Introducción a las Ocultaciones Estelares por la Luna y Asteroides

José Gómez Castaño

SUMARIO

INTRODUCCION. ¿ Ocultaciones, ...y eso qué es ?

  Siempre se tiene la imagen del universo como algo casi inmutable,regido por movimientos perceptibles sólo de generación en generación.Pero observando este tipo de fenómenos, es posible emocionarse viendo, literalmente, como un cuerpo de miles de Tm se desplaza sobre el fondoestelar.

  Además de los escasos ECLIPSES que se producen cada año, es posible asistir a otros "pequeños eclípses", que se producen casi a diario, y que como los espectaculares solares, son producidos por la interposición de la Luna entre las estrellas y el observador. Son las Ocultaciones Estelares por la Luna.

  Dependiendo del objeto que oculte a la estrella se distinguen varios tipos. Lunares: pudiendo ser Normales, si la estrella desaparece tras la luna totalmente, y Rasante, si se observa que la luna toca tangencialmente a la estrella; Asteoridales, que como su nombre indica, son producidas por interponerse un asteroide entre el observador y la
estrella; pueden producirse ocultaciones estelares por planetas o anillos de estos; y por último se puede asistir a ocultaciones de planetas por la luna o por otros planetas.
 

Objetivos

  Además del aspecto estético que presenta la observación de este tipo de fenómenos, existen motivos científicos que hacen más atrayente su estudio. A partir de la determinación del instante en el que se produce el fenómeno, es posible, tras la reducción, la determinación muy precisa de la posición de la Luna, y determinar desviaciones en latitud y longitud de la misma, aportando datos para la mejora de las teorías Lunares.

  Teniendo un conjunto suficiente de observaciones, es posible la determinación de la diferencia entre las escalas de Tiempo Dinámico Terrestre, utilizada en los cálculos astronómicos y basada en patrones constantes, y el Tiempo Universal, relacionado con la rotación terrestre. Por lo tanto, es posible la determinación de variaciones en la rotación de nuestro planeta.

  Otros resultados que se obtienen de estas observaciones son la determinación de la cartografía del limbo, variaciones en las posiciones del equinoccio y estudio de estrellas dobles muy cerradas.

  Lo que siempre se piensa es que todo esto necesita llevarse a cabo con un gran despliegue instrumental. En este caso, no es del todo cierto. Lo más importante en este tipo de fenómenos, es llevar a cabo las observaciones de la forma más metódica posible, y ser rigurosos con los resultados. La práctica hace al maestro, y como en toda faceta astronómica, la observación es la única garantía de éxito.

  El Astrónomo Aficionado, siempre ha jugado un papel importante en estas observaciones, ya que su éxito depende en gran medida del número de ellas, siendo el instrumental muy asequible, habiendo lugar tanto para la observación visual, con resultados realmente útiles, como para instrumental más sofisticado como fotómetros fotoeléctricos, con los que es posible afinar mucho más en la determinación de la posición lunar.

  La última idea que me gustaría haceros llegar sería pedir al lector de este artículo, que se sentase ante su telescopio después de leer las instrucciones de abajo, e intentara observar uno de estos fenómenos. Unicamente por el placer de observar. Dificil será que, cuando menos, no se emocione. El resto llegará por sí solo.
 

¿ Cómo, dónde, cuando ?

  Acontinuación se dan algunas breves instrucciones que sirvan de guía rápida para la observación de Ocultaciones Estelares Totales por la Luna, también conocidas como Normales. El material no es sofisticado en absoluto, requiriéndose un pequeño refractor y un cronómetro sincronizado con alguna escala de tiempos fiable, como RNE.

  Básicamente, existen dos tipos de fenómenos. Inmersiones y Emersiones ( desapariciones y reapariciones de la estrella) El objetivo es determinar lo más exactamente posible, con precisión de 0.1 seg en observaiones visuales, el instante en el que se producen estos fenómenos.

  Estos fenómenos se refieren a ocultaciones normales, pero existe otro tipo, las llamadas rasantes, mucho más interesante, llamativas, útiles, y sobretodo espectaculares. Se producen al tocar tangencialmente la luna a la estrella, con lo que se producen desapariciones y reapariciones de esta tras los accidentes lunares. Su visibilidad se reduce a una estrecha franja de terreno muy determinada. Fig.1  Situando a los observadores a lo ancho de esta banda de terreno, es posible la reconstrucción del limbo lunar.
 

Efemérides:

  En las efemérides, se presentan la fecha y hora prevista para el fenómeno, altura y azimut de la Luna, mag. de la estrella y ángulo de posición del fenómeno. Este, es el punto medido sobre el limbo lunar, contando desde el norte hacia el este, en el que se producirá el fenómeno. Fig.1. Si alguien se decide a practicar ante el telescopio lo que aquí se expone, puede solicitar unas efemérides indicando su localización geográfica y el instrumento a utilizar.

 

Fig.1

Situación del Observador:

  Es muy importante determinar la posición geográfica del observador. Esto puede ser calculado sobre un mapa de escala 1:25.000 ó 1:50.000 Estos pueden encontrarse por unas 2 euros en el Instituto Geográfico Nacional o en el Servicio Geográfico del Ejército. La posición debe ser determinada con una precisión de almneos 1 segundo de arco en latitud y longitud, y 30m en altura. Puede utilizarse el programa POSMAPA, creado por el autor, para ayudar a la determinación de estas coordenadas. Con la llegada de los GPS, es mucho más sencillo obtener la posición directamente de la pantalla.
 

El tiempo as algo fundamental. Sincronización.

  Seguidamente hay que disponer de una escala de tiempos exacta,y nuestro cronómetro debe estar sincronizado con la misma. Las señales horarias difundidas por RNE son la fuente más asequible, al mismo tiempo que muy precisa, que emite en UT. No utilizar la hora proporcionada por telefónica, ni otra emisora, ya que más de uno, entre los que me incluyo, hemos detectado diferencias con otras emisoras. También pueden obtenerse señales horarias continuamente de varias estaciones que emiten en baja frecuencia, como la DFC que emite en los 77.5 khz desde Alemania, o las que se emiten entre las 10h UT y las 11h UT desde el Real Instituto y Observatorio de la Armada en San Fernando en la frecuencia de 15006 y 4998 khz. Estas dos estaciones emiten en la escala de tiempos UTC.

Para sincronizar el crono, en el que debemos apreciar décimas de segundo, hay que ir acompasando el ritmo al de las señales, pulsando "Start" en una de ellas. Hay 5 señales cortas y 1 larga, que es la que indica la hora en punto o la media. Si el comienzo de la cuenta se realiza sobre una señal corta, habrá que contar el número de señales hasta la larga (n),y restarlas del tiempo final, ya que nuestro cronómetro estará "n" segundos adelantado. No es conveniente esperar a la señal larga, ya que no siempre se emiten 5 cortas, y se corre el riesgo de que nos pille desprevenidos, introduciéndose errores en las medidas. Más vale tener 2 segundos de adelanto, y saberlo, que creer que está sincronizado y por el contrario hacer medidas erroneas.

A través de Internet es posible también sincronizar los relojes de nuestros ordenadores con uno maestro aprovechando el protocolo NTP y SNTP. Para ello podemos utilizar algún programa, como Dimension4.
 

Localización del objetivo.

  Una vez sincronizado nuestro cronómetro y con las efemérides en la mano, sólo queda sentarnos al telescopio y localizar el punto por donde  se producirá la desaparición o reaparición de la estrella. En el caso de las inmersiones la cosa no presenta complicaciones, ya que la estrella será visible antes de producirse el fenómeno. En el caso de tratarse de un emersión, habrá que localizar el punto identificándolo con ayuda del Angulo de Posición. Se puede localizar un crater cercano en la zona y situarse con tiempo ante el ocular. Si no se está muy seguro dónde se producirá la salida, es conveniente utilizar un ocular de poco aumento (mayor focal), con el que será posible visualizar en el campo una zona más extensa del limbo.

  Hay que hacer algunas salvedades en el caso de observar ocultaciones rasantes. Dado que la franja de terreno desde la que son visibles es muy reducida, los observadores se situarán a lo ancho de la misma, a una distancia entre sí que dependerá del número de ellos, intentado cubrirla por completo. Una distancia de 400 ó 500 m es suficiente.

  La preparación de la salida lo más meticulosamente posible, supondrá la mitad del éxito. Hay que situarse en el lugar elegido con tiempo para montar el telescopio, localizar la estrella (todavía alejada del limbo), sincronizar los relojes, e identificar la región del limbo en la que se ocultará  la estrella.

  Esto último es muy importante. Cuando se prepare una observación, las efemérides incluirán un gráfico en el que se muestra el perfil (previsto) de la luna. En él aparecen montañas y valles, la linea del terminador (que divide la zona de luz de la de sombra), y se indica cuál es el limbo iluminado. Con este gráfico, hay que situarse ante el ocular, e identificar los accidente, sobre todo, las montañas iluminadas por el sol unicamente en su parte superior. Estos picos presentan una imagen puntual, facilmente confundible con una estrella.
 

Cronometraje.

  Una vez localizado el lugar del fenómeno, se estará desde unos momentos antes atentos al mismo. Puede haber pequeños errores en las efemérides y esto no debe coger desprevenido al observador. Existen varios métodos de
cronometraje.

Cronómetro.- Es el más utilizado y se consiste en situarnos ante el ocular con el crono en la mano, deteniéndolo en el momento de producirse el fenómeno.

Vista y oido.- Practicamente en desuso, salvo en ocultaciones rasantes. Intervienen dos personas. Una de ellas observa y canta en voz alta el instante del fenómeno. La otra, con el crono en la mano, anota el instante. Aquí hay que tener en cuenta que existen dos ecuaciones personales, la del observador y la del que registra el tiempo.

Grabación.- Muy útil cuando se trata de observar rasantes o dobles. En una grabadora, con la PILAS NUEVAS, y a poder ser con una cinta virgen, se registran las señales horarias, preferentemente si estas se reciben de una estación que las emita continuamente. Si sólo se dispone de señales cada media hora, es necesario grabar al menos dos. Lo ideal sería ir realizando señales acústicas, al menos cada cinco minutos, para poder detectar, desviaciones en el tiempo registrado, al variar las características fisicas de la cinta. El frio la contrae, y cuando se escucha a una temperatura mayor, los intervalos de tiempo se hacen mayores.

Mejor que cualquier grabadora de cinta, un grabador MP3 es idóneo para registrar el fonómeno digitalmente. El archivo de audio creado puede tratarse posteriormente en el ordenador.

Después, y sin detenerla, llevarla junto a nosotros en el momento de la observación, haciendo una señal acustica cuando observamos el fenómeno. De esta forma tendremos en la cinta nuestra observación junto a las señales. Una vez en casa, se puede cronometrar el instante con comodidad y varias veces si es necesario. Rebobinar siempre la cinta, antes de cada cronometraje, para evitar errores.

Vídeo.- También puede grabarse la observación en video, teniéndo la precaución de incluir algunas señales horarias en la grabación. Por otro lado, son de gran valor científico las observaciones fotoeléctricas. Una pequeña videocámara se acopla al ocular y, a la señal de vídeo, se le insertan las de tiempo. Un ejemplo detallado puede verse en la web de la IOTA.
 

La Ecuación Personal:

  Otro factor a tener en cuenta es la Ecuación Personal. Este es eltiempo que transcurre desde que se observa el fenómeno y la detención del crono. Sufre variaciones de una ocasión a otra y de un observador a otro. Para su determinación se procederá del siguiente modo: Se pone en marcha el crono, tapando la cifra de las unidades y de las décimas, dejando a la vista la de las decenas. Sin llevar la cuenta mentalmente, detenerlo cuando veamos aparecer la cifra 1 ó 2 en las decenas. El valor de la EC será el indicado por la cifra de las décimas de segundo. Este calculo hay que hacerlo en cada observación. Se realiza varias veces, y se obtiene la media.

  El instante del fenómeno será el resultado de restar la Ecuación Personal, al tiempo registrado por el cronómetro cuando lo detuvimos. Si la sincronización se realizó sobre una señal horaria corta no olvidar restarla también.

  Con todo lo dicho, lo que debemos remitir como observación es nuestro nombre y dirección, lugar desde donde se realizó la observación, coordenadas geográficas, fecha y hora (UT ó UTC) del fenómeno con precisión de 0.1s, tipo de fenómeno, designación de la estrella, y valor de la ecuación personal, especificando si ha sido restada o no del tiempo indicado. Algunas notas referentes a condiciones atmosféricas así como precisión estimada, ayudarán a tener una idea de la calidad de laobservación.

Correcciones de la trayectoria de las Ocultaciones Rastantes

Como ya se ha dicho, en el caso de las ocultaciones rasantes, el interés se centra en la posibilidad de reconstruir el limbo a partir de las desapariciones y reapariciones que sufre la estrella tras las montañas lunares. Dado que estas elevaciones tienen escasa altura, sólo serán visibles desde una estrechafranja de terreno sobre la superficie terrestre. Cuando calculamos las efemérides para llevar a cabo las observaciones, hay que tener en cuenta que estas se calculan para una altura de 0 metros sobre el nivel del mar. Una vez calculado el desplazamiento "d", la trayectoria calculada a nivel del mar hay que trasladarla en esta cantidad en dirección al la luna.

Fig.2  Fig.3

 

Efemérides y envío de observaciones

Las efemérides para saber cuándo están previstos los fenómenos se pueden obtener a partir de programas como OCCULT3, o solicitándolos a los coordinadores de ocultaciones de cada Agrupación.. Las observaciones se remiten directamente al ILOC en el Parte de Observaciones cuya explicación es esta. En cualquier caso se pueden remitir al coordinador de ocultaciones de cada Agrupación para su reducción preliminar y posterior remisión al ILOC.

OCULTACIONES POR ASTEROIDES

 Para finalizar con el tema de ocultaciones, vamos a describir la observación de las que son producidas por Asteroides. Basicamente, el proceso no se diferencia del anteriormente descrito. Lo dicho en el apartado de sincronización y cronometrajes, sirve igualmente aquí.

Para una descripción más detallada sobre métodos y perspectivas, se puede consultar un trabajo más amplio en SOMYCE.

  Lo que sí cambia sustancialmente, es la forma de esperar el fenómeno. Los Asteroides son cuerpos mucho más pequeños que la Luna y con una forma desconocida. Por otra parte su movimiento no es tan predecible como en el
caso de Selene. La posición de los mismos se conoce a partir de los elementos orbitales osculadores, que definen la forma de la órbita para una época determinada. Si nos alejamos de esta época, conocida como fecha de osculación, las posiciones que se calculan adolecen de una mayor imprecisión.

  De lo anterior se deriva lo "aventurero" de estas observaciones. Por un lado, su reducido tamaño hace que la franja de terreno desde son visibles, sea reducida (unos Km). El desconocimiento de su forma implica una imprecisión en el instante en el que realmente será visible la desaparición y reaparición de la estrella. Por último, la imprecisión en la determinación de su posición, hará que tanto el instante, como la zona de visibilidad, sea también imprecisa.

  Por estos motivos la observación se lleva a cabo desde una franja de terreno estrecha, pero teniendo muy en cuenta, que observadores situados fuera de esta franja pueden obtener una ocultación positiva, en detrimento de los que se situaron en lugares previstos. También hay que tener en cuenta que el instante puede adelantarse o retrasarse. Por este motivo hay que iniciar la observación unos 15 min antes del instante previsto, y finalizarla 15 min después.

  Dado lo reducido de su tamaño, transcurrirán pocos segundos entre la desaparición y la reaparición, por lo que hay que estar muy atentos. Naturalmento en 30 minutos de observación, pueden realizarse descansos, pero el momento de inicio y fin de los mismos, debe ser registrado igualmente. El método del casette es el más recomendable en estas observaciones.

  En caso de obtener un resultado NEGATIVO, es MUY NECESARIO ENVIAR LA OBSERVACION, igual que si se tratara de uno positivo. El conjunto de observaciones delimitará la ocultación, y por ende, los extremos del asteroide.

  Esto nos lleva a la utilidad de estas obseraciones. Por un lado se determina la forma y dimensiones del Asteroide, partiendo de los tiempos cronometrados y de las posiciones desde donde se obtuvieron resutados POSITIVOS Y NEGATIVOS. Por otro, se determina con gran precisión la posición en la que se encontraba el asteroide, lo que conlleva la mejora en el conocimiento de su movimiento. De esta forma se ayuda a actualizar las efemérides y avanzar en el conocimiento de la dinámica del Sistema Solar.

  Para registrar estos fenómenos existe la Europea Asteroidal Occultation Network (EAON), cuyos partes de observación e instrucciones pueden facilitarse a todos los interesados.

  Un último consejo. No desesperarse. Lo primordial es tener paciencia, y tener en cuenta que las observciones negativas son de gran utilidad, y que siempre hay oportunidad de llevarse una sorpresa. Recordar que el trabajo en equipo es básico, y que hay observadores alrededor de todo el mundo esperando que confirmemos una observación. Un solo resultado positivo, no es del todo válido, necesitando confirmaciones por el máximo numero de observadores. Además la precisión en la determinación de la forma depende del número de observaciones.
 

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