Periodos de Rotación Sidéreos y sinódicos

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Los periodos de rotación de los planetas exteriores.

Para los planetas exteriores utilizaremos los mismos cálculos que hemos utilizado con la Tierra, tomando la ventaja del hecho que ellos tienen periodos orbitales mucho más largos ,de manera que en uno solo de sus años completan una gran cantidad de rotaciones y en que por cada rotación la distancia que ellos se mueven es correspondientemente menor.

Marte tiene un año que dura casi el doble que el nuestro, unos 686,98 dias y su periodo de rotación es un poco mayor que el de la Tierra, dado que es de 24horas 37minutos 22.66segundos (muy a menudo se lo presenta como la longitud de un día en Marte). Dividiendo el periodo de rotación en un año, encontraremos que Marte rota unas 670 veces en uno de sus años, moviéndose alrededor del Sol medio grado en cada rotación. Dado que Marte rota en casi la misma cantidad de tiempo en que la Tierra lo hace, se tomara unos dos minutos para girar ese medio grado, por lo tanto el día en Marte debe ser unos dos minutos más largo que su período de rotación.

Aunque estos cálculos son tan solo aproximados, son bastante buenos.

Para planetas que están aun más lejos, el movimiento alrededor del Sol es aun menor, el tiempo requerido para compensarlo es de solo unos pocos segundos. Para Júpiter, la diferencia entre el periodo de rotación y la longitud del día es de tres segundos; y para Saturno, Urano y Neptuno es de alrededor del segundo. Plutón, a pesar de tener un periodo de rotación mucho mayor que el de los planetas jovianos, tiene una diferencia de 40 segundos, pequeña si la comparamos con los seis días que dura su periodo de rotación.

La técnica empleada hasta aquí funciona bien en planetas que tengan tasa de rotación rápidas, comparada con sus periodos orbitales, y entonces rotan cientos, miles o decenas de miles de veces en cada orbita. Pero para objetos que roten muy pocas veces en una orbita, el ángulo “A” es muy grande y significa que el planeta se tomara bastante tiempo para rotar ese ángulo extra y por lo tanto la diferencia entre el día y la rotación puede ser sorprendentemente larga.

El periodo de rotación y la longitud del día en la Luna

Dado que la Luna se mueve alrededor del Sol con la Tierra, el Sol se mueve también un grado por día en el cielo lunar. Pero mientras la Tierra rota en casi un día, la Luna se toma más de 27 días para rotar, entonces durante una rotación lunar el Sol se mueve aparentemente unos 27 grados entre las estrellas. Esto hace que la Luna tenga que rotar algo más de dos días para compensarlo. La diferencia de 2.2 dias parece mucha, pero se debe a que la Luna rota mucho más lentamente que la Tierra. Los cuatro minutos que le lleva a la Tierra compensar la posición del Sol entran unas 750 veces en los 27.3 días del periodo de rotación de la Tierra, es decir suman unos 3000 minutos, que contabilizan poco mas de unos dos días. Pero aquí no terminan los cálculos pues durante el tiempo que la Luna debe seguir rotando para compensar el movimiento orbital, esta por supuesto que continua girando alrededor del Sol, sumando otros dos grados de diferencia entre el movimiento solar y el estelar, para los cuales necesitara otras cuatro horas para compensarlo y durante esas cuatro horas la Luna se moverá una sexta parte de un grado alrededor del Sol, y entonces tendremos que seguir tomando estos intervalos de compensación hasta que la diferencia sea despreciable.

Un cálculo más preciso

Para la Luna podemos satisfacernos con solo dos de los pasos vistos recién. Pero si buscamos resultados precisos para Mercurio y Venus, quienes rotan aun más lento y tienen periodos orbitales más cortos, no podremos conseguirlos con una o dos correcciones; media docenas de pasos o mas serán necesarios, dependiendo de la precisión buscada. Entonces para estos planetas necesitamos otra manera de hacer los cálculos; pero afortunadamente, existe una forma relativamente sencilla y podremos hacerlos tan precisamente como queramos.

En un año, el planeta rota cierto número de veces y las estrellas giraran en el mismo número de veces. Si el planeta estuviera estacionario respecto del Sol, de manera que este estuviera fijo entre las estrellas, el Sol debería salir y ponerse el mismo número de veces en que lo hagan las estrellas, pero durante un año, el planeta gira una vez alrededor del Sol, y como resultado el Sol girara una vez hacia el este entre las estrellas. Si el planeta tiene movimiento directo, como la mayoría, de manera que las estrellas se mueven hacia el oeste en el cielo, el Sol se irá moviendo relativamente hacia el este; entonces este terminara girando una vez menos que ellas.

EL Nº DE DIAS EN UN AÑO = AL Nº DE ROTACIONES – 1.

Si el planeta tiene rotación retrograda, las estrellas se moverán en el cielo hacia el este en lugar que hacia el oeste y el movimiento hacia el este del Sol entre ellas resultara en que este cruzara el cielo una vez más de lo que las estrellas lo hagan en un año. Como a la rotación retrograda se le da un valor negativo al restarle uno tenemos un número negativo más grande y el número de días continua siendo uno menos que el numero de rotaciones.

El caso más sorprendente es el de Mercurio. Su lenta rotación y su rápido movimiento orbital generan una enorme diferencia entre el día y el periodo de rotación la que es casi triplicada por la duración del día. Pero lo que es realmente chocante es el hecho que, dado el periodo de rotación es 2/3 del periodo orbital y que el día sea exactamente igual a dos periodos orbitales, un punto del planeta mira hacia el Sol por un año completo. Más sorprendente es analizar estos movimientos teniendo en cuenta los cambios en la velocidad orbital de Mercurio entre el perihelio y el afelio. En el perihelio, las velocidades del Sol por la rotación y por el desplazamiento orbital son casi idénticas y se da el hecho entonces que por casi una semana el Sol aparece como estacionario en el cielo.

Objeto

Periodo

Orbital

Periodo

Rotacion

Rotaciones

Por año

Dias

Por año

Long. Del dia

Mercury

Venus