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¿Cómo cambian las constelaciones? Movimiento propio y precesión
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astrons: votos: 0
¿Cómo cambian las constelaciones? Movimiento propio y precesión
«
: Vie, 13 May 2011, 11:55 UTC »
Las constelaciones no son eternas: el movimiento propio de las estrellas deforma sus figuras en milenios; la precesión desplaza su posición en el cielo. ¿Reconocerías la Osa Mayor dentro de 100.000 años? Este hilo separa tres fenómenos distintos —deformación por movimiento propio, cambio de coordenadas por precesión y variación de brillo a lo largo de cientis de miles de años— con ejemplos, datos de Gaia e Hipparcos, y simulaciones en Stellarium.
¿Cómo eran las constelaciones hace miles de años? ¿Cómo serán dentro de otros tantos?
¿Podremos seguir reconociendo algunas?
¿Qué partes del cielo se deformarán más rápido?
En este hilo vamos a aclarar qué significa exactamente que una constelación "cambie", separando tres cosas distintas:
1)
la deformación de la figura por el
movimiento propio
de las estrellas, en escalas de decenas de miles de años,
2)
el cambio de su posición en coordenadas por la
precesión
del eje terrestre, en escalas de siglos y milenios,
y
3)
el cambio de brillo relativo de las estrellas que la componen a lo largo de millones de años.
Es un tema fascinante que nos recuerda que el cielo no es estático: a escala humana parece fijo, pero a escala astronómica cambia de forma, de posición y de protagonistas.
* Si quieres entrar más en el tema de Figuras y Constelaciones, los asterismos, su historia y familias te recomiendo visitar el tema aparte que tratamos en
Constelaciones: figuras, asterismos y fronteras oficiales
¿Qué significa que una constelación cambie?
la Osa Mayor que veían los Neandertales
Las
"Estrellas Polares"
de otras épocas!
Estrella Polar
Aprox. en el año
Constelación
Thuban (α Draconis)
~2700 a.C.
Draco
Polaris (α Ursae Minoris)
Hoy (2026)
Osa Menor
Gamma Cephei
~3000 d.C.
Cefeo
Deneb (α Cygni)
~9800 d.C.
Cisne
Vega (α Lyrae)
~13.700 d.C.
Lira
Cuando decimos que una constelación cambia, en realidad estamos hablando de fenómenos distintos. Conviene separarlos desde el principio para no mezclar geometría, coordenadas y visibilidad.
Cambio de forma:
las distancias y ángulos aparentes entre sus estrellas se deforman lentamente por el movimiento propio de cada una.
Cambio de posición en el mapa celeste:
la precesión del eje terrestre desplaza las coordenadas celestes y cambia la orientación global del cielo, pero no rompe por sí sola la figura.
Cambio de brillo :
aún mas lento con el tiempo, las
estrellas brillan más al cambiar la distancia
(más o menos brillantes), cambiando su protagonismo y la "cara" de la constelación.
Ejemplo clásico: cómo se deforma la Osa Mayor
Si llevamos la simulación unos 100.000 años hacia el pasado o el futuro en Stellarium, el asterismo del
Carro
deja de parecer un cucharón reconocible: algunas estrellas se separan, otras se desplazan hacia el "mango" y las líneas que hoy nos resultan obvias pierden sentido.
Lo mismo ocurre con
Orión
: Betelgeuse, Rigel y las estrellas del cinturón se mueven a ritmos distintos, de manera que, proyectadas hacia el futuro, la figura del cazador termina por romperse.
Constelaciones que se deforman: movimiento propio diferencial de las estrellas
Toda estrella se mueve en el espacio en tres dimensiones. Ese movimiento real se proyecta vectorialmente en dos componentes observables:
Componente transversal
(perpendicular a la línea de visión): es lo que llamamos
movimiento propio
, el desplazamiento angular medido sobre el fondo estelar en A.R. y Decl., expresado en milisegundos de arco por año. Es la componente que deforma visualmente las constelaciones. Convertirla en una velocidad real en km/s requiere conocer la distancia, obtenida por paralaje.
Componente radial
(a lo largo de la línea de visión): mide si la estrella se acerca o se aleja. Se obtiene por efecto Doppler sobre sus líneas espectrales con gran precisión, sin necesidad de conocer la distancia. El cambio de brillo derivado de esa variación de distancia existe, pero es mucho más sutil y lento que el efecto Doppler en sí.
Ambas componentes son simplemente la descomposición del único movimiento real de la estrella en el espacio. Juntas, con la distancia por paralaje, permiten reconstruir su trayectoria tridimensional completa.
¿De dónde viene ese movimiento relativo? Tanto el Sol como las estrellas cercanas orbitan el centro de la Vía Láctea moviéndose dentro de la misma corriente del Brazo de Orión, pero cada estrella mantiene su propia
velocidad peculiar
dentro de esa corriente. El movimiento propio observable es precisamente el diferencial entre esa trayectoria individual y la del Sistema Solar: lo que cada estrella hace «de más o de menos» respecto a nosotros.
A escalas de miles o decenas de miles de años, este movimiento diferencial tiene consecuencias visibles:
Las líneas que hoy dibujamos entre sus estrellas dejan de encajar.
Asterismos tan familiares como la
Osa Mayor
o
Orión
se convierten en figuras irreconocibles.
Algunas estrellas se acercan angularmente entre sí; otras se separan o incluso abandonan la región que asociamos a una constelación.
En escalas de millones de años, la órbita del Sistema Solar alrededor del centro galáctico —una revolución cada ~225 millones de años— va cambiando nuestra vecindad estelar y con ella el repertorio de estrellas brillantes disponible.
Programas como
Stellarium
,
SkySafari
o
Cartes du Ciel
permiten avanzar o retroceder decenas de miles de años con modelos de movimiento propio para muchas estrellas brillantes, de modo que se puede ver cómo se «derrumban» las figuras con el tiempo.
Cambios de coordenadas: precesión del eje terrestre
La
precesión
es el lento bamboleo del eje de rotación de la Tierra, comparable al de una peonza. Hace que el eje describa un círculo en el cielo con un periodo de unos 26.000 años, cambiando gradualmente qué estrella ocupa el polo norte celeste.
Sus consecuencias son:
Las
coordenadas celestes
(A.R. y Decl.) de todas las estrellas cambian con el tiempo en los catálogos.
La posición de las constelaciones respecto al ecuador celeste y a los polos varía lentamente.
Pero
no deforma
las figuras: el dibujo de la constelación se traslada sobre la esfera celeste manteniendo sus ángulos internos.
En resumen: la precesión mueve el sistema de referencia; el movimiento propio (componente transversal del movimiento estelar real, explicado arriba) es lo que deforma las figuras.
FAQs
¿Cada cuánto cambian las constelaciones?
Cambian continuamente, pero tan despacio que a escala humana parecen fijas. En unos 50.000 a 100.000 años, muchas figuras serán difíciles de reconocer por el movimiento propio acumulado de sus estrellas.
¿Qué diferencia hay entre cambiar de forma y cambiar de posición?
La forma cambia por el movimiento propio (componente transversal del movimiento estelar). La posición en el mapa celeste cambia por la precesión del eje terrestre, que desplaza el sistema de coordenadas sin deformar las figuras.
¿La precesión de la Tierra cambia las constelaciones?
Cambia el sistema de coordenadas y la estrella polar, pero no deforma las figuras. Las constelaciones siguen siendo reconocibles; solo se redefinen sus coordenadas con el tiempo.
¿Cambian también los nombres de las constelaciones?
honestamente la respuesta es: ¿cuanto durará tu civilización?
¿Existen simuladores para ver el cielo en el pasado o el futuro?
Sí. Stellarium, SkySafari o Cartes du Ciel permiten avanzar o retroceder miles de años, ver cómo cambian las figuras por movimiento propio y cómo se desplaza el polo celeste por la precesión.
¿Influye el movimiento del Sol en las constelaciones que vemos?
Sí, y de forma directa: el movimiento propio que medimos es el diferencial entre la trayectoria de cada estrella y la del Sistema Solar dentro de la corriente galáctica (ver sección de movimiento propio). En escalas de millones de años, cambiar de vecindad estelar al orbitar la galaxia renueva también el repertorio de estrellas brillantes a nuestro alcance.
¿Cómo se mide el movimiento de una estrella?
Como se explica más arriba, el movimiento real en 3D se descompone en dos componentes observables: el
movimiento propio
(transversal, por astrometría) y la
velocidad radial
(en profundidad, por efecto Doppler). Con ambas y la distancia por paralaje se reconstruye la trayectoria tridimensional completa.
•
¿Polaris siempre será la estrella polar?
- No. La precesión desplaza el eje terrestre en un ciclo de ~26.000 años. Polaris dejará de ser polar hacia el año 3.000 d.C. y hacia el año 13.700 d.C. será Vega (α Lyrae) la que ocupe ese papel.
•
¿Cuándo dejará de existir la Osa Mayor tal como la conocemos?
- En unos 50.000–100.000 años el asterismo del Carro será difícilmente reconocible por el movimiento propio diferencial de sus estrellas. Las más rápidas (Alioth, Mizar) se desplazarán fuera del patrón familiar.
Ejemplos de estrellas con alto movimiento propio
Nombre
Movimiento propio (mas/año)
Distancia (a.l.)
Cambio apreciable en...
Notas
Barnard
10.300
5,96
~200 años
Mayor movimiento propio conocido
61 Cygni
5.280
11,4
~500 años
Una de las primeras con paralaje medido
Groombridge 1830
7.000
29
~300 años
Movimiento transversal notable
Vega
327
25
~100.000 años
El Sistema Solar se dirige hacia esta región
Sirio
1.320
8,6
~25.000 años
Sistema binario; la estrella más brillante actual del cielo (después del Sol 😎)
Altair
660
16,7
~80.000 años
Rápido rotador
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- - -
Movimiento del Sistema Solar, Planetas, y Sol orbitando la galaxia
«
respuesta #1
: Dom, 29 May 2011, 22:16 UTC »
Si todo se mueve (aproximadamente) en un mismo plano, la diferencia será mínima
La evidencia es que apenas ha cambiado (que lo ha hecho) en los últimos 2000-3000 años (documentados), solo la precesión de la esfera celeste.
Vemos las mismas constelaciones todo el año, lo que varía es la época en la que el sol nos las tapa durante el día, es decir que si en invierno vemos Pegaso por la noche, en verano lo tendremos encima a medio día
PD: Cuando el Sol da una vuelta a la galaxia ésta no está estática. El
Sistema Solar se encuentra en uno de los brazos de la galaxia
, que gira sobre si misma.
- - -
re.: otro ejemplo es la Constelación de Orión
«
respuesta #2
: Lun, 30 May 2011, 04:24 UTC »
Lo que vemos no es "intuible": la Constelación Orión en 3D
constelación de Orión (casi) al completo + Barnard's loop
por
Boreack
La imagen lo deja claro: las estrellas que forman Orión no están agrupadas en el espacio. Están a distancias muy distintas del Sol —entre 250 y más de 1.300 años luz— y solo coinciden en nuestra línea de visión. Lo que llamamos "constelación" es una proyección 2D de una escena completamente tridimensional.
Para entender la escala: la Vía Láctea tiene unos 100.000 años luz de diámetro y contiene cerca de cien mil millones de estrellas. Las que vemos a simple vista son casi exclusivamente nuestra vecindad más inmediata, un entorno de unos pocos cientos de años luz alrededor del Sol. Las excepciones son estrellas supergigantes tan luminosas que actúan como faros, visibles desde más lejos, pero raramente superan los 1.000 años luz.
Imagina una habitación llena de motas de polvo de distintos tamaños, cada una moviéndose a su propio ritmo y dirección, algunas en grupos sueltos, la mayoría por libre. Eso es nuestra vecindad estelar. Las constelaciones son simplemente las figuras que dibujamos al proyectar ese volumen sobre la "pared" del cielo: una nemotecnia práctica para recordar posiciones, no agrupaciones físicas reales.
Medir el movimiento real de esas estrellas es más complicado de lo que parece. El movimiento propio —la componente transversal— no dice nada por sí solo sobre la distancia real. Para obtenerla hay que recurrir a la
paralaje
: el pequeño desplazamiento aparente que produce el cambio de perspectiva al observar una estrella desde dos puntos opuestos de la órbita terrestre, con seis meses de diferencia. Cuanto más cercana es la estrella, mayor y más medible es ese desplazamiento; para estrellas lejanas se vuelve tan pequeño que escapa incluso a los mejores instrumentos.
¿Cuánto de pequeño?
Hasta finales del siglo XX, el catálogo de paralajes de referencia apenas contenía 8.100 estrellas con errores difícilmente por debajo de los 4 milisegundos de arco. El satélite
Hipparcos
de la ESA (1989–1993) cambió eso radicalmente: observó 118.000 estrellas con una precisión al menos 10 veces mayor que cualquier medición terrestre anterior. Aun así, su alcance fiable se limitaba a los pocos cientos de años luz más cercanos.
El salto definitivo llegó con
Gaia
(2013–2025), también de la ESA. Con más de dos
mil millones de estrellas catalogadas
y una precisión de posición de 24 microsegundos de arco para las más brillantes —comparable a medir el grosor de un cabello humano a 1.000 km de distancia—, Gaia mide las distancias de las estrellas más cercanas con una exactitud del
0,001 %
. Incluso para estrellas próximas al centro galáctico, a unos 30.000 años luz, la precisión alcanza el 20 %. Como ejemplo concreto: la paralaje de 61 Cygni medida por Gaia DR3 es de 286,00 ± 0,05 milisegundos de arco, con un error mil veces menor que el obtenido por Bessel en 1838 cuando la midió por primera vez.
Todo este caudal de datos —posiciones, paralajes, movimientos propios y velocidades radiales para mil millones de objetos— es el material con el que hoy se reconstruyen las trayectorias tridimensionales de las estrellas de nuestra vecindad y se simulan los cielos del pasado y del futuro.
- - -
re.: el Movimiento de Precesión es cíclico, son coordenadas, no posición física
«
respuesta #3
: Lun, 30 May 2011, 18:49 UTC »
el Movimiento de Precesión es cíclico, cambia nuestras coordenadas de rotación, no la posición física de la figura
que la estrella polar sea una u otra depende del movimiento del eje de rotación llamado "de precesión".
Vamos como una peonza!
Esta gráfica es muy "gráfica"
Precesión y Nutación, cambio el eje de rotación de La Tierra, o sea nuestro sistema de Coordenadas, no tiene que ver con los movimientos propios de cada estrella.
- - -
re.: Futuras constelaciones
«
respuesta #4
: Dom, 31 Jul 2011, 00:31 UTC »
"Cada constelación es un fotograma en la película cósmica".
- - -
Estrellas brillantes: trayectorias pasadas y futuras al Sol (velocidad radial)
«
respuesta #5
: Jue, 21 Nov 2013, 16:22 UTC »
Brillos de estrellas cambiando por sus trayectorias respecto al Sol
Todos tenemos en la cabeza qué estrellas son las más brillantes del cielo hoy en día, pero esto no fue siempre así. Es interesante saber qué estrella veían más brillante nuestros antepasados en su evolución hacia la civilización, sabiendo la importancia que le daban a lo que veían allí arriba. Aquí la recopilación de datos que he hecho y espero que podáis añadir más (o corregirlos).
Estrellas brillantes del pasado
-1-
Algol
(β Persei). Hace 7.300.000 años alcanzó la magnitud -2,50 y llegó a estar a tan solo 9,8 años-luz.
-2-
Adhara
(ε Canis Majoris). Hace 4.700.000 años alcanzó la
magnitud -3,99
y llegó a estar a solo 34 años luz. Ninguna ha sido tan brillante desde entonces y ninguna alcanzará este brillo por lo menos en los próximos 5 millones de años-luz.
-3-
Murzim
(β Canis Majoris). Hace 4.356.000 años pasó a 35 años-luz y alcanzó la magnitud -3,78 (Wikipedia) o por esa época a 37 años-luz y magnitud -3,65 (Schaaf).
-4-
Canopo
(α Carinae). La más brillante entre 3.700.000 y 1.370.000 años atrás, llegando a la magnitud -1,86. Es la que habrían visto las primeras especies de nuestro género Homo.
-5-
Askella
(ζ Sagittarii). En algún momento entre 1.370.000 y 950.000 años atrás alcanzó la magnitud -2,74 y pasó a tan solo 8 años-luz de la Tierra.
-6-
ζ Leporis
. Hace 861.000 años llegó a la magnitud -2,05 y pasó a tan solo 5,34 (García-Sánchez, 2001) o 4,16 (Bobylev, 2010) años-luz.
-7-
Aldebarán
(α Tauri). La más brillante entre 420.000 y 210.000 años atrás, pasando hace 320.000 años a 21,5 años-luz y alcanzando la magnitud -1,54.
-8-
Canopo
(α Carinae). Volvió a ser la estrella más brillante desde antes de 100.000 y 80.000 años atrás, alcanzando la magnitud -0,82.
Estas estrellas habrían sido observadas por Australopithecus y Homo sapiens en diferentes épocas, afectando su percepción del cielo nocturno y ¿posiblemente su "cultura"?.
Estrellas brillantes del futuro
-1-
Sirio
(α Canis Majoris). Es la estrella más brillante desde hace 80.000 años y lo será hasta dentro de 235.000. Alcanzará la magnitud -1,68 dentro de 65.000 años.
-2-
Vega
(α Lyrae). Será la más brillante dentro de 235.000 años. Antes, dentro de 100.000 años, llegará a la magnitud -0,32. Pasará a 17.5 años-luz.
-3-
δ Scuti
. Será la estrella más brillante dentro de 1,6 millones de años, alcanzando una magnitud de -1,67 y pasando a 42 años-luz de la Tierra.
-4-
Etamin
(γ Draconis). Será la más brillante entre los años 1.330.000 y 2.030.000, llegando a la magnitud -1,39 y pasando a 27,7 años luz de la Tierra.
*-5-
Derakrab Borealis
(υ Librae). Pasará a ser la estrella más brillante dentro de 2,5 millones de años, alcanzando una magnitud de -1,71 y pasando a 19 años-luz de la Tierra
Estas futuras estrellas brillantes podrán influir en la astronomía y la observación estelar de las civilizaciones futuras.
El caso especial de Canopus
(α Carinae) ha sido una estrella especialmente brillante en dos ocasiones a lo largo de la historia debido a su ciclo de evolución estelar. En primer lugar, hace entre 3,7 y 1,37 millones de años, alcanzó su máximo brillo, siendo visible desde la Tierra con una magnitud de aproximadamente -1,86. Posteriormente, volvió a ser la estrella más brillante hace unos 100,000 a 80,000 años, con una magnitud aproximada de -0,82. Este fenómeno se debe a que Canopus es una estrella variable, lo que significa que su brillo cambia a lo largo del tiempo debido a procesos internos, como pulsaciones en su superficie o cambios en su tamaño y temperatura. Estos cambios en su brillo hacen que en ciertos momentos Canopus sea más brillante que otras estrellas en el cielo.
Fuentes
Fred Schaaf,
The Brightest Stars
(2008) — fuente para datos de estrellas brillantes del pasado y futuro (post #5).
J. García-Sánchez et al.,
Stellar encounters with the solar system
, A&A 379 (2001) — citado en post #5.
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