Periodos de Rotación Sidéreos y sinódicos

Periodos de Rotación Sidéreos y sinódicos

Cuando un planeta gira alrededor de su eje, las estrellas parecen moverse alrededor de la proyección del eje del planeta en el espacio. El tiempo requerido por las estrellas para dar una vuelta es el llamado periodo sideral de rotación o simplemente el periodo de rotación del planeta.

Mientras el planeta rota, este también se está moviendo alrededor del Sol. El cambio aparente de la posición del Sol entre las estrellas  tiene como resultado, que este no se mueva  en la misma cantidad de tiempo en que las estrellas lo hacen. Dependiendo de si la rotación del planeta sea directa (en el mismo sentido que el movimiento orbital) o que sea retrograda (en el sentido opuesto de su movimiento orbital) , el tiempo que el Sol se toma para completar una vuelta, el cual es llamado el periodo sinódico de rotación o la longitud del día, puede ser mayor o menor que el periodo sideral de rotación.

La tabla muestra que el periodo sidéreo de rotación y la longitud del día para la Luna y los planetas. Tal como puede ver en ella, para la mayoría de los cuerpos, los dos tiempos son muy parecidos, pero para objetos que posean lentas velocidades de rotación, tales como la Luna, Mercurio y Venus, hay una gran diferencia entre los dos periodos.

 Rotación retrograda

Todos los planetas orbitan o giran alrededor del Sol en el mismo sentido, hacia el este. La mayoría de ellos también giran alrededor de sus ejes en este mismo sentido. Venus, Urano y Plutón giran en el sentido opuesto, y si necesitáramos hacer alguna relación aritmética tal como una comparación entre su rotación y la longitud de su día, tendremos que distinguir entre “rotación directa” y la “rotación retrograda”. Para comprender esto hemos definido al periodo de rotación como el tiempo que este se toma para completar un giro sobre su eje hacia el este Causando que las estrellas giren en el cielo hacia el oeste. Si el planeta rota en el sentido opuesto, tendríamos que hacer pasar el tiempo hacia atrás para ver el movimiento diurno hacia el este, por esto es que el periodo de rotación de un planeta que gire sobre su eje en sentido retrogrado es un número negativo.

[pic 1]

La inclinación de los planetas

Tomando como referencia una perpendicular al plano de la eclíptica  y eligiendo la dirección norte como el “0”, aquellos planetas que tengan inclinaciones mayores a los 90º , podemos decir que están dados vuelta o que rotan en sentido contrario respecto de su sentido orbital.

Explicación de la diferencia entre rotación y longitud del día

Tal como muestra la tabla el periodo de rotación y la longitud del día son casi idénticos para todos los planetas exteriores. Para la Luna y los planetas interiores la situación es bastante diferente. Para Marte y la Tierra, que giran relativamente rápido, la diferencia entre ambos periodos es de tan solo unos pocos minutos pero, para la Luna, Venus y Mercurio la diferencia entre los dos valores es bastante grande. Para la Luna la diferencia es de dos “días”, si bien no es una gran diferencia, es lo suficientemente grande como para confundirlos si no se entiende bien la razón de esta diferencia. Para Mercurio y Venus la diferencia es tan grande, que a primera vista pareciera que ambos periodos no estuviesen relacionados.

Para entender porque son diferentes estos dos periodos conviene analizar el siguiente diagrama. En el hemos marcado un punto de referencia sobre el planeta y representa los cambios de posición durante una rotación completa .

[pic 2]

En la posición inicial se representa al instante del mediodía para una determinada localidad, al terminar una rotación, en la posición final el punto sobre el planeta se encuentra en la misma posición que al comienzo, si alguna estrella fuese visible durante el día, habríamos visto que esta ha completado una vuelta entera. Pero para el Sol la situación es distinta, aunque las estrellas hayan completado un giro el Sol parecería estar levemente desviado, en un ángulo “A”, como para haber completado el giro. Necesita un poco mas de tiempo para recorrer este ángulo “A” extra. Es por este aparente movimiento del Sol entre las estrellas que se origina la diferencia entre el periodo de rotación sidéreo y la longitud de un día en la Tierra.

El periodo de rotación de la Tierra

Para ver cómo trabaja esto, considere el caso de la Tierra. La Tierra gira alrededor del Sol en u n año o aproximadamente 365 días y cuarto, el numero de grados en un giro es de 360º, el cual es casi también la cantidad de días de un año, entonces el Sol parece moverse relativamente entre las estrellas, durante una rotación, en casi un grado.

Para calcular cuánto tiempo se toma la Tierra para rotar un grado dividiremos la longitud de una día, 24 horas o 1440 minutos por 360º , que nos da una velocidad de rotación de un grado en cuatro minutos 1º/4min. Dado que el movimiento del Sol difiere del de las estrellas en un grado y que este se toma unos cuatro minutos más para completar un giro, el periodo de rotación de la Tierra tiene que ser unos cuatro minutos menor que la longitud del día. Entonces un día tiene 24 horas completas y el periodo de rotación será de 23horas 56 minutos.

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