Los eclipses solares totales, como el que ocurrirá el 8 de abril y será visible desde varias regiones de México, son eventos astronómicos que han contribuido a un mejor entendimiento científico del universo, desde el descubrimiento de nuevos elementos hasta la comprobación de la teoría de la relatividad.
“Hay varias cosas que uno puede aprender durante los eclipses”, comenta para TecScience Carolina Berenice Rodríguez, astrofísica y directora de Física Industrial en el Tec Campus Monterrey. Las observaciones que se hacen cuando la Luna tapa al Sol “ayudan a generar datos, modelos, hacer predicciones”.
Es muy fácil ver al Sol, y al mismo tiempo muy difícil. Su luz es tan brillante que vuelve complicado poder estudiarlo, en particular a una capa de su atmósfera, la corona. “Es la parte más externa de la atmósfera del Sol, y es bien extraña”, opina Rodríguez, también conocida como La Mujer Cohete.
¿Por qué los eclipses totales nos ayudan a estudiar al sol?
La corona tiene una luz más tenue que el resto del astro, lo que vuelve muy difícil observarla bajo la intensa luz solar. Pero durante los eclipses totales, donde la Luna tapa al Sol, la corona puede ser vista y estudiada.
La corona solar es un un halo de plasma que rodea al Sol, y que llega a ser hasta 450 veces más caliente que la superficie solar. Las partículas que la conforman están súper aceleradas por el calor, lo que hace que la corona se extienda por millones de kilómetros en el espacio, convirtiéndose en viento solar. Éste consiste en un flujo continuo de partículas que llegan todo el tiempo a los planetas del Sistema Solar, incluyendo la Tierra, donde interactúa con nuestra atmósfera.
Ahí puede tener impactos en los sistemas de telecomunicación y satélites, sobre todo si el viento solar llega como eyecciones masivas, que son proyecciones de muchísimas partículas en poco tiempo. “Nuestra vida moderna depende totalmente de las telecomunicaciones”, dice la astrofísica, por lo que es muy relevante entender fenómenos que las afectan.
Desde hace casi 100 años existen los coronógrafos, instrumentos que se ajustan a los telescopios para bloquear la luz directa del Sol en una especie de simulación de un eclipse, y que permiten estudiar la corona. Sin embargo, “durante un eclipse puedes ver las partes de la corona más internas o más cercanas al disco solar”, algo que con coronógrafos no se logra por completo.
Al día de hoy la corona sigue guardando misterios. Por ejemplo, no se entiende por qué es más caliente que la superficie del Sol, o por qué puede producir viento solar sin parar. Este tipo de preguntas se siguen explorando con cada eclipse solar total.
Un eclipse dio la primera evidencia de la teoría de la relatividad
En 1915, Albert Einstein publicó su teoría de la relatividad general, dando un vuelco a toda la física y el entendimiento del universo. En esta teoría el científico propone que el espacio-tiempo se curva con la masa y energía de objetos muy grandes, y que es precisamente esta distorsión lo que produce la fuerza de gravedad.
Es como si el espacio-tiempo fuera una tela en tensión, sobre la cual si se ponen pelotas pesadas se crean pozos, curvando la tela; objetos más pequeños que estuvieran rodando sobre la tela, como canicas, cambiarían su dirección al pasar cerca de estas depresiones. Esto es una explicación muy distinta sobre la atracción entre cuerpos de la que había hasta ese momento, la teoría de la gravedad de Newton.
Los cálculos y razonamientos de Einstein resultaban bastante convincentes, pero había un problema: comprobar la teoría empíricamente, con evidencia directa. Una de las maneras que se le ocurrieron al físico para obtener pruebas fue que se midiera desde un mismo punto de la Tierra la posición aparente de las estrellas durante el día y la noche, es decir, el lugar donde se ven en el cielo.
Según su teoría, el Sol sería como la pelota que distorsiona la tela del espacio-tiempo, y lo que pase cerca de él, como partículas de luz, curvearían su camino. Debido a que durante el día el Sol está más cerca de nosotros, la luz que llega de las estrellas (y que nos indica su posición aparente) estaría un poco más curveada que durante la noche, y su posición sería ligeramente distinta.
El problema es que la luz de las estrellas durante el día no es visible, pues el Sol las opaca. A menos que haya un eclipse total. Este eclipse llegó en 1919 y “fue lo que hizo reconocido a Einstein” dice Carolina Rodríguez.
En 1919, durante un eclipse solar total visible desde Brasil e Isla Príncipe, en África, se logró recabar la primer evidencia empírica de la teoría de la relatividad general. Dos astrofísicos, Arthur Eddington y Frank Dyson, tomaron mediciones muy precisas de la posición de un grupo de estrellas durante el eclipse, y después, en exactamente el mismo lugar, durante la noche.
“Encontraron que sí había una diferencia, las estrellas parecían como si estuvieran desplazada de su posición real”. Los cálculos de la diferencia entre la posición durante el día y la noche resultaron ser precisamente los que la teoría de la relatividad general había predicho.
En 1922 hubo otro eclipse que también contribuyó a corroborar esta teoría, así como varios más hasta 1973, en que se comenzó a utilizar otro tipo de tecnología, como radiotelescopios, para medir la distorsión de luz de las estrellas y otros objetos. La teoría de la relatividad general cuenta hoy en día con muchísima evidencia de diversos tipos.
Así se descubrió el Helio
El Helio es el segundo elemento más común en el universo, y el único cuyo descubrimiento se hizo fuera de nuestro planeta. En 1868, el astrónomo Joseph Norman Lockyer estaba, como muchos científicos de su tiempo, maravillado con una nueva técnica llamada espectroscopía.
Ésta consiste en pasar luz a través de algún dispositivo, como un prisma, para “dividirla” en los espectros o luces de diferentes longitudes de onda que la conforman. Estas longitudes de onda informan sobre los elementos de los que está hecha la fuente de luz, pues cada uno de ellos refleja un color particular.
Lockyer observó en una espectroscopía hecha por Jules Janssen durante un eclipse, que la luz del sol tenía una línea amarilla. Ningún elemento conocido hasta ese momento daba ese color. Dedujo que por lo tanto tendría que ser un nuevo elemento, al que bautizó Helio, por la palabra griega helios que significa sol.
Fue hasta 1895 que el Helio se descubrió en la Tierra, confirmando que producía el mismo espectro que el del Sol.
