¿Hay algún punto en la tierra donde la luna permanezca debajo del horizonte durante un período prolongado de tiempo?

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Cuando estaba enseñando en una clase por qué la Tierra tiene estaciones hoy, mencioné cómo los polos de la Tierra experimentan meses de luz y oscuridad. Entonces uno de mis alumnos preguntó si la luna también desaparece.

Usando un planetario y una cuerda, miramos la órbita de la luna alrededor de la tierra e intentamos encontrar un lugar donde la luna estuviera debajo del horizonte durante toda una órbita. En nuestros intentos, no pudimos encontrar ese lugar, aunque algunos estudiantes especularon que si estabas en el lugar correcto en el momento correcto, la luna podría hacer una órbita completa mientras el horizonte la ocultaba parcialmente.

¿Hay algún lugar en la tierra donde no se pueda ver la luna durante largos períodos de tiempo, como el sol en las latitudes del norte? ¿O el hecho de que orbita alrededor de la tierra hace que esto sea imposible?

Kupyn
fuente
Puede encontrar un calendario de salida / puesta de luna para el Polo Sur aquí: timeanddate.com/moon/antarctica/south-pole . Puedes ver que la luna nunca permanece baja por más de un par de semanas.
David H
Yo diría que cuanto más tiempo pueda evitar, es exactamente la mitad del período sideral de las lunas, y eso es aproximadamente 13.5 días.
harogaston
En una cueva :-) Me doy cuenta de que esto no responde a la "intención" de la pregunta, así que lo dejé como un comentario.
Jonathan

Respuestas:

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Depende de la interpretación de su pregunta ... Los mejores lugares para no observar la luna son los polos norte y sur. En el polo norte solo podrás ver objetos sobre el ecuador celeste. A medida que la luna gira alrededor de la Tierra en un mes, su órbita se inclina desde el ecuador celeste. Esta inclinación es casi la misma que la inclinación de la eclíptica (trayectoria del Sol) con el ecuador celeste. La eclíptica cruza el ecuador en dos puntos opuestos en la esfera celeste. Esto significa que durante aproximadamente la mitad de su órbita, el Sol, y como la órbita de la luna está cerca de la eclíptica, también la Luna estará por encima de la eclíptica y, por lo tanto, será visible desde el polo norte.

Dicho esto, la Luna no sigue la eclíptica precisamente ya que la órbita de la luna está inclinada desde la eclíptica en aproximadamente 5 °. La inclinación de la eclíptica es de 23 °, por lo que en circunstancias muy especiales la altitud máxima de la Luna sobre el horizonte en el polo norte será de 18 ° durante un mes. La duración en que la Luna estará por encima del horizonte en el polo norte seráunos 10 días (una suposición) aproximadamente 13,6 días (editar: ver comentarios a continuación).

Entonces, si interpretamos su pregunta como: ¿Hay un lugar donde la Luna estará debajo del horizonte durante un largo período de tiempo (> 1 mes), entonces la respuesta es NO.

Pero si esto sucede cerca de junio, entonces el Sol también estará por encima del horizonte en el polo norte (durante seis meses), y como la Luna estará cerca del Sol (como sigue más o menos la eclíptica), será muy difícil ver la luna durante ese tiempo. Entonces, si preguntas específicamente si la Luna no será visible durante un período prolongado de tiempo, entonces la respuesta es SÍ.

Y, por supuesto, también hay lugares con una nube perpetua ;-)

Dieudonné
fuente
1
Gran respuesta, pero me gustaría agregar que la suposición de 10 días es incorrecta. La órbita de la luna siempre se cruza con el ecuador celeste en dos puntos diametralmente opuestos (ya que ambos son grandes círculos), y como se ve desde la tierra, el período entre esos dos puntos siempre será de alrededor de 13-14 días (aproximadamente la mitad de ~ 27.2 días que es su período dracónico, 'aproximadamente' debido a la excentricidad de la órbita de la luna y sus efectos de tamaño en los tiempos de levantamiento y puesta, etc.).
Takku
@Takku Sí, tienes razón! No pensé en eso, me temo. He editado la respuesta en consecuencia.
Dieudonné
Esto supone que la luna es un punto (no un disco) y no hay refracción. Si tiene ambos en cuenta, la respuesta podría, por coincidencia, estar más cerca de los 10 días.
barrycarter
5

A 87 grados de latitud sur en el meridiano principal (0 grados de longitud este), la luna se puso a 0121 UTC el 22 de noviembre de 2012, y no volvió a salir hasta 2356 el 6 de diciembre de 2012, por un período total sin luna de 14 días, 22 horas y 35 minutos. Ver advertencias a continuación.

Puede "verificar" este cálculo visitando http://aa.usno.navy.mil/data/docs/RS_OneYear.php e ingresando estos parámetros:

ingrese la descripción de la imagen aquí

para obtener este resultado:


Sun or Moon Rise/Set Table for One Year
             o  ,    o  ,                                                                              Astronomical Applications Dept.
Location:  000 00, S87 00                         Rise and Set for the Moon for 2012                   U. S. Naval Observatory        
                                                                                                       Washington, DC  20392-5420     
                                                            Universal Time                                                            


       Jan.       Feb.       Mar.       Apr.       May        June       July       Aug.       Sept.      Oct.       Nov.       Dec.  
Day Rise  Set  Rise  Set  Rise  Set  Rise  Set  Rise  Set  Rise  Set  Rise  Set  Rise  Set  Rise  Set  Rise  Set  Rise  Set  Rise  Set
     h m  h m   h m  h m   h m  h m   h m  h m   h m  h m   h m  h m   h m  h m   h m  h m   h m  h m   h m  h m   h m  h m   h m  h m
01  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  1821       **** ****  **** ****  **** ****       0649  ---- ----  ---- ----  ---- ----
02  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  1255 0021  **** ****  **** ****  **** ****  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----
03  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  **** ****  **** ****  **** ****  **** ****  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----
04  ---- ----  ---- ----  ---- ----  1718       **** ****  **** ****  **** ****  1900 1121  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----
05  ---- ----  ---- ----  ---- ----  1030 0834  **** ****  **** ****  **** ****       0634  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----
06  ---- ----  ---- ----  ---- ----  **** ****  **** ****  **** ****  **** ****  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  2356     
07  ---- ----  ---- ----  2222       **** ****  **** ****  **** ****  **** ****  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  **** ****
08  ---- ----  ---- ----  1634 0339  **** ****  **** ****  **** ****       1038  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  **** ****
09  ---- ----  2057       **** ****  **** ****  **** ****  **** ****  0200 0451  ---- ----  ---- ----  ---- ----  0427 1338  **** ****
09                                                                                                                2341                
10  ---- ----  1425 1149  **** ****  **** ****  **** ****  2154 1518  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  **** ****  **** ****
11  ---- ----  **** ****  **** ****  **** ****  **** ****       1029  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  **** ****  **** ****
12  ---- ----  **** ****  **** ****  **** ****  **** ****  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  **** ****  **** ****
13  2049       **** ****  **** ****  **** ****  **** ****  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  0357       **** ****  **** ****
14  **** ****  **** ****  **** ****  **** ****       1502  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  **** ****  **** ****  **** ****
15  **** ****  **** ****  **** ****  **** ****  0304 1024  ---- ----  ---- ----  ---- ----  0824 1654  **** ****  **** ****  **** ****
16  **** ****  **** ****  **** ****  **** ****  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  0325       **** ****  **** ****  **** ****
17  **** ****  **** ****  **** ****       1533  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  **** ****  **** ****  **** ****  **** ****
18  **** ****  **** ****  **** ****  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  **** ****  **** ****  **** ****  **** ****
19  **** ****  **** ****  **** ****  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  0754       **** ****  **** ****  **** ****  1143 0118
19                                                                                                                                2046
20  **** ****  **** ****       2102  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  **** ****  **** ****  **** ****  **** ****  ---- ----
21  **** ****  **** ****  0252 1604  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  **** ****  **** ****  **** ****  **** ****  ---- ----
22  **** ****       2040  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  1324 1819  **** ****  **** ****  **** ****       0121  ---- ----
23  **** ****  0810 1556  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  0758       **** ****  **** ****  **** ****  ---- ----  ---- ----
24  **** ****  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  **** ****  **** ****  **** ****  **** ****  ---- ----  ---- ----
25  **** ****  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  1253 2338  **** ****  **** ****  **** ****  1214 0649  ---- ----  ---- ----
26       2026  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  0757       **** ****  **** ****  **** ****       0154  ---- ----  ---- ----
27  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  **** ****  **** ****  **** ****  **** ****  ---- ----  ---- ----  ---- ----
28  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  **** ****  **** ****  **** ****  1659 0645  ---- ----  ---- ----  ---- ----
29  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  1303       **** ****  **** ****  **** ****       0213  ---- ----  ---- ----  ---- ----
30  ---- ----             ---- ----  ---- ----  **** ****  **** ****  **** ****  **** ****  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----
31  ---- ----             ---- ----             **** ****             **** ****  **** ****             ---- ----             ---- ----

(**** object continuously above horizon)                                                      (---- object continuously below horizon)

NOTE: BLANK SPACES IN THE TABLE INDICATE THAT A RISING OR A SETTING DID NOT OCCUR DURING THAT 24 HR INTERVAL.

Observe que desde el 22 de noviembre hasta el 06 de diciembre (no incluido) el aumento y el ajuste son "----", lo que indica "objeto continuamente debajo del horizonte".

Advertencias / notas:

  • Al igual que la tabla anterior, supongo 34 minutos de arco de refracción en el horizonte. Eso es razonable para la mayoría de las ubicaciones, pero puede no ser razonable a 87 grados de latitud sur. Si la refracción fue mayor durante el período sin luna calculado arriba, la luna puede haber salido brevemente.

  • Este es el período sin luna más largo que podría multar entre el 2 de enero de 2000 y el 12 de marzo de 2016, los límites de tiempo del programa que estoy usando. Puede haber períodos sin luna más largos fuera de este intervalo.

  • El proceso que utilicé no está garantizado para encontrar el período sin luna más largo, incluso dentro del intervalo anterior. En otras palabras, podría haber un período sin luna más largo que me perdí.

  • Es algo sorprendente que el período sin luna más largo ocurra tan lejos de los polos (es decir, a 3 grados del polo sur). Esto se debe en parte a la refracción y al hecho de que la luna tiene un diámetro angular y no es solo un punto geométrico. Además, la elevación de la luna puede ser 3 grados más baja a 87 grados que en el polo, lo que permite que la luna permanezca debajo del horizonte un poco más.

  • El período sin luna más largo en el polo sur (con advertencias arriba) fue del 1 de junio de 2013 en 1104 al 16 de junio de 2013 a las 0719, aproximadamente dos horas y cuarto menos que el período sin luna en general más corto que encontré.

  • El período sin luna más largo en el polo norte fue del 18 de diciembre de 2008 a las 2311 a 2 de enero de 2009 a las 1155, aproximadamente media hora menos que la hora del polo sur.

  • El programa que escribí para ayudarme a encontrar esto:

https://github.com/barrycarter/bcapps/blob/master/ASTRO/bc-solve-astro-5894.c

barrycarter
fuente
2

Si va lo suficientemente al norte o al sur, alcanzará una latitud donde la luna puede estar debajo del horizonte durante varios días, al igual que el 'sol de medianoche'. También puede estar por encima del horizonte durante varios días por la misma razón.

En los polos norte o sur, la luna puede estar continuamente encima o debajo del horizonte durante casi 2 semanas a la vez.

JayT
fuente