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Observación de las ocultaciones y de los eclipses mutuos de los satélites de Júpiter.
Campaña PHEMUS 2002-2003

 

José Luis Trisán

© Grupo Astronómicos Silos


1.Importancia de la observación de los Phemus
2.¿En qué consisten los Phemus?


Hasta comienzos de la década de los 60, cuando empezaron a planearse los primeros viajes hacia los grandes planetas gaseosos, los fenómenos mutuos de los satélites galileanos de Júpiter no tenían apenas importancia dentro de la astronomía tanto profesional como amateur, por lo que apenas eran observados. Hasta entonces pocas son las observaciones de las que se tiene constancia. Aunque las primeras de ellas tuvieron lugar durante el siglo XVII, poco después del descubrimiento del anteojo, no sería hasta 1891 cuando se realizó la primera observación científica de un fenómeno de este tipo. Fue el astrónomo español Comas Solà quien tomó nota de la ocultación parcial de Io por Europa. A partir de comienzos del siglo XX se realizaron las primeras predicciones, bastante imprecisas ante la falta de datos y que solamente fueron observadas por unos pocos aficionados, ya que los observatorios profesionales hace tiempo que habían desistido de observar estos "inútiles" fenómenos. Sin embargo, todo cambio con la llegada de la, entonces nueva ciencia, la astronáutica y con ella los viajes espaciales de exploración a otros mundos más allá de la atmósfera de nuestro planeta. A partir de mediados de los años setenta la observación de los fenómenos, tanto clásicos como mutuos, empieza a aumentar, culminando en 1985 con una campaña a nivel mundial durante la cual se obtuvieron 418 curvas de luz correspondientes a 237 fenómenos distintos, más del 65% de los teóricamente visibles desde nuestro planeta.

 

Importancia de la observación de los Phemus.

Durante los últimos años se ha comprendido que los fenómenos mutuos son particularmente importantes por varias razones. Los científicos encargados del diseño de las primeras misiones hacia Júpiter o Saturno, tales como las longevas misiones Pioneer, necesitaban saber con toda exactitud la posición de estos planetas y sus principales lunas. Pese a que estos fenómenos son conocidos desde hace siglos y a que se realizan multitud de observaciones a nivel mundial, la posición de los satélites galileanos de Júpiter es bastante inexacta debido sobretodo al efecto marea que sobre ellos ejerce Júpiter y que provoca que con los datos actuales puede haber diferencias de cientos de kilómetros entre la posición real y la calculada gracias a las efemérides disponibles.

Curva de luz de la ocultación de Io por Europa observado por Joaquín Vidal desde su observatorio de Monegrillo, Zaragoza.

Utilizando los fenómenos clásicos la precisión es de unos 500 Km, mientras que con los datos proporcionados por los Phemus, la precisión aumenta a tan solo 100 Km o incluso menos. Aquí radica la importancia de observar estos bellos eventos. Desde las primeras campañas preparatorias allá por 1973 y 1985, se han preparado observaciones mundiales en 1990-91 y en la última, en 1997. Esta próxima temporada comienza en septiembre de 2002 y finaliza en julio de 2003, con una buenas condiciones de observación para los astrónomos del hemisferio norte, ya que Júpiter se encontrará en su oposición en el próximo mes de febrero.

Por esto que se piden aportaciones de aficionados, bien sean observaciones visuales, fotográficas, con video o las más importantes, las realizadas con fotómetros o CCD. Además, los Phemus (del francés, Phénomenès Mutuelles) también nos sirve para conocer algo más de la superficie y albedo de los diferentes satélites, sobre todo del cambiante Io.

 

¿En qué consisten los fenómenos mutuos?

Más o menos cada 6 años(en concreto 5'93 años), la Tierra y el Sol pasan por el plano ecuatorial de Júpiter provocando los raros fenómenos mutuos entre los satélites galileanos. Gracias a la posición de los diferentes cuerpos que comparten este maravilloso baile celestial los fenómenos pueden ser múltiples y a cual más bello e interesante. Estos pueden ser de dos tipos: eclipses y ocultaciones. A su vez los primeros pueden ser penumbrales, parciales, anulares o totales, mientras que los segundos son rasantes, parciales o totales.

Diagrama de cómo se producen los fenómenos mutuos. Fuente GEA

Su duración va desde una hora ( algunos han llegado incluso a 4 horas) a menos de un segundo en el caso de los eventos rasantes. En cualquier caso la mayoría suele durar entre 5 y 10 minutos por lo que son eventos rápidos, lo que dificulta su posible observación. Se produce un ocultación mutua cuando la Tierra está en el plano ecuatorial de Júpiter y un eclipse cuando lo está el Sol.
Para el observador terrestre durante un determinado fenómeno se observa que el satélite eclipsado u ocultado disminuye su flujo de luz hasta que vuelve a su magnitud inicial.

Si tenemos en cuenta que la caída de ésta suele ser bastante considerable (de varias magnitudes), y que la de todos ellos ronda la magnitud 5, es fácil suponer que su observación es relativamente sencilla. Las observaciones se pueden realizar con telescopios de tan solo 15 cm pero la estabilidad y el seguimiento son primordiales para una buena toma de datos.
Existen diferentes maneras de realizar la observación de los fenómenos mutuos, sin embargo sólo una es realmente eficaz y a la que vamos a dedicar las siguientes líneas. Se trata de las realizadas anteriormente con fotómetros y en la actualidad con la conocidas CCD.
Antes de comenzar es necesario recordar que lo más importante es registrar la hora del evento con una precisión de 0'1 segundos, utilizando para ello diferentes fuentes de tiempo. La más accesible y una de las más fiables es la emitida por Radio Nacional de España(RNE).
Los datos que debemos tomar durante la observación son tres, a cual de ellos más importante:

  • Instante en el que tiene lugar el menor brillo.
  • Valor, en magnitud, del descenso de brillo.
  • Duración del fenómeno.

La toma de datos con CCD consistirá en obtener lecturas de brillo del satélite con un filtro V y a intervalos de 1 a 10 segundos, antes, durante y después del fenómeno. Como referencia para realizar la curva de luz podemos tomar a otro satélite cercano que no tome parte en el evento. Sin embargo, nos encontraremos con algunas dificultades. Una de ellas es la rapidez del fenómeno. Acostumbrados a la "lentitud" de la fotometría de estrellas variables nos puede llegar a sorprender durante las primeras observaciones. Otra dificultad es la proximidad del luminoso Júpiter. Será necesario dejarlo fuera del encuadre pero teniendo en cuenta que debemos dejar un tercer satélite visible. Por último, prestaremos atención al movimiento no lineal de los satélites que propiciará que debamos estar atentos para corregir el encuadre si fuera necesario. También hay que tener en cuenta el tamaño del diafragma, es decir, el tamaña del encuadre. Si es muy grande puede afectarnos la contaminación lumínica de Júpiter, pero si es pequeño obligará a recentrados continuos. Los datos tomados con CCD tienen algunas ventajas respecto a la clásica fotometría fotoeléctrica. En una misma imagen bidimensional tenemos simultáneamente la medida del flujo de luz del satélite eclipsado u ocultado, el fondo de cielo (que puede ser brillante o incluso variar) y un objeto de referencia.

Listado de PHEMUS para los próximos 3 meses phemus.pdf

Más información en http://www.bdl.fr/Phemu03/phemu03.html

* Nuestro agradecimiento a Joaquín Vidal y al GEA(Grupo de Estudios Astronómicos).



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2.¿En qué consisten los Phemus?

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