Curso Astronomía 12. Marte, el Planeta Rojo

En el pasado N.° 22 de Galileo, mostraba como reconocer al planeta Mercurio por su brillo sobre el horizonte, en los ortos y ocasos de nuestra estrella (Sol), así como las circunstancias más favorables para su mejor observación (altura y separación máxima del astro solar). Por retraso en la aparición de este número, me veo en la obligación de saltar a Venus, que le sigue por orden en el Sistema Solar. Pospongo el "tour" de Venus para su próxima aparición en los cielos vespertinos y matutinos y en esta entrega paso a describir, una de las mejores oposiciones de Marte de este siglo recién estrenado.

Para cuando llegue este Galileo a vuestras manos, el tránsito de Mercurio por el Sol estará a punto de suceder, sino ha ocurrido ya (7 de Mayo de 2003). Entretanto Marte reduce día a día su distancia a la Tierra, en una de las mejores oposiciones perihélicas de este siglo XXI.

La excentricidad de su órbita es de 0,0934, un poco mayor que la terrestre (0,0166), y con una inclinación orbital con respecto a la eclíptica de 1,6°. El tiempo que emplea Marte para completar una órbita alrededor del Sol es de unos 686,98 días terrestres y la duración del día marciano (rotación sobre su propio eje) sobrepasa al día terrestre en 41 minutos.

Marte posee dos satélites naturales llamados Pobos y Deimos, ambos de formas irregulares, que fueron descubiertos por el astrónomo americano llamado Asaph Hall. Ambos satélites orbitan muy próximos al planeta, siendo su reflectividad muy baja, lo que hace que sean difíciles de observar.

Pero volviendo al tema principal, la órbita marciana, al ser su excentricidad superior a la terrestre, produce que en las oposiciones, que aproximadamente se dan cada dos años, la distancia entre la Tierra y Marte sea diferente en cada oposición

En las oposiciones perihélicas (Marte en el perihelio) que se dan en agosto, son las más favorables para observar el planeta, ya que la distancia entre ambos se acerca a los 56 millones de km, mientras que, en las oposiciones afélicas (Marte en el afelio), la distancia es de unos 105 millones de km. (Ver figura 1)

Por tanto debemos aprovechar este año 2003, porque Marte estará a una distancia de 56,4 millones de km. Sólo cada 32 años aproximadamente se repiten estas oposiciones tan excelentes, aunque hay que tener en cuenta otros factores importantes que voy a señalar.

Tres factores fundamentalmente determinan que la oposición perhélica sea de las mejores para observar el planeta, sobre todo para aquellos aficionados que dispongan de una elevada apertura en los instrumentos de observación (diámetro de los espejos o lentes), para poder mejor captar los posibles cambios producidos en la superficie del planeta, desde la última oposición favorable. Los mismos factores determinan para aquellos aficionados que dependiendo de modestos telescopios, también deseen ser testigos, guardando imágenes, observaciones y recuerdo del paso de Marte por los cielos nocturnos de su localidad. La ocasión se presenta este verano.

Brillo, altura y diámetro angular

El diámetro angular que presenta Marte en esta oposición perihélica, es prácticamente el máximo que puede alcanzar, siendo de unos 25,14 segundos de arco, causado por su máximo acercamiento a la Tierra. Esta circunstancia nos permite utilizar elevadas aperturas telescópicas y largas focales que, aplicando el máximo de aumentos resolventes, es decir, un poco por debajo del doble de la apertura del telescopio (D = 250 mm. aumentos = 500), registrará el diámetro planetario con unas dimensiones altas en el ocular, lo que permitirá al observador alcanzar mayor definición de la superficie marciana y obtener imágenes más contrastadas. A mayor apertura del telescopio, mayor resolución teórica en segundos de arco, de lo que se desprende más detalles en las imágenes captadas.

Pero este diámetro angular alcanza la expresión más óptima para la observación, cuando la magnitud visual del planeta Marte consigue la mayor cota como en esta oposición de 2003, (mag. -2,9), tan brillante como Venus y Júpiter, permitiendo imágenes de alta definición con cámaras CCD y cámaras de video.

Esta elevada luminosidad de Marte es aún mejor apreciada por el observador, cuando la altura del astro sobre el horizonte se eleva por encima de los 25°, permitiendo su cómoda observación hasta sobrepasar el meridiano local. Esta altura depende de su declinación con respecto al Sol. En esta oposición el valor que alcanza su declinación máxima negativa es de -15,4°, lo que nos da una altura sobre el horizonte de unos 31°.

Bien, con 31° de altura se situará Marte en buenas condiciones, antes, durante y un poco después de su culminación perihélica.

Figura 1

 

Mosaico de Marte, compuesto por unas cien imágenes obtenidas por el Viking Orbiter en 1980, a una distancia de 2.000 km de la superficie marciana.

Ya definidos someramente sus parámetros orbitales y las causas que provocan esta oposición planetaria tan favorable, pasamos a la práctica observacional, sobre todo para aquellos aficionados que comienzan a encariñarse con la Astronomía y que no poseen telescopios de tipo medio (200 mm. de apertura) y también para aquellos que no disponen de ningún telescopio, pero que si poseen cámara fotográfica y de algún tipo de prismático. Todo este grupo de aficionados podrán seguir la evolución y el camino que recorrerá el planeta por el Cielo, registrando fotográficamente el brillo rojo-naranja inconfundible de Marte comenzando antes de la oposición (junio), durante la oposición (27 de agosto), hasta después de la misma, más allá de Septiembre.

Durante los dos primeros meses de observación (Junio y Julio), va aumentando de brillo lo mismo que de altura, mejorando la visión y disminuyendo el parpadeo de su luminosidad, siempre y cuando las condiciones atmosféricas no provoquen aumentos de turbulencias. La estabilidad de las capas de la atmósfera dará el contra punto a la calidad de las imágenes observadas. El lugar en el que nos encontremos observando también influirá en gran medida, a mayor altura sobre el mar, normalmente mejor calidad del Cielo.

Observado Marte, en los primeros días de Junio, con unos prismáticos de 10 x 50 y soportados en trípode estable, distinguiremos un pequeñito disco fuertemente anaranjado, con un parpadeo casi constante, debido a su baja altura 1° 20' sobre el horizonte este, brillando con una magnitud de -0,85 y un diámetro aparente de unos 12,8" de arco.

A medida que avanzan los días, la distancia a la Tierra se va acortando, incrementa su magnitud, aumenta su diámetro angular y cada día que lo observamos, lo encontramos un poco mas elevado sobre el horizonte. Transcurrido un mes, hacia el 15 de julio el Dios de la Guerra en las mitologías Romana y Griega, se encuentra a una distancia de nuestro planeta de unos 73 millones de km. Su brillo en esos momentos alcanza la mag. -1,8, su diámetro ha crecido casi el doble situándose en los casi 20" de arco y elevándose hasta los 10° 30' con lo que ya podremos aumentar el disfrute en su contemplación.

Podemos registrar desde Junio las distintas alturas en que se sitúa el planeta, hasta llegar a la oposición. Nos basta con la cámara re-flex o compacta, objetivo de 50 m, un buen trípode para fijar la cámara, es el mínimo material necesario para comenzar el registro del planeta y de las estrellas brillantes de su entorno. Si además, entra en el campo fotográfico, algunos accidentes físico-naturales como un bosque cercano, un campanario o una torre singular, etc. situará mejor la posición de Marte, teniendo como orientación los accidentes mencionados además de resaltar la belleza estética del fotograma.

Si incorporamos cámara al telescopio debemos de tener en cuenta la focal a utilizar y el tamaño en micras que posee cada pí-xel del detector, para conocer con antelación el registro que obtendremos del diámetro del planeta y la resolución que se alcanza, a fin de obtener los óptimos fotogramas con el máximo de detalles.

Fotografía de Phobos, obtenida por el Viking Orbiter a 620 km de su superficie, 1978.

 

 

Figura 2.

Vemos como la Tierra, por su mayor velocidad orbital, se va aproximando a Marte, le da caza y es en ese momento cuando comienza el movimiento retrógrado del planeta. Vémosle tomar dirección de este a oeste, para continuar días más tarde su periplo estelar de oeste a este.

(pincha la imagen para agrandar)

En esos momentos alcanza todo su esplendor la observación del planeta, proyectándose sobre la esfera celeste el Dominante, por su elevado brillo estelar.

A partir de estos días la Tierra en su órbita por el interior de la de Marte, va dando "caza", se acerca y alcanza al planeta, sobrepasándolo a causa de la superior velocidad orbital de nuestro planeta. Este aparente movimiento extraño sorprende a los aficionados que se inician en la observación astronómica. El fenómeno físico que observamos se inicia con la visión de que Marte se detiene en su movimiento de oeste a este. Al cabo de unos pocos días de su oposición le vemos desplazarse entre las estrellas en dirección contraria, de este a oeste. Pasados unos días observamos que retoma otra vez la dirección de oeste a este. Este período de extraños giros de dirección tienen como duración unos 75 días, llamándose a este evento "movimiento retrógrado". Ver figura 2.

Que el observador comience a visualizar el planeta por el este y hasta su oposición lo observe desplazándose entre las estrellas hacia el oeste, es debido a la rotación de la Tierra, por lo que no hay que confundirlo con el movimiento general de los Planetas, es decir con el llamado "movimiento directo" de los Planetas.

Para los aficionados avanzados que deseen levantar dibujos y recoger imágenes, ya saben por experiencia de anteriores oposiciones de Marte, que la apertura telescópica de 200 mm. en adelante, permite recoger detalles de la superficie marciana. Si a esto añadimos la utilización de las cámaras CCD's y Webcam y el uso de los equipos telescópicos actuales estamos frente a la "mejor oposición de Marte" de las hasta ahora observadas.

Sólo podemos desear que, los cielos estén despejados, la contaminación lumínica sea muy baja y la estabilidad de las capas atmosféricas sea buena. La experiencia nos dice, que reunir estas tres condiciones durante las observaciones es una quimera que el astrónomo ameteur iniciado y experimentado perseguimos, planificando el lugar donde realizaremos las observaciones. Tengámoslo en cuenta.

Preparemos el instrumental y realicemos pruebas para que las sorpresas que muchas veces nos sorprenden, no sean las causas de observaciones fracasadas, así que amigos, os deseo la mayor suerte, sed previsores y que los Cielos os acompañe. Un saludo astronómico y como siempre intentaré estar con vosotros de nuevo para dentro de tres lunas. Hasta pronto

Fotografia de Deimos obtenida por el Viking Orbiter, 1978

marte
ALGUNOS DATOS PLANETARIOS DE MARTE COMPARADOS CON LOS DE LA TIERRA  
  Marte Tierra (Marte/Tierra)
Masa (10ˆ24 kg) 0,64185 5,9736 0,107
Volumen (10ˆ10km3) 16,318 108,321 0,151
Radio ecuatorial (km) 3397 6378,1 0,533
Radio polar (km) 3375 6356,8 0,531
Densidad media (kg/rrf) 3933 5515 0,713
Gravedad superficial (eq.) (m/s2) 3,69 9,78 0,377
Velocidad de escape (km/s) 5,03 11,19 0,45
Irradiación solar (W/m2) 589,02 1367.6 0,431
Semieje mayor (10ˆ6 km) 227,92 149,6 1,524
Periodo orbital sidéreo (días) 686,98 365,256 1,881
Perihelio (10ˆ6 km) 206,62 147,09 1,405
Afelio (10ˆ6 km) 249,23 152,1 1,639
Periodo sinódico (días) 779,94 - -
Velocidad media orbital (km/s) 24,13 29,78 0,81
Max. velocidad orbital ( km/s) 26,5 30,29 0,875
Mín. velocidad orbital ( km/s) 21,97 29,29 0,75
Inclinación de la órbita (gra.) 1,85 0 -
Excentricidad de la órbita 0,0935 0,0167 5,599
Periodo sidéreo de rotación (hrs.) 24,6229 23,9345 1,029
Duración del día (hrs.) 24,6597 24,0000 1,027
Distancia a la Tierra mínima (10ˆ6 km) 54,5    
Distancia a la Tierra máxima (10ˆ6 km) 401,3    
Diámetro aparente desde la Tierra máximo (segundos de arco) 25,7"    
Diámetro aparente desde la Tierra mínimo (segundos de arco) 3,5"    
Máximo de magnitud visual -2,91    
Presión en la superficie: 6,36 mb (valores tomados por el Viking 1, 6,9 mb a 9 mb) Temperatura: 210 K, (-63ºC)
Composición atmosférica:      
Dióxido de carbono (CO2) - 95,32%; Nitrógeno (N2) - 2,7%; Argón (Ar) - 1,6%; Oxígeno (O2) - 0,13%; Monóxido de carbono (N2) - 2,7%. En menor proporción Agua (H2O) - Óxido de nitrógeno, Neón, Hidrógeno-deuterio-Oxigeno, Kriptón (Kr), Xenón (Xe).      
Datos obtenidos del sitio: http://nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary/factsheet/marsfact.html