Solsticio - Solstice

Un solsticio es un evento que ocurre cuando el Sol parece alcanzar su excursión más al norte o al sur en relación con el ecuador celeste en la esfera celeste . Dos solsticios ocurren anualmente, alrededor del 21 de junio y el 21 de diciembre. En muchos países, las estaciones del año se determinan por referencia a los solsticios y equinoccios .

El término solsticio también se puede utilizar en un sentido más amplio, como el día en que esto ocurre. El día de un solsticio en cualquier hemisferio tiene la mayor cantidad de luz solar del año ( solsticio de verano ) o la menor cantidad de luz solar del año ( solsticio de invierno ) para cualquier lugar que no sea el ecuador . Términos alternativos, sin ambigüedad en cuanto a qué hemisferio es el contexto, son " solsticio de junio " y " solsticio de diciembre ", que se refieren a los meses en los que tienen lugar cada año.

La palabra solsticio se deriva del latín sol ("sol") y sistere ("estar quieto"), porque en los solsticios, la declinación del sol parece "estar quieto"; es decir, el movimiento estacional de la trayectoria diaria del Sol (visto desde la Tierra ) se detiene en un límite norte o sur antes de invertir la dirección.

Definiciones y marcos de referencia

Para un observador en el Polo Norte , el Sol alcanza la posición más alta en el cielo una vez al año en junio. El día en que esto ocurre se llama día del solsticio de junio. De manera similar, para un observador en el Polo Sur , el Sol alcanza la posición más alta el día del solsticio de diciembre. Cuando es el solsticio de verano en un polo, es el solsticio de invierno en el otro. El movimiento hacia el oeste del Sol nunca cesa ya que la Tierra está continuamente en rotación. Sin embargo, el movimiento del Sol en declinación se detiene en el momento del solsticio. En ese sentido, solsticio significa "estar al sol".

Esta palabra científica moderna desciende de una palabra científica latina en uso en la República romana tardía del siglo I aC: solstitium . Plinio lo usa varias veces en su Historia natural con un significado similar al que tiene hoy. Contiene dos morfemas en lengua latina, sol , "sol" y -stitium , "paro". Los romanos usaban "de pie" para referirse a un componente de la velocidad relativa del Sol tal como se observa en el cielo. La velocidad relativa es el movimiento de un objeto desde el punto de vista de un observador en un marco de referencia . Desde una posición fija en el suelo, el Sol parece orbitar alrededor de la Tierra.

Para un observador en un marco de referencia inercial , se ve que el planeta Tierra gira alrededor de un eje y gira alrededor del Sol en una trayectoria elíptica con el Sol en un foco . El eje de la Tierra está inclinado con respecto al plano de la órbita de la Tierra y este eje mantiene una posición que cambia poco con respecto al fondo de las estrellas . Por tanto, un observador en la Tierra ve un camino solar que es el resultado tanto de la rotación como de la revolución.

Un solargraph tomado del Atacama Pathfinder Experiment en el de Observatorio Llano de Chajnantor en el hemisferio sur. Esta es una fotografía de larga exposición, con la imagen expuesta durante seis meses en una dirección orientada al este o al norte, desde mediados de diciembre de 2009 hasta el solsticio de invierno del sur en junio de 2010. La trayectoria del sol cada día se puede ver de derecha a izquierda en esta imagen a través del cielo; el camino del día siguiente corre un poco más bajo hasta el día del solsticio de invierno, cuyo camino es el más bajo de la imagen.

El componente del movimiento del Sol visto por un observador terrestre causado por la revolución del eje inclinado, que, manteniendo el mismo ángulo en el espacio, está orientado hacia o lejos del Sol, es un incremento diario observado (y un desplazamiento lateral) de la elevación del Sol al mediodía durante aproximadamente seis meses y disminución diaria observada durante los seis meses restantes. En elevación máxima o mínima, el movimiento anual relativo del Sol perpendicular al horizonte se detiene e invierte la dirección.

Fuera de los trópicos, la elevación máxima se produce en el solsticio de verano y la mínima en el solsticio de invierno. La trayectoria del Sol, o eclíptica , recorre el norte y el sur entre los hemisferios norte y sur. Los días son más largos alrededor del solsticio de verano y más cortos alrededor del solsticio de invierno. Cuando la trayectoria del Sol cruza el ecuador , la duración de las noches en las latitudes + L ° y −L ° son de igual duración. Esto se conoce como equinoccio . Hay dos solsticios y dos equinoccios en un año tropical.

Relación con las estaciones

Las estaciones ocurren porque el eje de rotación de la Tierra no es perpendicular a su plano orbital (el plano de la eclíptica ) pero actualmente forma un ángulo de aproximadamente 23.44 ° (llamado oblicuidad de la eclíptica ), y porque el eje mantiene su orientación con respecto a un marco de referencia inercial . Como consecuencia, durante la mitad del año el hemisferio norte está inclinado hacia el Sol, mientras que durante la otra mitad del año el hemisferio sur tiene esta distinción. Los dos momentos en los que la inclinación del eje de rotación de la Tierra tiene un efecto máximo son los solsticios.

En el solsticio de junio, el punto subsolar está más al norte que en cualquier otro momento: en la latitud 23,44 ° norte, conocido como el Trópico de Cáncer . De manera similar, en el solsticio de diciembre, el punto subsolar está más al sur que en cualquier otro momento: en la latitud 23.44 ° sur, conocido como el Trópico de Capricornio . El punto subsolar cruzará cada latitud entre estos dos extremos exactamente dos veces al año.

Fechas aproximadas de puntos subsolares frente a latitud superpuesta en un mapa del mundo, el ejemplo en azul indica Lahaina Noon en Honolulu

También durante el solsticio de junio, los lugares en el Círculo Polar Ártico (latitud 66.56 ° norte) verán el Sol justo en el horizonte durante la medianoche, y todos los lugares al norte verán el Sol sobre el horizonte durante 24 horas. Ese es el sol de medianoche o el sol de verano, el sol de noche o el día polar. Por otro lado, los lugares en el Círculo Antártico (latitud 66.56 ° sur) verán el Sol justo en el horizonte durante el mediodía, y todos los lugares al sur de él no verán el Sol sobre el horizonte en ningún momento del día. Esa es la noche polar . Durante el solsticio de diciembre, los efectos en ambos hemisferios son todo lo contrario. Esto hace que el hielo marino polar vuelva a crecer anualmente debido a la falta de luz solar en el aire sobre el mar circundante.

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  La orientación del terminador (división entre día y noche) depende de la temporada.

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  Iluminación de la Tierra por el Sol el 21 de junio. La orientación del terminador que se muestra con respecto al plano orbital de la Tierra.

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  Iluminación de la Tierra por el Sol el 21 de diciembre. La orientación del terminador que se muestra con respecto al plano orbital de la Tierra.

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  Diagrama de las estaciones de la Tierra vista desde el norte. Extremo derecho: solsticio sur

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  Diagrama de las estaciones de la Tierra vista desde el sur. Extremo izquierdo: solsticio del norte

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  El globo en una proyección equirrectangular para mostrar la cantidad de luz solar reflejada en los solsticios de verano del sur y del norte, respectivamente (vatios / m ² ).

Aspectos culturales

Nombres y conceptos griegos antiguos

El concepto de solsticios estaba incrustado en la navegación celeste de la antigua Grecia . Tan pronto como descubrieron que la Tierra es esférica, idearon el concepto de esfera celeste , una superficie esférica imaginaria que gira con los cuerpos celestes ( ouranioi ) fijos en ella (la moderna no gira, pero las estrellas sí). Mientras no se hagan suposiciones sobre las distancias de esos cuerpos a la Tierra o entre sí, la esfera puede aceptarse como real y, de hecho, todavía está en uso. Los antiguos griegos usan el término "ηλιοστάσιο" (heliostāsio) , que significa soporte del sol .

Las estrellas se mueven a través de la superficie interna de la esfera celeste a lo largo de las circunferencias de círculos en planos paralelos perpendiculares al eje de la Tierra que se extienden indefinidamente hacia los cielos y cruzan la esfera celeste en un polo celeste. El Sol y los planetas no se mueven en estas trayectorias paralelas, sino a lo largo de otro círculo, la eclíptica, cuyo plano forma un ángulo, la oblicuidad de la eclíptica , con el eje, llevando al Sol y a los planetas a través de las trayectorias de y entre los mismos. estrellas.*

Cleomedes afirma:

La banda del Zodíaco ( zōdiakos kuklos , "círculo zodiacal") está en un ángulo oblicuo ( loksos ) porque se coloca entre los círculos tropicales y el círculo equinoccial tocando cada uno de los círculos tropicales en un punto ... Este Zodíaco tiene un determinable ancho (fijado en 8 ° hoy) ... por eso se describe con tres círculos: el central se llama " heliacal " ( hēliakos , "del sol").

El término círculo helíaco se usa para la eclíptica, que está en el centro del círculo zodiacal, concebida como una banda que incluye las constelaciones señaladas nombradas sobre temas míticos. Otros autores usan Zodíaco para significar eclíptica, que aparece por primera vez en una glosa de autor desconocido en un pasaje de Cleomedes donde explica que la Luna también está en el círculo zodiacal y cruza periódicamente el camino del Sol. Como algunos de estos cruces representan eclipses de la Luna, la trayectoria del Sol recibe un sinónimo, el ekleiptikos (kuklos) de ekleipsis , "eclipse".

Nombres ingleses

Los dos solsticios se pueden distinguir por diferentes pares de nombres, dependiendo de qué característica se quiera enfatizar.

• Solsticio de verano y solsticio de invierno son los nombres más comunes, en referencia a las estaciones con las que están asociados. Sin embargo, estos pueden ser ambiguos ya que elverano del hemisferio norte es elinvierno del hemisferio sur y viceversa. Losnombres latinos solsticio estival (verano) y solsticio hibernal (invierno) se usan a veces con el mismo efecto, al igual que mediados de verano e invierno .
• El solsticio de junio y el solsticio de diciembre se refieren a los meses del año en los que tienen lugar, sin ambigüedad en cuanto a qué hemisferio es el contexto. Sin embargo, todavía no son universales, ya que no todas las culturas usan un calendario solar en el que los solsticios ocurren todos los años en el mismo mes (como no ocurre en el calendario islámico y el calendario hebreo , por ejemplo).
• El solsticio norte y el solsticio sur indican la ubicación del hemisferio solar. El solsticio del norte es en junio, cuando el Sol está directamente sobre el Trópico de Cáncer en el Hemisferio Norte , y el solsticio del Sur es en Diciembre, cuando el Sol está directamente sobre el Trópico de Capricornio en el Hemisferio Sur . Estos términos pueden usarse sin ambigüedades para otros planetas.
• El primer punto de Cáncer y el primer punto de Capricornio se refieren a los signos astrológicos de que el sol "está entrando" (un sistema arraigado en las fechas del período clásico romano). Debido a la precesión de los equinoccios , las constelaciones en las que aparece el sol en los solsticios son actualmente Tauro en junio y Sagitario en diciembre.

Términos de solsticio en el este de Asia

Los calendarios tradicionales de Asia Oriental dividen un año en 24 términos solares (節氣). Xiàzhì ( pīnyīn ) o Geshi ( rōmaji ) ( chino y japonés : 夏至; coreano : 하지 (Haji) ; vietnamita : Hạ chí ; " extremo del verano ") es el décimo término solar y marca el solsticio de verano . Comienza cuando el Sol alcanza la longitud celeste de 90 ° (alrededor del 21 de junio) y termina cuando el Sol alcanza la longitud de 105 ° (alrededor del 7 de julio). Xiàzhì se refiere más a menudo en particular al día en que el Sol está exactamente en la longitud celeste de 90 °.

Dōngzhì ( pīnyīn ) o Tōji ( rōmaji ) ( chino y japonés : 冬至; coreano : 동지 (Dongji) ; vietnamita : Đông chí ; " extremo de invierno ") es el término solar número 22 y marca el solsticio de invierno . Comienza cuando el Sol alcanza la longitud celeste de 270 ° (alrededor del 22 de diciembre) y termina cuando el Sol alcanza la longitud de 285 ° (alrededor del 5 de enero). Dōngzhì se refiere más a menudo en particular al día en que el Sol está exactamente en la longitud celeste de 270 °.

Los solsticios (así como los equinoccios ) marcan la mitad de las estaciones en los calendarios de Asia oriental. Aquí, el carácter chino至significa "extremo", por lo que los términos para los solsticios significan directamente las cumbres del verano y el invierno.

Celebraciones del solsticio

2005 Solsticio de verano Amanecer sobre Stonehenge

El término solsticio también se puede usar en un sentido más amplio, como la fecha (día) en que ocurre tal pasaje. Los solsticios, junto con los equinoccios, están conectados con las estaciones. En algunos idiomas se considera que inician o separan las estaciones; en otros, se consideran puntos centrales (en Inglaterra , en el hemisferio norte, por ejemplo, el período alrededor del solsticio norte se conoce como pleno verano). El Día del Solsticio de Verano , definido como el Día de San Juan por la Iglesia Cristiana , es el 24 de junio, aproximadamente tres días después del solsticio). De manera similar, el 25 de diciembre es el inicio de la celebración navideña, y es el día en que el Sol comienza a regresar al hemisferio norte. Los tradicionales británicos e irlandeses (a menudo) los principales días de reunión y alquiler del año: "los días habituales del trimestre " eran al principio los de los solsticios y equinoccios.

Muchas culturas celebran varias combinaciones de los solsticios de invierno y verano, los equinoccios y los puntos medios entre ellos, lo que lleva a varias fiestas que surgen en torno a estos eventos. Durante el solsticio del sur o de invierno , la Navidad es la festividad contemporánea más extendida, mientras que Yalda , Saturnalia , Karachun , Hanukkah , Kwanzaa y Yule también se celebran en esta época. En las culturas del este de Asia, el Festival Dongzhi se celebra en el solsticio de invierno. Para el solsticio del norte o de verano , las culturas cristianas celebran la fiesta de San Juan del 23 al 24 de junio (véase la víspera de San Juan , el día de Ivan Kupala ), mientras que los paganos modernos celebran el solsticio de verano, conocido como Litha entre los wiccanos . Para el equinoccio vernal (primavera), se celebran varios festivales de primavera, como el Nowruz persa , la observancia en el judaísmo de la Pascua , los ritos de Pascua en la mayoría de las iglesias cristianas, así como el Wiccan Ostara . El equinoccio de otoño está asociado con la festividad judía de Sukkot y el Wiccan Mabon .

En el extremo sur de América del Sur , el pueblo mapuche celebra We Tripantu (el año nuevo) unos días después del solsticio norte, el 24 de junio. Más al norte, el pueblo atacama antiguamente celebraba esta fecha con una fiesta del ruido, para llamar al sol. espalda. Más al este, el pueblo aymara celebra su Año Nuevo el 21 de junio. Una celebración ocurre al amanecer, cuando el sol brilla directamente a través de la Puerta del Sol en Tiwanaku . Otras fiestas de Año Nuevo Aymara ocurren en toda Bolivia , incluso en el sitio de El Fuerte de Samaipata .

En el calendario hindú , dos solsticios siderales se denominan Makara Sankranti, que marca el inicio de Uttarayana y Karka Sankranti, que marca el inicio de Dakshinayana . El primero ocurre alrededor del 14 de enero de cada año, mientras que el segundo ocurre alrededor del 14 de julio de cada año. Estos marcan el movimiento del Sol a lo largo de un zodíaco realmente fijo ( se ignora la precesión ) hacia Makara, el signo zodiacal que corresponde a Capricornio , y hacia Karka, el signo zodiacal que corresponde a Cáncer , respectivamente.

La estación Amundsen-Scott del Polo Sur celebra cada año el 21 de junio una fiesta de invierno para celebrar que el sol está en su punto más bajo y regresa.

El Desfile del Solsticio de Fremont se lleva a cabo cada solsticio de verano en Fremont, Seattle, Washington en los Estados Unidos .

El Cahokia Woodhenge reconstruido , un gran círculo de madera ubicado en el sitio arqueológico de Cahokia de la cultura del Misisipio cerca de Collinsville, Illinois , es el sitio de las observancias anuales del equinoccio y el solsticio del amanecer. Por respeto a las creencias de los nativos americanos, estos eventos no incluyen ceremonias o rituales de ningún tipo.

Determinación del solsticio

A diferencia del equinoccio, el tiempo del solsticio no es fácil de determinar. Los cambios en la declinación solar se hacen más pequeños a medida que el Sol se acerca a su declinación máxima / mínima. Los días antes y después del solsticio, la velocidad de declinación es menos de 30 segundos de arco por día, lo que es menos de 1 ⁄ 60 del tamaño angular del Sol, o el equivalente a solo 2 segundos de ascensión recta .

Esta diferencia es apenas detectable con dispositivos basados ​​en visualización indirecta como sextante equipado con un nonio , e imposible con herramientas más tradicionales como un gnomon o un astrolabio . También es difícil detectar los cambios en el acimut del amanecer / atardecer debido a los cambios de refracción atmosférica . Esos problemas de precisión hacen que sea imposible determinar el día del solsticio en función de las observaciones realizadas dentro de los 3 (o incluso 5) días que rodean el solsticio sin el uso de herramientas más complejas.

Los relatos no sobreviven, pero los astrónomos griegos deben haber utilizado un método de aproximación basado en la interpolación, que todavía utilizan algunos aficionados. Este método consiste en registrar el ángulo de declinación al mediodía durante algunos días antes y después del solsticio, tratando de encontrar dos días separados con la misma declinación. Cuando se encuentran esos dos días, el tiempo medio entre ambos mediodía se estima como tiempo de solsticio. Se ha postulado un intervalo de 45 días como el mejor para lograr una precisión de hasta un cuarto de día, en la determinación del solsticio. En 2012, la revista DIO descubrió que se puede lograr una precisión de una o dos horas con errores equilibrados observando las altitudes iguales del Sol alrededor de S = veinte grados (od = aproximadamente 20 días) antes y después del solsticio de verano porque el promedio de la dos veces será temprano por q minutos de arco donde q es (πe cosA) / 3 veces el cuadrado de S en grados (e = excentricidad de la órbita terrestre, A = perihelio terrestre o apogeo del Sol), y el ruido en el resultado será aproximadamente 41 horas divididas por d si la agudeza del ojo se toma como un minuto de arco.

Los almanaques astronómicos definen los solsticios como los momentos en que el Sol atraviesa el color solsticial , es decir, los momentos en que la longitud geocéntrica aparente del Sol es igual a 90 ° (solsticio de verano) o 270 ° (solsticio de invierno). Las fechas del solsticio varían cada año y pueden ocurrir un día antes o después, dependiendo de la zona horaria . Los solsticios siempre ocurren entre el 20 y el 22 de junio y entre el 20 y el 23 de diciembre, siendo el 21 y el 22 las fechas más comunes.

En las constelaciones

Usando los límites oficiales actuales de las constelaciones de la IAU , y teniendo en cuenta la velocidad de precesión variable y la rotación de la eclíptica, los solsticios se desplazan a través de las constelaciones de la siguiente manera (expresados ​​en numeración de años astronómicos en los que el año 0 = 1 aC, −1 = 2 BC, etc.):

• El solsticio del norte pasó de Leo a Cáncer en el año 1458, pasó a Géminis en el año 10, pasó a Tauro en diciembre de 1989 y se espera que pase a Aries en el año 4609.
• El solsticio del sur pasó de Capricornio a Sagitario en el año -130, se espera que pase a Ophiuchus en el año 2269 y se espera que pase a Escorpio en el año 3597.

En otros planetas

La órbita de 687 días de Marte alrededor del Sol (casi el doble que la de la Tierra) hace que sus solsticios de verano e invierno ocurran en intervalos de aproximadamente 23 meses.

Ver también

Referencias

enlaces externos

• Calculadora de equinoccios y solsticios (1600 a 2400)
• "Estaciones de la tierra: equinoccios, solsticios, perihelio y afelio (2000-2025)" . Observatorio Naval de los Estados Unidos , Departamento de Aplicaciones Astronómicas . Consultado el 9 de diciembre de 2015 .
• Weisstein, Eric (1996-2007). "Solsticio de verano" . El mundo de la astronomía de Eric Weisstein . Consultado el 24 de octubre de 2008 . Los gráficos anteriores muestran cómo la fecha del solsticio de verano se desplaza a través del calendario gregoriano de acuerdo con la inserción de los años bisiestos.