¿Por qué no hay eclipses todos los meses cuando la órbita de la luna está alineada con la eclíptica como resultado de la precesión lunar?

Hay algunas cosas aquí que creo que vale la pena mencionar:

1. La inclinación de la Tierra no tiene importancia aquí. Como dice el comentario, lo importante es cuánto se inclina la órbita de la Luna con respecto a la eclíptica. Ahora, se puede decir que si tanto la órbita del Sol como la de la Luna tienen la misma inclinación con respecto al ecuador de la Tierra (es decir, 23,5 grados), significa que las órbitas de la Luna y el Sol no tienen inclinación entre sí, y en realidad están en el mismo nivel. mismo plano; Pero esta es una conclusión equivocada. Porque no solo es importante la inclinación en sí, sino también su vector de dirección: es decir, dónde llegamos a la parte superior/botón. y dónde están los nodos (los puntos de intersección entre los planos; en la órbita del Sol también llamados equinoccios). Entonces, incluso si la órbita de la Luna siempre estuviera inclinada 23,5 con respecto al ecuador de la Tierra, eso no significaría que tendríamos un eclipse todos los meses; solo lo haríamos si los nodos estuvieran en la misma posición que los nodos de la órbita del Sol;

2. Y este es exactamente el problema aquí: cuando la órbita de la Luna está inclinada 23,5 grados con respecto a la inclinación de la Tierra, esto siempre sucede en las mismas dos direcciones específicas del vector de inclinación (contra el ecuador). Esas direcciones no son como la dirección del vector de inclinación de la eclíptica contra el ecuador.

3. Esto se debe a que la órbita de la Luna siempre tiene una inclinación de 5 grados. contra la órbita del Sol (también conocida como eclíptica). Entonces, en el período de esta precesión de nodos de 18,6 años: cuando los límites chocan (también el nodo, por lo que el vector de dirección es el mismo) la inclinación hacia el ecuador de la Tierra es de 28,5 grados o 18,5 grados; Cuando no lo hacen, el vector de dirección no es el mismo.

4. Aquí hay un problema algo sutil que me hace editar esta respuesta y es que la precesión del nodo de la órbita lunar con respecto al ecuador no está completa. en el sentido de que los nodos (nuevamente con respecto al ecuador) no superan los 360 grados en 18 años. Pero se ejecutan en un lapso mucho más pequeño de quizás alrededor de 25 grados, ~ 12.5 grados de cada lado del equinoccio solar. La precesión funciona como regular (360 grados en 18 años) cuando consideramos los nodos de la intersección no con el ecuador de la Tierra sino con la eclíptica.

La precesión del plano orbital de la luna no lo alinea con el plano de la eclíptica. El ángulo entre esos dos planos es de aproximadamente 5,14° (varía en ~±0,15°, principalmente debido a la perturbación del Sol). La precesión hace que la orientación del plano lunar varíe, pero el ángulo entre los dos planos permanece (casi) igual. Es muy similar a la precesión de este giroscopio (cortesía de Wikipedia ), excepto que el punto fijo del plano lunar está en el centro del plano (es decir, el baricentro Tierra-Luna).

A medida que el giroscopio avanza, el plano del disco de oro mantiene un ángulo constante con el plano horizontal.

Entonces, aunque ciertamente es cierto que el ángulo entre el plano lunar y el plano ecuatorial de la Tierra varía entre ~18° y ~28°, el ángulo entre los planos lunar y de la eclíptica se mantiene (relativamente) constante.

Es difícil dibujar un buen diagrama (o animación) para ilustrar esto. Creé una animación 3D interactiva que puede ser útil. ;) Por defecto, exagera la inclinación del plano lunar a 10° porque es un poco difícil ver lo que está pasando si usas el valor correcto de 5.14°.

Como se mencionó anteriormente, el plano lunar en realidad pasa por el baricentro Tierra-Luna (al igual que el plano de la eclíptica), pero en este diagrama esos dos planos pasan por el centro de la Tierra para simplificar las cosas. Es decir, los tres planos (eclíptica, ecuatorial y lunar) pasan por el centro de la Tierra. El plano de la eclíptica es gris, el plano ecuatorial es azul y el plano lunar es naranja. Hay líneas de colores a juego asociadas a los planos lunares y ecuatoriales que muestran sus ejes y donde cruzan la eclíptica.

El gran círculo negro en el centro del diagrama está en el plano de la eclíptica. El eje del plano lunar toca los dos pequeños círculos negros en la parte superior e inferior del diagrama.

Puede rotar, desplazarse y hacer zoom en el diagrama con el mouse, el botón izquierdo del mouse y la rueda de desplazamiento. En una pantalla táctil, use 1 dedo para rotar, 2 dedos para desplazarse y hacer zoom.

Recomiendo primero desactivar el plano ecuatorial para que pueda ver más claramente la precesión básica del plano lunar.

El stepsparámetro controla el número de cuadros de animación. Auméntelo para una animación más lenta y suave.

El plano ecuatorial también tiene precesión, pero con un período de aproximadamente 26.000 años. El plano lunar realiza una precesión con un período de ~18,6 años. Wikipedia tiene un buen artículo sobre las diversas precesiones lunares .

Aquí hay un gráfico (cortesía de JPL Horizons ) que muestra las pequeñas variaciones en la inclinación de la órbita de la Luna durante un par de años.