Aberración de la luz de las estrellas fijas
Hooke, 1669; Bradley, 1725
Astros caprichosos
Para un observador terrestre, las estrellas parecen moverse un poco, pero se trata de una ilusión óptica.
En el siglo XVII, la teoría copernicana del heliocentrismo, es decir, de la rotación de la Tierra y de los planetas alrededor del Sol, era aceptada desde el punto de vista intelectual, pero se seguía buscando un medio de demostrarla. Además, debido al gran desarrollo de la curiosidad por el universo, los científicos se preguntaban si sería posible medir la distancia a la que se encuentran las estrellas fijas por la medida de los ángulos del triángulo formado por una estrella y los dos puntos donde se encuentra la Tierra en un momento dado en el curso de su periplo orbital; dicho triángulo se denomina paralaje. En esa época se ignoraba que tales medidas requieren instrumentos extremadamente precisos, de los que no disponían, puesto que la mayor paralaje real jamás observada es inferior a un segundo de arco. Pero, a pesar de todo, los astrónomos se pusieron manos a la obra. Y obtuvieron paralajes sorprendentemente grandes, pero que consideraban plausibles. Así, en 1669, el inglés Robert Hooke observó la estrella Gamma Draconis y concluyó que su paralaje era de 30 segundos de arco; su compatriota John Flamsteed observó durante 8 meses la estrella Polar y concluyó que su paralaje era de 40 segundos de arco.
En el siglo XVIII, tanto la intuición como la falta de coherencia entre dos paralajes tan grandes llevaron al astrónomo inglés James Bradley
(1693-1762) a verificar la medida de las paralajes en cuestión. Con la ayuda de su colaborador Samuel Molyneux, Bradley instaló en 1725 un telescopio vertical, dirigido al cénit, de 7'52 m, con una abertura de 952 cm, que fijó a la chimenea de su casa. Su objetivo era observar una estrella cercana al cénit, que era la misma Gamma Draconis que había observado Hooke medio siglo antes.
Las comprobaciones de Bradley
Del 3 al 21 de diciembre de ese año, Bradley verificó que había mucho movimiento en la estrella y, tras un año de observación, determinó que la paralaje no era de 30, sino de 20 segundos de arco, lo que le pareció tanto más excesivo cuanto que las variaciones de la paralaje no estaban en fase con el movimiento de la Tierra sobre su órbita. En efecto, las variaciones máximas se producían cuando la Tierra se hallaba en los puntos 1 y 3 de su órbita, es decir, exactamente en el eje teórico de la estrella, y se deberían haber producido en los puntos 2 y 4.
Gracias a un nuevo telescopio que instaló en 1727, Bradley pudo ampliar sus comprobaciones al observar más de 200 estrellas. Y observó idénticas anomalías. Fue entonces cuando acuñó el término aberración de la luz para referirse a las estrellas fijas.
Bradley fue el primero en concebir el siguiente principio magistral, aún en vigor: las variaciones de las paralajes no se explican de modo intrínseco por los movimientos aparentes de las estrellas, sino por la relación entre la velocidad de la luz y el desplazamiento del observador. Dado que la luz tarda un tiempo determinado en atravesar la distancia que separa la estrella emisora de la Tierra, la imagen que percibimos en el momento T es, en realidad, una imagen virtual situada, a causa del movimiento de la Tierra, no en A, sino en A'. Si fabricamos una «trampa de luz» —una simple caja horadada en la cara superior—, el rayo que envía la estrella no atravesará la caja siguiendo una línea recta que parte de la imagen virtual, sino que se desviará siguiendo un ángulo igual a la paralaje observada. Este ángulo 6 permite calcular el emplazamiento real de la estrella.
La gran diferencia registrada por Bradley entre los movimientos aparentes de la estrella cuando la Tierra se hallaba en los puntos 1 y 3 de su órbita se explica de forma esquemática mediante la siguiente representación geométrica: si consideramos que la órbita terrestre se halla inscrita en un plano, la estrella observada se sitúa en el vértice de un cono inclinado: su rayo más largo
termina justamente en 1, el más corto en 3 y los que terminan en 2 y 4 son iguales. Bradley, por tanto, había cometido un error en su razonamiento, que, sin embargo, sería fructífero.
Pero Bradley cometió un segundo error: demasiado convencido de lo acertado de sus puntos de vista y de su método, aseguró que podía llegar a medir paralajes de un segundo de arco, lo que era falso, porque las paralajes que medía eran, en realidad, diferencias entre dos grandes cantidades y no midió ni una sola paralaje de forma correcta. No obstante, verificó la teoría coperni-cana y descubrió entretanto la aberración de la luz de las estrellas fijas.
D Otro descubrimiento
Espíritu particularmente agudo e intuitivo, Bradley detectó cambios constantes en la declinación que no podían deberse a la aberración: las medidas angulares de las distancias al norte yal sur del ecuador celeste variaban de forma regular. Y halló la causa exacta, que es la rotación del eje real de la Tierra alrededor del eje medio, debido a la atracción de la luna al nivel de la dilatación ecuatorial terrestre. Este descubrimiento de Bradley se denomina nutación.
Los astros no están donde se ven. El movimiento de la Tierra en su órbita hace que el tiempo que tarda la luz en llegar al ojo del observador sea variable, salvo cuando la Tierra se halla en los puntos 2 y 4. La estrella ocupa el vértice de un cono imaginario. |
Una medida muy difícil
Establecer una paralaje sigue siendo hoy en día una operación muy compleja, que depende de numerosos parámetros. En 1838, Bessel, en Koenisgsberg, y Struve, en Dorpart, establecieron de modo simultáneo las primeras paralajes significativas. Al estudiar Vega con un micrómetro de hilo, Stuve estableció una paralaje de O", 12 a O", 126 (la paralaje que actualmente se admite es de O", 12). Bessel, al estudiar la constelación Cisne con un heliómetro especial, obtuvo un valor de O", 30, que hoy se sigue admitiendo.
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