4.3 Paralaje ánua

 

Debido al movimiento de traslación de la Tierra alrededor del Sol, por un efecto paraláctico, las estrellas próximas parecen oscilar alrededor de sus posiciones medias en el transcurso del año. Este fenómeno, llamado paralaje ánua de las estrellas, es mucho menos notable que el de la aberración ánua, pues, dada la distancia a que se encuentran, su semiamplitud no alcanza nunca 1’’, frente a los 20’’,5 de la aberración ánua.

 

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FIG. 9.4

 

 

Supongamos, para simplificar el razonamiento, que la órbita de la Tierra es circular. Sea S el Sol y a el radio orbital (Fig.9.4). Sea E la posición de una estrella a la distancia s del Sol, distancia que supondremos constante, T la posición de la Tierra en una determinada fecha y T1 la posición de la misma seis meses después. El segmento TT1 es la base de referencia para determinar la distancia de la estrella al Sol.

 

Tracemos por T una paralela TE1 a SE y designemos por q y q1 los ángulos E1TS y ETS. Del triángulo STE en el cual el ángulo SET es q-q­1, deducimos:

 

 

Por definición, a/s =senP donde P recibe el nombre de paralaje estelar o paralaje ánua. Por la forma como se ha definido, P es siempre muy pequeño (menos de 1’’ ) y se puede escribir

 

 

donde  q-q­1 y P están medidos en las mismas unidades y  q­1  se ha sustituido por q en el segundo miembro.

 

Por otra parte, también en virtud de la definición, P representa el ángulo bajo el cual se ve desde la estrella el radio de la órbita de la Tierra.

 

En la Fig. 9.4 SE es la dirección en la que se observa la estrella desde el Sol (dirección heliocéntrica) y TE es la dirección en que se ve desde la Tierra en la época dada (dirección geocéntrica). Si la estrella estuviera a distancia infinita se vería desde la Tierra en la dirección TE1 paralela a SE. Pues bien, vemos que la dirección geocéntrica TE está desplazada de la dirección heliocéntrica TE1 hacia la dirección TS del Sol y que este desplazamiento tiene lugar en el plano STE (Sol-Tierra-estrella).

 

Dicho desplazamiento angular q-q­1 se puede considerar como un desplazamiento lineal de vector

 

 

que resulta más útil para la teoría que vamos a desarrollar.

 

Si expresamos el movimiento de la Tierra en función del aparente del Sol, en el triángulo TSE se tiene:

 

siendo  el vector de posición geocéntrico del Sol. Por lo que hemos dicho, esta fórmula suministra la corrección de paralaje  que hemos de aplicar para pasar de coordenadas heliocéntricas  (verdaderas) a geocéntricas  (aparentes).

 

Tomemos ahora un sistema de coordenadas X, Y, Z con origen en el centro de la Tierra, eje X en la dirección de Aries, eje Y en la eclíptica, en sentido directo, eje Z en la dirección del polo de la eclíptica (Fig. 10.4). Tendremos para :

 

 

donde V representa la longitud del Sol.

 

104

FIG. 10.4

 

 

Supongamos una estrella E cuyas coordenadas esféricas eclípticas sean L y B y sean  y  sus posiciones heliocéntrica y geocéntrica respectivamente. Supongamos que podemos expresar la posición aparente de la estrella con respecto a la posición verdadera con el empleo de coordenadas diferenciales. Para ello tomemos con origen en la estrella (posición verdadera expresada por la dirección  desde T) unos ejes de coordenadas rectangulares de la siguiente forma: el eje x según el máximo de longitud que pasa por ella, en el sentido de las latitudes decrecientes; el eje y tangente al menor de latitud en el sentido de las longitudes crecientes, y el eje z en la dirección de . Las coordenadas de E' (posición aparente) con relación a E, serán:

 

 

que podremos identificar con las del vector  expresado en el mismo sistema. Para ello verificaremos un giro de ángulo L alrededor de z, que vendrá definido por la matriz R3(L) y, a continuación un giro de ángulo (90º- B) alrededor del eje y obtenido después del primer giro, definido por la matriz R2(90º -B).

 

Tendremos, por tanto:

 

 

y operando y simplificando:

es decir:

 

                                                                                         (21.4)

 

donde  es la paralaje de la estrella.

Para interpretar geométricamente las ecuaciones (21.4) escribamos, en el mismo sistema de coordenadas con origen en la estrella E que hemos considerado,

 

                                                                                  (22.4)

 

que son las ecuaciones paramétricas de una circunferencia intersección de la esfera

 

x2 +y2 +z2 =R2

 

de radio R y centro en E con el plano

 

x cos B- z sen B = 0

 

paralelo a la eclíptica.

 

Luego, como suponemos R constante, debido a la paralaje ánua, la estrella parece describir en un año, alrededor de su posición verdadera y con movimiento uniforme, una circunferencia de radio R paralela a la eclíptica. Dicha circunferencia se proyecta sobre el plano xy, tangente a la esfera celeste según una elipse de semiejes RsenB y R y excentricidad e = cos B, llamada elipse de paralaje.

 

Para un observador terrestre, los semiejes mayor y menor de la elipse subtendrán un ángulo a y b respectivamente, cuyo valor es:

 

                                                  

Con ba <1”.

 

 

4.3.1 Corrección de paralaje ánua a las coordenadas ecuatoriales.

 

En coordenadas ecuatoriales se tendrá, pasando antes las eclípticas geocéntricas del Sol a ecuatoriales mediante la rotación R1(-e) y aplicando después las fórmulas diferenciales de paso de rectilíneas a esféricas:

 

 

y operando e introduciendo la paralaje P de la estrella, limitándonos a la consideración de las dos primeras componentes:

 

                             (23.4)

 

En las "Efemérides Astronómicas" todavía se da otra forma a las ecuaciones (23.4), expresándolas en función de las coordenadas rectangulares geocéntricas del Sol X,Y,Z, calculables mediante (3.4). La órbita aparente del Sol se supone ahora elíptica y con foco en la Tierra (y no en el centro de gravedad del sistema Tierra-Luna), y tomando como unidad la distancia media de la Tierra al Sol la paralaje de la estrella vale, exactamente, P = l/s.

 

Aplicando las fórmulas de paso se tiene:

 

 

y operando y haciendo l/s = P finalmente:

 

                                                   (24.4)

 

y siendo con mucha aproximación Z=Ytane las fórmulas (24.4) suelen escribirse, teniendo en cuenta las relaciones (18.4):

 

                                                                                                 (25.4)

 

4.3.2 Efecto combinado de la aberración y la paralaje ánuas

 

En los desarrollos hasta ahora efectuados, la aberración y la paralaje ánuas se encuentran expresadas por componentes en una misma base x,y,z, situada en el plano tangente a la esfera celeste en el astro y definida según coordenadas eclípticas.

Por otra parte, la aberración y la paralaje son fenómenos independientes, por lo que su composición será, simplemente, la suma de (14.4) y (22.4):

 

 

que efectuando el cambio:

 

k = m cos M

P= m sen M

 

puede expresarse:

 

 

donde x,y,z, son funciones periódicas de periodicidad un año (debido a V) y representan las ecuaciones para métricas de una circunferencia de radio  paralela a la eclíptica. La proyección ortogonal sobre el plano tangente nos dará la trayectoria aparente de la estrella alrededor de su posición verdadera, recorrida en un año, que será una elipse de:

semieje mayor               dirgido según y

semieje menor      dirigido según x

excentricidad        

 

y angularmente:

 

 

 

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