EXAMEN DE ASTRONOMIA ESFERICA
¿A que es debido que el T.A.I y el T.E difieran exactamente -32.184 segundos?
Sus orígenes se fijaron al T.U en épocas diferentes, por lo que la disminución de la velocidad de
rotación de la tierra ha provocado esta constante.
Defina cada uno de los tiempos rotacionales que conozca, indicando que elemento los origina y
cuándo se produce el cero de la escala que definen.
El movimiento de rotación de la tierra, y como consecuencia de él el aparente de la esfera
celeste. (unidad de día).
Movimiento de traslación de la tierra alrededor del sol. (Tiempos de efemérides.) Tiempo que
tarda la tierra en pasar dos veces por un mismo punto de su orbita. (Leyes de Kepler).
Desplazamientos de cuerpos por el espacio, porque tiene que ser la tierra también podía ser el
tiempo de traslación de Marte Pero ya no sería tiempo de efemérides serían tiempos dinámicos
(mediante un satélite artificial).
Tiempo atómico (traslaciones cuánticas en el núcleo de los átomos). Mas moderno y el que se
utiliza. Define actualmente la unidad de medida segundo en el sistema internacional.
Defina Esfera Celeste.
Se denomina esfera imaginaria de radio arbitrario, con centro en un punto cualquiera del
espacio, en cuya superficie los astros se disponen tal como se ven en el cielo en cierto
momento desde este punto dado del espacio. De este modo, el observador imaginario que se
encuentra en el centro de la esfera celeste, debe ver la posición de los astros en la superficie de
ésta exactamente en la misma posición relativa en la que el observador real ve los astros reales
en el cielo.
Defina la línea de los equinoccios. Identifique los dos puntos fundamentales de dicha línea con
su correspondiente nombre, dibújelo y, dentro del dibujo, sitúe también el movimiento del Sol.
El plano de la eclíptica (por donde circula el sol) forma con el plano del ecuador un ángulo
denominado oblicuidad de la eclíptica y denotado por
. Este ángulo es aproximadamente de
23º27’ pero no es constante sino que varía en el tiempo tal y como será estudiado
posteriormente. El plano de la eclíptica corta al plano del ecuador celeste según distintas rectas
en función de la posición de la Tierra en su órbita alrededor del Sol. Un caso particular es de
singular interés; cuando el Sol, en su movimiento aparente, corta el ecuador celeste para pasar
del hemisferio austral al boreal, la intersección del plano de la eclíptica con el plano del
ecuador celeste da lugar a una recta denominada línea de los equinoccios. La línea de los
equinoccios interfecta a la esfera celeste en dos puntos: en el punto del equinoccio de
primavera, punto Aries () o vernal, y en el punto del equinoccio de otoño, punto Libra (
). En el
punto del equinoccio de primavera el Sol cruza el ecuador celeste, pasando del hemisferio
austral de la esfera celeste al hemisferio boreal. En el punto del equinoccio de otoño el Sol
cruza el ecuador celeste, pasando del hemisferio boreal de la esfera celeste al hemisferio
austral. Cuando el Sol se encuentra en el punto Aries o en Libra la duración de la noche es igual
a la del día, de ahí el nombre de equinoccio, que significa en latín igualador.
Defina vertical geocéntrica, geográfica, geodésica y Astronómica.
La vertical geocéntrica es la línea que pasa por el centro de la superficie tomada como
aproximación a la Tierra y el punto sobre esa superficie. La vertical Geográfica es la línea
perpendicular a la esfera tomada como modelo terrestre y el punto de observación, la vertical
geodésica es la línea perpendicular al elipsoide tomado como modelo terrestre y el punto de
observación y la vertical astronómica es la que define la derección de la vertical física sobre el
punto de observación.
De los cuatro sistemas de referencia celestes estudiados, ¿Cuáles de ellos se pueden considerar
inerciales y por qué?
Sistema ecuatorial absoluto y sistema eclíptico ya que son sistemas que no rotan en el espacio
inercial.
Diferencia entre coordenadas instantáneas de un punto y absolutas.
Las coordenadas instantáneas se refieren al Polo Norte Instantáneo y las absolutas al Polo
medio convencional, IERS.
Diferencia entre Tiempo Atómico y Tiempo Atómico Internacional.
Tiempo atómico es la escala particular de un determinado reloj atómico, mientras que tiempo
atómico internacional es la escala de tiempo atómico adoptada internacionalmente como la
media de más de 200 relojes atómicos distribuidos por todo el mundo y convenientemente
ponderados.
En día solar medio, un día Sidéreo, ¿es mayor o menor que un día solar Medio?
Menor ya que el sol Medio se mueve en sentido directo aparentemente, por lo que se irá
alejando del punto Aries que es un punto fijo en la esfera celeste, así el meridiano superior local
encontrará al punto Aries (punto principal para la definición del día sidéreo) antes que al sol
medio.
En el paso de hora civil a verdadera en Greenwich se debe interpolar en la ecuación de tiempo
para obtener el valor de la hora exigida, de la misma forma, ¿Por qué no se interpola el valor de
la hora Sidérea a las cero horas de TU en el paso de Hora civil a Sidérea en Greenwich?
Debido a que el movimiento aparente del punto áries, que es constante, viene implícito en la
transformación de los intervalos de tiempo, se multiplica por un valor constante de
1.00273791.
¿En qué línea se intersectan el meridiano celeste local y el ecuador celeste?
En una recta que interfecta a la esfera celeste en dos puntos: en el punto superior del ecuador
Q’, más cercano al cenit, y en el punto inferior del ecuador Q, que está mas cerca del nadir.
En un lugar de latitud 72º Norte, ¿Cuándo el sol permanecerá todo el día sobre el horizonte?
Cuando la declinación del sol sea superior a 18º.
En un punto de latitud Norte determinado y en un instante determinado, ¿Son visibles dos
estrellas de alturas positiva y negativa a la vez?. ¿Y dos estrellas de declinación positiva y
negativa a la vez?
Dos estrellas con latitudes positivas y negativas no será posible verlas al mismo tiempo, ya que
la de altura negativa se sitúa por debajo del horizonte de observación, en cambio si es posible
ver simultáneamente dos estrellas de declinación positiva y negativa, siempre que ambas se
sitúen por encima del horizonte.
¿Existe alguna diferencia entre el movimiento aparente sobre la bóveda celeste de las estrellas
y de los planetas?.
Si, las estrellas se moverán en la misma dirección y con la misma velocidad al ser puntos fijos
sobre la esfera celeste, en cambio, los planetas presentarán movimiento propio sobre la esfera
celeste.
Explique la diferencia entre Meridiano Celeste Convencional y Meridiano Terrestre
Convencional.
El meridiano celeste convencional viene definido por el polo CEP (Posición media para una
época de referencia) dentro del círculo de precesión, mientras que el meridiano terrestre
convencional viene definido por el polo IERS (centro de los círculos de oscilación libre del
movimiento del polo).
Explique los objetivos de la Astronomía de Posición y su relación con la Topografía.
Objetivos son el establecimiento de los sistemas de coordenadas celestes,obtención de los
parámetros que caracterizan la rotación terrestre y resolución de los problemas relacionados
con la determinación de coordenadas astronómicas de un lugar y el acimut a una referencia. La
relación existente entre la topografía y la astronomía es la orientación de mapas y planos al
Norte Geográfico, determinación de coordenadas latitud y longitud astronómicas de un vértice
así como el acimut a una dirección conocida y establecimiento y mantenimiento de los
sistemas y marcos de referencia terrestres y celestes.
¿La altura del sol ¿es mayor una hora antes de pasar por el meridiano superior del lugar o 1
hora después?.
La altura será la misma ya que se trata de una particularización de posiciones correspondientes
y siempre será inferior a la altura que alcanza cuando atraviesa el meridiano superior del lugar.
¿La coordenada ángulo horario ¿variará a lo largo del movimiento diurno?, ¿Depende del lugar
de observación?. Justificar y dibujar las respuestas.
Depende del lugar de observación ya que su origen está contenido en el meridiano celeste local.
Para un astro, y para un instante, la diferencia entre el ángulo horario del mismo para dos
observatorios distintos coincide con la diferencia de longitud astronómica transformada en
tiempo. Además esta coordenada varía con el tiempo. Las estrellas, por la rotación de la esfera
celeste, se desplazan en su paralelo celeste de este a oeste. Si se asume que el movimiento de
rotación de la Tierra es uniforme, la variación del ángulo horario de una estrella es uniforme.
Cuando una estrella cruza el meridiano celeste local su ángulo horario se anula, transcurrido un
intervalo de tiempo, el ángulo horario será igual al tiempo transcurrido. He aquí la explicación
del sentido de crecimiento del ángulo horario y el motivo del porqué de que a este sistema de
coordenadas se le denomine ecuatorial horario. (Dibujo de la página 8 del libro).
¿La estrella polar atraviesa el primer vertical al este de valencia?.
No, ya que su culminación superior no se produce al sur del cenit.
¿La latitud geográfica, ¿es geocéntrica?. Justifique la respuesta.
Si ya que la figura que se adopta como aproximación a la tierra en el caso de coordenadas
geográficas es una esfera y, por tanto, la vertical geográfica pasa por el geocentro.
Para que se utiliza la ecuación de Laplace en astronomía de Posición.
Para obtener la diferencia entre un acimut astronómico reducido al geoide y el geodésico,
reducido al elipsoide.
¿Por qué en el desarrollo de las ecuaciones de movimiento del polo sobre Latitud, Longitud y
acimut a una referencia son validas aproximaciones de primer orden en serie de Taylor?
Debido a que las variaciones del polo son muy pequeñas, aproximadamente se mueven entorno
a 0.1 segundos, por lo que una aproximación donde nos quedamos con el primer término
únicamente es suficientemente precisa.
¿Por qué es necesario la definición de un sistema de referencia Geocéntrico Terrestre?.
Para el posicionamiento de puntos (utilidad cartográfica, geodésica y topográfica), para la
navegación y para situar las observaciones terrestres en ese sistema de referencia.
¿Por qué la ascensión recta del Sol medio y la longitud eclíptica del Sol ficticio son iguales?.
El origen de la medición de las dos coordenadas es el mismo: el punto Aries y se mueven de
forma uniforme en el mismo sentido aunque uno lo haga por el ecuador y el otro por la eclíptica
(ambos son círculos máximos de la esfera celeste y por tanto con las mismas dimensiones).
¿Por qué la definición del eje X en el Sistema de Referencia Terrestre es un convencionalismo?.
Se eligió la dirección de Greenwich de forma convencional de la forma que se podría haber
elegido otro meridiano cualquiera.
¿Por qué no es constante la duración del día solar verdadero?
Porque, al no ser el sol un punto fijo en la esfera celeste, sino que está animado de una
traslación aparente en torno a la tierra con velocidad variable debido a la segunda ley de Kepler,
y definido día solar verdadero como el intervalo de tiempo entre dos pasos sucesivos del sol
verdadero por el meridiano superior de lugar, se comprende que no se tendrá una duración
constante del día solar verdadero definido.
¿Por qué una observación realizada en un punto cualquiera de la Tierra (observación
topocéntrica) a una estrella coincidirá con los resultados de la observación a la misma estrella
efectuada desde el centro de la tierra (observación geocéntrica) ?.
Las distancias a las que se encuentran las estrellas hacen despreciables el valor del radio
terrestre en comparación y se pueden considerar paralelas las dos observaciones.
¿Puede existir una estrella circumpolar con culminación al sur del cenit?
Si para latitudes muy altas.
¿Qué condición debe cumplir un astro para que en su movimiento diurno alcance el primer
vertical en un punto de observación situado en el hemisferio sur?
Que su culminación superior se situe al norte del cenit.
¿Que definición daría para la Astronomía de Posición?
Estudia la posición de los cuerpos celestes, la determinación de posiciones geográficas y la
rotación de la Tierra apoyándose en los métodos teóricos y prácticos de la medición de ángulos
en el cielo, para lo que se realizan observaciones de lo posición de los astros. La pretensión de
obtener observaciones de la mayor precisión posible minimizando los errores de medida remite
al estudio de los instrumentos, que nos lleva a su vez a la óptica y al a física.
¿Qué dos tiempos relaciona la ecuación de tiempo?.
Relaciona el tiempo medio (ecuador) con el tiempo solar verdadero (eclíptica).
¿Qué efecto físico es el causante de la precesión planetaria y que consecuencias tiene sobre las
coordenadas de una estrella?.
La atracción de los planetas es demasiado pequeña como para provocar cambios en la posición
del eje de rotación del a tierra, pero influye en el movimiento de la tierra alrededor del sol,
desplazándose en el espacio la posición del plano de la eclíptica. Este efecto provoca la
precesión planetaria anua en ascensión recta sobre las estrellas.
¿Que entiende por marco y por sistema de referencia?
El sistema de referencia al al conjunto de hipótesis, teorías físicas o adopción de parámetros
que permiten situar una tripleta de ejes coordenados en el espacio; por marco de referencia se
entiende al conjunto de puntos con coordenadas en un sistema de referencia que materializan
en el espacio ese sistema de referencia.
¿Qué es la Hora Sidérea a las cero horas de Tiempo Universal?
El tiempo que hace que el punto Aries pasó por el meridiano superior de Greenwich, cuando el
sol medio se encuentra en el antimeridiano de Greenwich.
¿Qué ley de Kepler y qué consecuencia tiene esta ley para inducirnos a pensar que la utilización
del Sol verdadero como patrón de tiempo homogéneo no es posible?.
La segunda ley de Kepler. Ya que nos dice que el área descrita por el radio vector del planeta
durante el tiempo At cerca del perihelio(la tierra se encuentra mas cerca del sol), es igual al
área descrita por dicho vector durante el mismo tiempo cerca del afelio (la tierra se encuentra
mas lejos del sol). Se deduce que el planeta tierra tiene mayor velocidad en el perihelio que en
el afelio, por tanto su movimiento alrededor del Sol es irregular.
¿Sería posible utilizar el sistema de coordenadas ecuatorial absoluto para determinar posiciones
en el Sistema de Referencia Terrestre Convencional con homogeneidad y de forma absoluta?
Justifique la respuesta.
No, ya que la coordenada ascensión recta variará constantemente al no participar el pnto áries
de la rotación terrestre.
Si al sumar la Hora Sidérea a las cero horas de Tiempo Universal (HS a las 0h de TU) y el
intervalo sidéreo (1.00273791), se excede de 24 horas. ¿Se ha de cambiar la fecha del día?.
¿Qué hay que hacer?.
No debido a que el tiempo sidéreo no rige el cambio de fecha (viene regido por el Tiempo
Universal). Se restan 24 horas.
Sobre que superficie de referencia se apoyan respectivamente las coordenadas Geográficas,
Geodésicas y Astronómicas
Las coordenadas Geográficas se apoyan sobre una esfera, las geodésicas sobre el elipsoide y las
astronómicas sobre el geoide.
¿Una estrella circumpolar puede estar en máxima digresión?
Si, la condición de máxima digresión se cumple para las estrellas circumpolares.
Una estrella de Declinación determinada en un momento determinado, ¿Qué coordenada
Latitud tiene?
Las dos coordenadas son iguales ya que ambas poseen el ecuador como plano principal y se
miden de forma positiva hacia el polo norte.
Un lugar de longitud positiva, ¿en que punto cardinal se encuentra respecto al meridiano
superior de valencia?.
Al Este.
Un observador situado en el hemisferio austral, ¿en que sentido ve girar la bóveda celeste?.
En sentido antihorario.
Igual que si un observador esta situado en el hemisferio boreal (norte) viéra girar la bóveda
celeste en sentido horario.
Todo lo contrario ocurre con la esfera terrestre.
Un observador situado en el hemisferio Boreal (norte) verá girar la esfera terrestre en sentido
antihorario y si este observador esta en el hemisferio austral la verá girar en sentido horario
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