Eclipses solares para tontos: Paso 1: órbita ecuatorial de la luna alrededor de un planeta sin inclinación axial

1. Cada luna nueva sería un eclipse solar total.

Incorrecto. Incluso si la Tierra no tuviera inclinación axial y la Luna tuviera una órbita ecuatorial, eso no significa que cada luna nueva sería un eclipse solar total. Sí, la luna siempre generaría algún tipo de eclipse en cada luna nueva, pero la forma de su órbita no ha cambiado, sigue siendo una elipse. Está más lejos en algunos puntos de su órbita y más cerca en otros. Cuando está más lejos en la luna nueva, parece más pequeño que el sol en el cielo, formando un eclipse anular (en anillo), no un eclipse total.

2. El camino de la totalidad siempre cubriría la misma área: un corredor de 250 km de ancho con su centro en el ecuador (es decir, 125 km en el hemisferio norte y 125 km en el hemisferio sur).

Por la misma razón que (1), el camino de la totalidad variaría desde una cantidad máxima hasta nada. En cambio, para los eclipses anulares habría un camino similar de anularidad. Pero cualquiera que sea el camino, siempre estaría centrado en el ecuador.

3. Creo que el camino de la totalidad no siempre cubriría la misma área, por ejemplo, siempre sobre África, así que P1: ¿Existe una fórmula simple para predecir qué áreas estarían en el camino de la totalidad?

Estoy seguro de que hay fórmulas que predecirían qué áreas estarían en el camino de la totalidad/anularidad, pero no serían simples. Dependerían exactamente de cuándo ocurre la luna nueva y la distancia exacta entre la luna y la tierra. Eso controlaría qué franja a lo largo del ecuador vería el eclipse y qué tan ancho sería. Debido a que la luna se ralentiza en su órbita cuando está más alejada de la tierra, y se acelera en su órbita cuando está más cerca de la tierra, el tiempo entre lunas nuevas no es constante. El hecho de que la propia órbita de la Tierra alrededor del sol también sea elíptica, y también disminuya/acelere cuando está lejos/cerca del sol también complica esto.

4. En la vida real, el momento de totalidad puede variar de segundos a siete minutos. Pero en mi ejemplo de estudio, P2: el período de totalidad debe ser siempre el mismo, ¿no? Porque la trayectoria de cruce de la luna y el sol es siempre la misma (mientras que en la vida real la luna puede superponerse al sol en diferentes ángulos y yendo en diferentes direcciones) P3: ¿Cómo puedo calcular este período de tiempo?

Nuevamente, debido a la órbita elíptica de la Luna, la longitud de la totalidad o anularidad todavía puede variar. Incluso durante un solo eclipse, la duración de la totalidad depende de su ubicación exacta en la Tierra. Tu ubicación exacta determina tu distancia exacta de la luna durante el eclipse, que variará dependiendo de si la luna se está acercando o alejando y qué tan rápido. Hay fórmulas para calcular esto, pero estoy seguro de que son bastante complicadas incluso con la Luna orbitando sobre el ecuador y con la Tierra sin inclinación axial.

5. ¿Qué pasa con las latitudes para las que el eclipse solar solo se vería como parcial? Entiendo que cuanto más cerca esté del camino de la totalidad, más tapado estará el sol, y viceversa. P4: ¿Hay un valor establecido que diga, por ejemplo, que por cada km, se ve otro grado?

En general, cuanto más cerca esté del ecuador, más se cubrirá el sol. Pero esto variaría ligeramente dependiendo de la distancia de la Luna a la Tierra, y no dependería únicamente de tu latitud. Como señala Gerald, la sombra de la luna, en la que verías un eclipse solar total, tiene forma de cono. Diferentes puntos de la Tierra cerca del ecuador experimentarían una sección transversal diferente del cono, que puede ser más estrecha o más ancha dependiendo de su ubicación exacta. Donde el eclipse es parcial, el tamaño aparente de la luna controlaría qué parte del Sol está cubierta. Una luna más lejana parecería más pequeña en el cielo y, por lo tanto, cubriría menos parte del Sol. Cerca del límite donde la Luna parece rozar al Sol, la Luna puede pasar por alto al Sol por completo si está lo suficientemente lejos y parece lo suficientemente pequeño.

1. Puede o puede que no.
2. No.
3. P1: Una fórmula: sí, una fórmula simple: no.
4. P2: No para cada punto de la Tierra. Esto se debe, por ejemplo, a diferentes cocientes de distancia. P3: Depende de distancias, tamaños, velocidades angulares, posición en la Tierra.
5. P4: Sí, pero es diferente para cada punto, no solo por latitud. Incluso en el ecuador, pueden existir puntos con y puntos sin totalidad. Eso es porque la sombra de la Luna no es cilíndrica, sino un cono. Y porque la Tierra no es un plano perpendicular al eje Sol - Luna. Y la distancia Luna - Sol está variando debido a su órbita alrededor de la Tierra.