada día, mientras que la Luna se mueve en su órbita también hacia el este. Así, cada día le toma a la Tierra alrededor de 50 minutos más para estar de frente con la Luna nuevamente (lo cual significa que nosotros podemos ver la Luna en el Cielo.) El giro de la Tierra y el movimiento orbital de la Luna se combinan, de tal suerte que la salida de la Luna se retrasa del orden de 50 minutos cada día.
La órbita Luna-Tierra está inclinada respecto del plano de la órbita Tierra-Sol, de modo que únicamente en dos puntos de su trayectoria, llamados nodos, se pueden producir eclipses de Sol o de Luna.
La órbita de la Luna es complicada, porque está lo bastante lejos de la Tierra como para que le influya la gravedad ejercida por el Sol. Por esto los nodos de la Luna no están fijos, sino que dan una vuelta en 18,6 años. El eje de la elipse lunar tampoco es fijo, lo cual provoca que el apogeo y perigeo de la Luna den una vuelta completa en 8,85 años.
La inclinación de la órbita lunar varía entre los 5° y 5° 18’. Para calcular la posición exacta de la Luna hay que tener en cuenta varios cientos de términos.
El centro de giro de la Luna con respecto a la Tierra no coincide con el eje del planeta, ya que la Luna también ejerce una atracción gravitatoria sobre la Tierra. Si imaginamos una barra rígida que uniera los centros de ambos astros, el eje de rotatión se situaría en un punto llamado baricentro, que está situado en el interior del globo terrestre, a unos 4.683 km de su centro.
Libración lunar
Para notar el movimiento de la Luna en su órbita, hay que tener en cuenta su ubicación en el momento de la puesta de Sol durante algunos días. Su movimiento orbital la llevará a un punto más hacia el este en el cielo en el crepüsculo cada día.
El movimiento propio de la Luna se traduce en un desplazamiento de oeste a este, pero su movimiento aparente se produce de este a oeste, consecuencia del movimiento de rotación de la Tierra.
La máxima superficie de la Luna visible desde la Tierra no es exactamente el 50% sino llega hasta el 59%, por un efecto conocido como libración. La excentricidad de la órbita lunar hace que la velocidad orbital no sea constante y que, por tanto, puedan resultar visibles en el curso de un mes partes normalmente escondidas en los bordes este y oeste. En este caso se habla de una libración en longitud. De forma similar se tiene una libración en la latitud como efecto de la inclinación de la órbita lunar sobre el plano de la eclíptica.
Las fases de la luna
Según la disposición de la Luna, la Tierra y el Sol, se ve iluminada una mayor o menor porción de la cara visible de la Luna.
Las fases de la luna son las diferentes iluminaciones que presenta nuestro satélite en el curso de un mes.
La Luna Nueva o novilunio es cuando la Luna está entre la Tierra y el Sol y por lo tanto no la vemos.
En el Cuarto Creciente, la Luna, la Tierra y el Sol forman un ángulo recto, por lo que se puede observar en el cielo la mitad de la Luna, en su período de crecimiento.
La Luna Llena o plenilunio ocurre cuando La Tierra se ubica entre el Sol y la Luna; ésta recibe los rayos del sol en su cara visible, por lo tanto, se ve completa.
Finalmente, en el Cuarto Menguante los tres cuerpos vuelven a formar ángulo recto, por lo que se puede observar en el cielo la otra mitad de la cara lunar.
Durante todo este recorrido la Luna parece que se bambolea. Este aparente bamboleo se conoce como libración.
¿Cómo y cuándo se ve la Luna?
La órbita de la tierra forma un ángulo de 5º con la órbita de la luna, de manera que cuando la luna se encuentra entre el sol y la tierra, uno de sus hemisferios, el que nosotros vemos, queda en la zona oscura, y por lo tanto, queda invisible a nuestra vista: a esto le llamamos luna nueva o novilunio.
| Nombre | Visible (*) | ¿Cuándo se ve? |
| Luna nueva | 0-2% | No se ve, invisible |
| Creciente cóncava | 3-34% | Por la tarde y poco después de la puesta del sol |
| Cuarto creciente | 35-65% | Por la tarde y en la primera mitad de la noche |
| Creciente convexa | 66-96% | Por la tarde, gran parte de la noche |
| Luna Llena | 97-100% | Toda la noche |
| Menguante convexa | 96-66% | Gran parte de la noche, comienzo de la mañana |
| Cuarto menguante | 65-35% | Madrugada y de mañana |
| Menguante cóncava | 34-3% | Fin de la madrugada y de mañana |
A medida que la luna sigue su movimiento de traslación, va creciendo la superficie iluminada visible desde la Tierra, pasando por la forma de creciente cóncava, hasta que una semana más tarde llega a mostrarnos la mitad de su hemisferio iluminado; es el llamado cuarto creciente.
Después sigue creciendo y adquiere la forma de creciente convexa o gibosa. Una semana más tarde percibimos todo el hemisferio iluminado: es la llamada luna llena o plenilunio. Cuando esta luna llena pasa cerca del perigeo (el punto de su órbita más cercano a la Tierra), hay una superluna que parece se ve mayor y más brillante que otras veces.
A la semana siguiente, la superficie iluminada empieza a decrecer o menguar, pasando por la forma menguante convexa o gibosa, hasta llegar a tener la mitad iluminada pero, esta vez, del otro lado: es el cuarto menguante.
Sigue menguando, pasa por la forma de menguante cóncava y cada vez vemos menos trozo. Al final de la cuarta semana llega a su posición inicial y desaparece completamente de nuestra vista, para recomenzar un nuevo ciclo.
Los eclipses
Un eclipse es el oscurecimiento de un cuerpo celeste por otro. Como los cuerpos celestes no están quietos en el firmamento, a veces la sombra que uno proyecta tapa al otro, por lo que éste último se ve oscuro.
En el caso de la Tierra, la Luna y el Sol tenemos dos modalidades: eclipses de Sol, que consisten en el oscurecimiento del Sol visto desde la Tierra, debido a la sombra que la Luna proyecta; y eclipses de Luna, que son el oscurecimiento de la Luna vista desde la Tierra, debido que ésta se situa en la zona de sombra que proyecta la Tierra.
Si colocamos una pelota entre la luz y la pared se observará sobre la pared una sombra circular intensa y otra mayor, pero más débil. De igual manera, la luna y la tierra proyectan en el espacio gigantescos conos de sombra producidos por la iluminación del sol.
Cuando la luna se interpone entre la tierra y el sol, el cono de su sombra se proyecta sobre una zona de la tierra, y las personas que habitan en esa zona quedan en la oscuridad, como si fuese de noche, porque la luna eclipsa, tapa al sol. Este astro se ve como cubierto, que no es otra cosa sino la luna. Esto es un eclipse de sol.
Del mismo modo, cuando la luna cruza el cono de sombra de la tierra, desaparece a la vista de los habitantes del hemisferio no iluminado (noche) los cuales pueden presenciar, en su totalidad, el eclipse de luna.
El eclipse de sol se produce solamente sobre una pequeña faja de la tierra, porque la luna, por su menor tamaño, no oculta completamente al sol para la totalidad de la tierra.
Los eclipses de luna pueden ser de dos tipos: Totales: cuando están en el cono de sombra de la tierra, y parciales: cuando sólo se introduce parcialmente en la sombra.
Por su parte, los eclipses de sol pueden ser de tres tipos:
Totales: Cuando la luna se interpone entre el sol y la tierra, Y los habitantes no ven la luz solar durante algunos minutos.
Parciales: Cuando la penumbra abarca una extensión de tierra y los habitantes que están en ella sólo ven una porción de sol.
Anulares: Cuando el cono de sombra de la luna no llega hasta la tierra porque se encuentra demasiado lejos del planeta para ocultar el disco solar.
El cono de sombra se divide en dos partes: umbra o sombra total, y penumbra o sombra parcial. Para las personas que se encuentran en la zona de la umbra, el eclipse será total, mientras que para las personas que se encuentran en la penumbra el eclipse será parcial. La faja de sombra o umbra es de 270 Km. Y la penumbra alcanza hasta 6400 Km de anchura. En un año puede haber un máximo de 7 eclipses y un mínimo de 2.
La superficie lunar
La Luna es un mundo lleno de montañas, cráteres y otras formaciones. Los cráteres lunares se formaron por el impacto de meteoritos.
En general tienen forma de anillo, una base y un pico central. Su tamaño varía desde pocos centímetros hasta 260 kilómetros. Se conocen picos centrales de hasta 4000 metros y anillos del mismo tamaño.
Cómo se formó el suelo de la Luna
Los científicos han estudiado la edad de las rocas lunares provenientes de regiones con cráteres y han podido determinar cuándo se formaron los cráteres. Al estudiar las zonas de color claro de la Luna conocidas como mesetas, los científicos encontraron que, desde hace aproximadamente 4.600 a 3.800 millones años, restos de rocas cayeron sobre la superficie de la joven Luna y formaron cráteres muy rapidamente. Esta lluvia de rocas cesó y desde entonces se han formado muy pocos cráteres.
Algunas muestras de rocas extraídas de estos grandes cráteres, llamados cuencas, establecen que aproximadamente hace 3.800 a 3.100 millones de años, varios objetos gigantescos, similares a los asteroides, chocaron contra la Luna, justo cuando cesaba la lluvia rocosa.
Poco tiempo después, abundante lava llenó las cuencas y dió origen a los obscuros mares. Esto explica por qué hay tan pocos cráteres en los mares y, en cambio, tantos en las mesetas. En estas no hubo flujos de lava que borraran los cráteres originales, cuando la superficie de la Luna estaba siendo bombardeada por restos planetarios durante la formación del Sistema Solar.
La parte más lejana de la Luna tiene solo un «mare», por esto que los científicos creen que esta área representa cómo era la Luna hace 4.000 millones de años.
Geografía lunar
Lo que vemos de la Luna es una combinación de cráteres, crestas de montañas, valles estrechos y profundos, y llanuras niveladas o mares. El más grande de los mares es el Mare Imbrium (Mar de Lluvias), con aproximadamente 1120 kilómetros de diámetro.
Hay unos 20 mares importantes en el lado de la Luna encarado a la Tierra. Entre ellos están el Mare Serenitatis (Mar de la Serenidad), Mare Crisium (Mar de Crisis) y Mare Nubium (Mar de Nubes). Aunque son considerados llanuras , los mares no son completamente planos. Son atravesados por riscos, están plagados de cráteres y son interrumpidos por precipicios y paredes.
Los mares lunares están rodeados por grandes montañas, a las que se puso nombres como Alpes, Pirineos y Cárpatos, de acuerdo a las cordilleras terrestres. La cordillera lunar más alta es Leibnitz, con crestas de hasta 9.140 metros.
Decenas de miles de cráteres están esparcidos por la superficie de la Luna, a menudo solapándose entre si. También hay más de mil valles profundos, llamados fisuras lunares, que tienen de 16 a 482 kilómetros de largo y alrededor de 3 kilómetros o menos de ancho. Se cree que estas fisuras son hendiduras en la superficie que se formaron a lo largo de las zonas de debilidad causadas por algún tipo de calor y expansión interior.
La observación de la Luna
Observar la luna no es difícil, ya que es el cuerpo astronómico más cercano a la Tierra. Con un pequeño telescopio o unos buenos prismáticos, y una base de apoyo (un trípode, por ejemplo) se pueden apreciar muchos detalles, inimaginables en la observación de cualquier otro cuerpo del Sistema Solar.
Cuando la Luna comienza su período creciente, podemos aprovechar para observar detalles sobresalientes de su superficie, sobre todo, en el Terminador, zona que delimita la luz y la oscuridad. Las luces y sombras que se producen muestran los diferentes accidentes selenográficos y señala la profundidad de los cráteres y la altura de las montañas.
Giovanni Riccioli en 1651 bautizó los rasgos más prominentes con los nombres de astrónomos famosos; a las grandes áreas oscuras y lisas las llamó «mares» o «maria» (singular «mare»). Algunos de los nombres que usó para los cráteres de la Luna fueron de personas abordadas en «Astrónomos» Tycho (singular por las bandas brillantes que irradian desde allí), Tolomeo («Ptolemaeus»), Copérnico, Kepler, Aristarco, Hiparco, Eratóstenes; Metón y Pitágoras están en el borde, cerca del polo norte.
Posteriormente gentes que vivieron después del siglo XVII hicieron lo mismo con los restantes: los cráteres Newton y Cavendish están en el borde sur del disco visible, Goddard y Lagrange también están cerca del borde. También, «Galilaei» es un crater pequeño y poco distinguido (¿Debido al destierro de Galileo?). Sin embargo, desde que los rusos fueron los primeros en observar la cara oculta de la Luna, un importante cráter allí, lleva el nombre de Tsiolkovsky, quien al final del siglo XIX auspició la idea de los vuelos espaciales.
El primer objeto al que suele apuntar el aficionado es la Luna. En el telescopio es posible disponer oculares de distancias focales cortas para obtener ampliaciones de la superficie, al ser un objeto sumamente brillante es posible utilizar grandes aumentos. Los principales rasgos a observar son los múltiples cráteres de impacto (producto del choque de objetos de diferentes tamaños contra la superficie lunar) y las grandes extensiones llanas llamadas mares.
El mejor momento de observación no es la Luna llena, sino los cuartos crecientes y menguantes y en los días cercanos a ellos. En el día de Luna llena los rayos solares alcanzan la superficie lunar de forma perpendicular, de tal manera que las formaciones en la superficie no producen sombras, en cambio los días anteriores y posteriores las sombras son mas pronuncias (lo son mas cuanto mas cerca se encuentre el día de Luna nueva).
No es necesario un telescopio de grandes dimensiones para realizar observaciones lunares de calidad, por ejemplo con un reflector newtoniano de 114 mm (4,5 pulgadas) de diámetro se pueden distinguir marcas en la superficie de menos de 10 Km. Mediante la utilización de binoculares se pueden observar muchas características superficiales como los mares y numerosos cráteres de impacto. Es muy recomendable, sobre todo para los que utilizan telescopio, poseer mapas detallados de la superficie que le ayuden a identificar los cráteres y demás zonas.
Al hacer una observación es conveniente seleccionar una zona especifica, especialmente elegida según la fase y posición de la misma. La zona mas interesante para observar es siempre la del terminador (la división entre la sección iluminada y la oscura, día y noche lunar). Una vez ubicada se puede hacer un dibujo a lápiz y en positivo (no como en el caso de otros objetos los cuales se suelen dibujar en negativo por ser mas conveniente) de esa zona. Se deben identificar los rasgos superficiales, los cráteres de impacto, las cadenas montañosas, ect. Se debe detallar la edad de la Luna en ese instante (los días, horas y minutos transcurridos desde la Luna nueva) y la ampliación utilizada.
Humanos en la Luna
Los alunizajes con éxito de las sondas espaciales no tripuladas de la serie americana Surveyor y de la soviética Luna en la década de 1960 y, finalmente, los alunizajes tripulados en la superficie lunar del programa Apolo, hicieron realidad un viejo sueño: pisar la Luna.
Desde los comienzos de los vuelos espaciales, la Luna fue el primer destino. Los primeros vehículos espaciales que alcanzaron la Luna fueron los Luna 1, 2 y 3 de la antigua Unión Soviética , en 1959. De estos, el Luna 3 rodeó la Luna, tomó fotografías del lado oscuro, que no se ve desde la Tierra, y posteriormente escaneó y transmitió esas imágenes (a la derecha); desgraciadamente su calidad era pobre. En la década que siguió, otras 19 misiones tuvieron como meta la Luna.
En 1970 un vehículo soviético aluniza y vuelve con una muestra de roca y más tarde ese mismo año alunizó un vehículo con control remoto el «Lunokhod», que exploró su alrededor durante casi un año. Retornó con muestras y siguieron otros Lunokhods; la serie finalizó en 1976. Sin embargo, las pruebas fallidas de grandes cohetes desarrollados para vuelos humanos tripulados, finalizaron cualquier plan de exploración lunar tripulada por parte de la Unión Soviética.
Los primeros intentos por los EE.UU. para enviar un vehículo espacial no tripulado a la Luna (1958-64) fallaron ó enviaron escasos datos. No obstante, en Julio de 1964, el Ranger 7 envió imágenes de TV claras de su impacto sobre la Luna, como lo hicieron también los Rangers 8 y 9. De los 7 «alunizajes suaves» de la serie «Surveyor» (1966-8), 5 se ejecutaron bien y enviaron datos y fotos. En Noviembre de 1969, después el Apollo 12 alunizó a 500 pies (160 metros) del «Surveyor 3», los astronautas recuperaron su cámara y la trajeron de vuelta a la Tierra. Además del proyecto Surveyor, 5 orbitantes lunares fotografiaron la Luna y ayudaron a hacer mapas precisos de su superficie.
El 25 de Mayo de 1961, aproximadamente un mes después de que el ruso Yuri Gagarin se convirtiera en el primer humano en orbitar el globo terrestre, el presidente de los EE.UU. John F. Kennedy propuso al Congreso «que esta nación deberá trabajar para conseguir el objetivo, antes de finalizar esta década, de poner un hombre en la Luna y traerlo de vuelta a la Tierra».
Siguieron las misiones Apollo, con el Apollo 8 rodeando la Luna en 1968 y, finalmente, alunizando allí el Apollo 11 el 20 de Julio de 1969. Siguieron otros cinco alunizajes, el último en Diciembre de 1972. Solo falló en el alunizaje el Apollo 13, su tripulación estuvo cerca de la muerte debido una explosión abordo de su nave en el camino hacia la Luna
La Luna no ha vuelto a ser visitada por los humanos desde 1972, pero algunas misiones orbitales han estudiado el campo magnético de la Luna, así como las emisiones de rayos X y gamma, de lo que se pueden deducir algunas variaciones de la composición de su superficie.
