Cómo funcionan las fases lunares: la ciencia detrás del ciclo lunar

La Luna no produce su propia luz. Lo que la gente en la Tierra llama luz lunar es la luz solar reflejada en la superficie lunar, según la Dirección de Misiones Científicas de la NASA. En cualquier momento dado, el Sol ilumina exactamente la mitad de la Luna, así como ilumina la mitad de la Tierra. La porción de esa mitad iluminada visible desde la Tierra cambia constantemente a medida que la Luna viaja a lo largo de su órbita, y esa vista cambiante es lo que crea la secuencia conocida como fases lunares.

Por qué la Luna parece cambiar de forma

Según la NASA, la causa de las fases lunares es una geometría simple: las posiciones relativas del Sol, la Tierra y la Luna cambian cada día a medida que la Luna se mueve alrededor de la Tierra. Cuando la Luna se sitúa entre la Tierra y el Sol, su lado iluminado nos da la espalda, produciendo una luna nueva. Aproximadamente dos semanas después, cuando la Tierra se sitúa entre el Sol y la Luna, toda la mitad iluminada se enfrenta a la Tierra, produciendo una luna llena. Cada fase intermedia refleja un ángulo de visualización diferente de esa misma esfera medio iluminada.

La NASA también señala que la Luna está vinculada por mareas a la Tierra: gira sobre su propio eje en casi exactamente el mismo tiempo que tarda en orbitar la Tierra, por lo que el mismo hemisferio lunar siempre mira hacia nuestro planeta. El bloqueo de mareas explica por qué la gente en la Tierra nunca ve el lado lejano de la Luna, pero es un fenómeno separado de la geometría Sol-Tierra-Luna que produce las fases.

Las ocho fases reconocidas

La NASA describe el mes lunar como que contiene ocho fases nombradas, divididas en cuatro fases primarias y cuatro intermedias. Las fases primarias — luna nueva, cuarto creciente, luna llena y cuarto (o último) menguante — ocurren en un momento específico y calculable. Las fases intermedias describen las transiciones graduales entre ellas.

• Luna nueva — la Luna se sitúa entre la Tierra y el Sol; el lado cercano no está iluminado.
• Luna creciente — un fino creciente de luz crece en el lado derecho (vista del Hemisferio Norte).
• Cuarto creciente — la mitad del disco visible está iluminada; la Luna se encuentra a 90° del Sol en el cielo.
• Luna gibosa creciente — más de la mitad iluminada, el área iluminada aún crece.
• Luna llena — la Tierra se sitúa aproximadamente entre el Sol y la Luna; toda la mitad cercana está iluminada.
• Luna gibosa menguante — más de la mitad iluminada, el área iluminada se reduce.
• Cuarto menguante — la otra mitad del disco está iluminada.
• Luna menguante — un fino creciente permanece antes de la siguiente luna nueva.

Los términos creciente y menguante simplemente describen la dirección: creciente significa que la porción iluminada está creciendo, de la luna nueva hacia la luna llena, mientras que menguante significa que se está reduciendo, de la luna llena nuevamente hacia la luna nueva, según la descripción de la NASA.

Por qué el ciclo es de 29.5 días, no de 27.3

Dos números diferentes describen el movimiento de la Luna, y mezclarlos es una fuente común de confusión. El mes sidéreo — 27.32166 días, o 27 días, 7 horas, 43 minutos y 12 segundos — es cuánto tarda la Luna en completar una órbita relativa a las estrellas fijas, según el sitio web de eclipses de la NASA en el Centro Goddard de Vuelos Espaciales. El mes sinódico — 29.53059 días, o 29 días, 12 horas, 44 minutos y 3 segundos — es cuánto tarda la misma fase (digamos, luna nueva a luna nueva) en repetirse.

El mes sinódico es más largo porque la Tierra misma se está moviendo alrededor del Sol mientras la Luna orbita la Tierra. Después de completar una órbita completa de 360° relativa a las estrellas, la Luna tiene que viajar una distancia adicional — aproximadamente 2.2 días más — para alcanzar el mismo alineamiento Sol-Tierra-Luna desde el que comenzó, explica el sitio de eclipses de la NASA. Este mes sinódico de 29.5 días es la base para los "meses" del calendario en muchas culturas y para el atajo común de que un ciclo lunar dura aproximadamente 29.5 días.

La órbita de la Luna no es un círculo perfecto

La trayectoria de la Luna alrededor de la Tierra es una elipse con una excentricidad media de 0.0549, según el sitio de eclipses de la NASA, lo que significa que la distancia Tierra-Luna varía a lo largo de cada órbita. El perigeo, el punto más cercano, ha variado entre aproximadamente 356.355 y 370.399 km durante los últimos cinco milenios, mientras que el apogeo, el punto más lejano, ha variado entre aproximadamente 404.042 y 406.725 km en el mismo período. Un período orbital separado — el mes anómalo, que promedia 27.55455 días — mide el tiempo de un perigeo al siguiente.

El plano orbital de la Luna también está inclinado aproximadamente 5.145° en relación con el plano orbital de la Tierra alrededor del Sol (la eclíptica), según la misma fuente de la NASA. Esa inclinación es la razón por la que los eclipses solares y lunares no suceden cada mes aunque sí lo hacen las lunas nuevas y llenas: la Luna generalmente pasa ligeramente por encima o por debajo de la línea Sol-Tierra. Los eclipses son posibles solo durante dos "estaciones de eclipse" cada año, cuando una luna nueva o llena coincide con la Luna cruzando el plano eclíptico, explica la página de geometría de eclipses de la NASA.

Fases y mareas oceánicas

Las fases lunares también corresponden a un patrón de mareas predecible. La Administración Nacional Oceánica y Atmosférica de EE. UU. (NOAA) explica que durante lunas nuevas y llenas — cuando el Sol, la Tierra y la Luna están casi alineados — los tirones gravitacionales del Sol y la Luna se refuerzan mutuamente, produciendo "mareas vivas" con mareas altas más altas y mareas bajas más bajas. Durante las fases de cuarto creciente y cuarto menguante, cuando el tirón del Sol en el océano se cancela parcialmente con el tirón de la Luna, el resultado es una "marea muerta" de menor amplitud. Tanto las mareas vivas como las muertas ocurren dos veces en cada mes lunar, señala la NOAA.

Qué cuenta como una "luna azul"

Debido a que el mes sinódico (aproximadamente 29.5 días) es más corto que la mayoría de los meses del calendario, ocasionalmente dos lunas llenas caen dentro del mismo mes del calendario. El sitio de divulgación científica EarthSky, dirigido por la astrónoma Deborah Byrd, describe esto como la definición moderna y popular de una "luna azul". Una segunda definición más antigua — la tercera luna llena en una estación que contiene cuatro lunas llenas en lugar de las tres habituales — proviene del Almanaque de Agricultores de Maine de 1937. EarthSky rastrea la versión ahora común de "segunda luna llena en un mes" a un artículo de 1946 en la revista Sky & Telescope del astrónomo aficionado James Hugh Pruett, quien malinterpretó la regla estacional del almanaque. Las lunas azules mensuales se repiten aproximadamente siete veces cada 19 años, o aproximadamente cada dos o tres años, según EarthSky.