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Eclipses

 

Lunares

Geometria

Eclipses

O que é um eclipse da Lua?

É o alinhamento do Sol, da Terra e da Lua, tal que alguma região da Lua atravessa a sombra da Terra. Eclipses da Lua somente podem ocorrer na Lua cheia, quando a Lua se encontra na posição oposta à do Sol no céu.

Por que o aspecto da Lua varia muito de um eclipse para outro?

Porque ele depende principalmente da trajetória que a Lua descreve dentro da sombra, a qual pode variar de um eclipse para outro. Além disso, a Lua descreve uma órbita elíptica em torno da Terra, se apresentando 12% maior em diâmetro, quando se encontra mais próxima (perigeu), do que quando está mais afastada.

Por sua vez, a órbita elíptica que a Terra descreve em torno do Sol faz com que o disco solar aparente se apresente 3% maior em janeiro do que em junho. Uma vez que as dimensões da sombra da Terra dependem dos raios aparentes da Lua e do Sol, elas também variam a cada eclipse.

Quais são os tipos de eclipses lunares ?

Eclipses Penumbrais

Quando a Lua passa pela penumbra, mas não cruza a umbra, diz-se que o eclipse é penumbral. Esse tipo de eclipse passa despercebido na maioria das vezes. Somente quando a Lua fica com mais de 60% do seu disco imerso na penumbra, é que um leve escurecimento do seu disco se torna perceptível a olho nu.

Eclipses Umbrais

Os eclipses lunares umbrais são aqueles, nos quais, uma parte do disco lunar cruza a umbra. Eles podem ser parciais ou totais, dependendo se a Lua fica parcial ou totalmente imersa na umbra. Além disso, se algum ponto do disco lunar passar pelo eixo (centro) da sombra, diz-se que o eclipse é central. Somente eclipses totais podem ser centrais, porque o raio da umbra é sempre maior que o diâmetro aparente da Lua.

Além do tipo, quais são os outros parâmetros que descrevem um eclipse lunar?

É comum usar-se a expressão “magnitude do eclipse” (Mag), que é a fração máxima do diâmetro da Lua que fica obscurecida. Se ela for igual ou superior a 1, o eclipse será total, sendo que a diferença (Mag – 1) informa a distância mínima no meio do eclipse entre a borda lunar mais externa e a borda da umbra, expressa em termos do diâmetro aparente da Lua. Um valor Mag=1,2 indica que, no meio do eclipse, a borda da Lua mais próxima da borda da umbra distará dessa última 20% do diâmetro lunar aparente.

FREQUÊNCIA

Por que não ocorre um eclipse lunar a cada Lua cheia?

O tempo que separa 2 Luas cheias consecutivas é de 29,5 dias, contudo os eclipses lunares não ocorrem todo mês. Por que? Isso somente aconteceria se a órbita da Lua ao redor da Terra estivesse no mesmo plano da órbita da Terra ao redor do Sol. Contudo, como a órbita da Lua está inclinada um pouco mais de 5 graus em relação à da Terra, o satélite natural da Terra somente cruza a órbita do nosso planeta 2 vezes por mês em dois pontos denominados “nodos”. Todo o resto do tempo, a Lua fica acima ou abaixo do plano de órbita da Terra. Dessa forma, a condição para a ocorrência de um eclipse lunar é que a Lua cheia aconteça próxima a um dos nodos. Essas épocas favoráveis à ocorrência de eclipses ocorrem duas vezes por ano e são espaçadas de quase 6 meses.

Quais eclipses ocorrem com maior frequência, os solares ou os lunares?

Na segunda figura, vemos que o segmento de arco onde podem ocorrer eclipses é mais extenso do lado da órbita lunar mais próximo ao Sol que do lado oposto.

Essa configuração geométrica favorece a ocorrência de um número maior de eclipses solares do que lunares, na mesma proporção da extensão dos arcos. Dessa forma, de cada 8 eclipses 5 são solares.

Mas, se isso acontece, como se explica que vemos mais eclipses lunares que solares?

Por que, enquanto um eclipse lunar pode ser visto em todos os lunares da Terra onde a Lua se encontra acima do horizonte, os solares somente são observáveis de dentro de uma estreita faixa do hemisfério iluminado.

Quantos eclipses podem ocorrer por ano?

Com relação aos eclipses lunares, podem ocorrer de zero a 3 eclipses umbrais por ano. Com relação aos solares, podem ocorrer, no mínimo, 2 e, no máximo, 5 eclipses por ano. Sendo assim, são esperados anualmente em todo o mundo, 2 eclipses (solares) no mínimo e, no máximo, 7 eclipses (sendo 5 solares e 2 lunares ou 4 solares e 3 lunares). Em 1982, por exemplo, houve 7 eclipses, sendo 4 solares e 3 lunares totais.

Os eclipses voltam a ocorrer com condições parecidas depois de um tempo? Sim, existe uma notável coincidência que faz com que a Terra e a Lua reproduzam praticamente a mesma geometria de um dado eclipse a cada 18 anos, 11 dias e 8 horas. Esse período é chamado Ciclo de Saros.

Dois eclipses separados por esse período ocorrem sob circunstâncias muito parecidas: praticamente na mesma posição do nodo, quase na mesma distância Terra-Lua e na mesma época do ano. Porém, não ocorrem no mesmo lugar, porque o intervalo entre eles não é um número inteiro de dias, de forma que a diferença de 8 horas permite que a Terra gire 1/3 de volta, causando uma diferença em longitude de aproximadamente 120 graus. Num dado instante, dezenas de séries de Saros estão em andamento. No início de uma série, os eclipses são penumbrais, depois passam a ser parciais, em seguida totais, depois parciais novamente e, no final da série, penumbrais de novo. Uma série de Saros típica pode incluir mais de 70 eclipses e durar mais de 1300 anos.

MEDINDO A SOMBRA DA TERRA

A atmosfera da Terra também influencia nas dimensões da sombra terrestre?

Em 1702, Pierre de La Hire observou que precisava aumentar em aproximadamente 2% o raio calculado da umbra para que seus cálculos, os quais consideravam apenas a parte sólida da Terra, reproduzissem as observações. Ele atribuiu a diferença à influência da atmosfera terrestre. Desde então, os cientistas têm investigado como nossa atmosfera age para alterar as dimensões da sombra terrestre, que parecem variar de um eclipse para outro.

Podemos medir as dimensões da umbra durante o eclipse?

Sim, usando pequenos telescópios e baixos aumentos (de 40 a 60 vezes), devemos registrar os instantes em que a borda da umbra toca as bordas (limbo) da Lua ou cruza o centro das principais crateras lunares. Esses instantes denominam-se contatos. O resultado das análises fornece o raio médio observado da umbra, o qual pode ser comparado com o raio calculado, sendo sempre maior que esse último. A diferença corresponde à ampliação causada pela atmosfera da Terra.

Além do raio, o achatamento da umbra também pode ser determinado de forma aproximada a partir das cronometragens dos contatos.

O que os astrônomos brasileiros estão aprendendo com as cronometragens?

A análise de aproximadamente 1500 cronometragens obtidas por astrônomos amadores da Rede de Astronomia Observacional (REA) já forneceu interessantes conclusões sobre o raio e achatamento da umbra. Uma delas é que a camada da nossa atmosfera que contribui para formar a sombra da Terra alcança 91 km no Equador. Outra conclusão é que essa camada é bem mais baixa nos pólos do que no Equador, porque ela se apresenta bem mais achatada do que a forma geóide do nosso planeta.

O BRILHO DA LUA DURANTE O ECLIPSE

Por que conseguimos ver a Lua, mesmo quando ela está totalmente imersa na sombra da Terra? Porque a atmosfera da Terra filtra (atenua) e desvia (refrata) os raios solares para o interior da umbra. A luz que iria direto para a borda da umbra é aquela que é desviada para o seu interior fazendo-a brilhar debilmente durante a fase total do eclipse.

Por que a Lua se apresenta predominantemente avermelhada durante a fase total do eclipse?

Porque a atmosfera da Terra permite que a luz vermelha a atravesse muito mais facilmente que a azul.

Por que o brilho da Lua totalmente eclipsada varia de um eclipse para outro?

Por que ele depende da trajetória que a Lua descreve dentro da umbra. Quanto mais profundamente a Lua mergulha na sombra, mais escura ela fica. É normal que esse brilho se reduza em dezenas de milhares de vezes durante um eclipse total. Além disso, se houver grandes quantidades de aerossóis vulcânicos na estratosfera, o eclipse poderá ser bem mais escuro do que o previsto. Isso aconteceu com os eclipses lunares de 1992 e 1993 em virtude da violenta explosão do Monte Pinatubo em Junho de 1991 nas Filipinas. Na verdade, durante a fase total de um eclipse, a Lua se transforma numa imensa tela muito sensível, que mostra com nitidez o que ocorre com a nossa atmosfera. Mesmo vastas formações de nuvens ou incêndios florestais podem escurecer as partes mais internas da umbra.

Além disso, os modelos de computador usados para simular a sombra mostram que mesmo a depleção da camada de ozônio em altas latitudes pode alterar as dimensões da umbra e a nitidez de sua borda. Astrônomos brasileiros têm monitorado o brilho da Lua durante os eclipses para determinar a presença de grandes quantidades de cinzas vulcânicas na estratosfera e aperfeiçoar as previsões de brilho dos eclipses lunares.

Helio C. Vital

Fonte: www.geocities.com

Eclipses

Eclipse Lunar

Eclipses: Um espetáculo de luz e sombra

Os eclipses são fenômenos celestes que, ao longo da história, causaram temor e admiração. O termo eclipse é de origem grega, significando desmaio ou abandono, e refere-se ao obscurecimento da luz, quando se observa o Sol ou a Lua durante o fenômeno. Ao observarem os eclipses, povos de diferentes épocas relacionaram o evento extraordinário à interferência de figuras mitológicas que estariam tentando “devorar” os astros e sua luz. Os escandinavos falavam de Skoll e Hati, dois lobos que, com o tempo, devorariam o Sol e a Lua. Os antigos chineses e siameses falavam de um dragão. Na mitologia hindu, era o demônio Rahu que perseguia o Sol e a Lua, por terem-no denunciado aos deuses pelo roubo do vinho da imortalidade. Os mexicanos pré-colombianos flagelavam-se e faziam sacrifícios, durante os eclipses, e os antigos romanos elevavam suas tochas ao céu, pedindo por suas vidas. Um costume que perdurou até a Idade Média, e que continuou em pequenas comunidades, foi o de fazer muita algazarra e barulho por ocasião dos eclipses. O toque dos gongos pelos chineses e os gritos e batidas produzidos por outros povos tinham por finalidade afugentar o monstro cosmológico que ameaçava engolir o Sol e a Lua.

Observados e registrados pelos antigos chineses, babilônios e gregos, os eclipses do Sol e da Lua constituem marcos que ajudaram a vincular a astronomia à história e à cronologia. Vários fatos históricos puderam ter sua época determinada através de antigos registros de eclipses. Os chineses e babilônios já conheciam a mecânica do fenômeno e podiam prevê-lo com antecedência. Os astrônomos babilônios transmitiram este conhecimento para os egípcios e gregos e, através deste caminho, a base para a previsão dos eclipses chegou até nós.

Observando a sombra circular da Terra sobre a Lua, por ocasião dos eclipses lunares, Pitágoras, e posteriormente Aristóteles, no séc. IV a.C., apontavam este fato como prova de que a Terra era esférica. Através do estudo dos eclipses lunares, foram feitas as primeiras estimativas das dimensões e das distâncias dos astros, a determinação precisa do equinócio de março, a descoberta da precessão dos equinócios e da aceleração secular da Lua. Atualmente, sua importância científica está ligada ao estudo da atmosfera terrestre.

Os eclipses totais da Lua serviram até o século XVII para estabelecer a longitude dos lugares de observação, ajudando os navegadores a determinar sua localização no mar ou na terra a ser explorada. Este método foi usado por navegadores como Cristóvão Colombo. Em 1504, quando estava na Jamaica, com seu exército revoltado pela falta de víveres para a viagem de volta, Colombo, sabendo da previsão de um eclipse lunar total, ameaçou os indígenas de privá-los da luz, caso não lhes dessem provisões para reabastecê-los. Assim que o eclipse iniciou, os indígenas atenderam seu pedido, acreditando que o navegador cumpria a ameaça. O eclipse ocorreu em 1o de março de 1504, observado na Jamaica e na Europa.

Seja pelo caráter físico, seja pelo caráter espetacular, o eclipse lunar total é um dos eventos mais belos que o céu oferece à Terra.

O que é um eclipse?

Um eclipse é o obscurecimento parcial ou total de um astro, pela interposição de um outro astro. Nas observações diretas do céu, pela sua magnitude, os eclipses mais notáveis são os do Sol e da Lua.

Como fonte luminosa do Sistema Solar, o Sol ilumina a Terra e a Lua, e, em decorrência disto, a Terra e seu satélite projetam sombras no espaço. Em constante movimento, nosso planeta e seu satélite ocupam diferentes posições no espaço e, em certas ocasiões, elas resultam no belo espetáculo do eclipse. Quando a Terra intercepta a sombra da Lua, há um eclipse solar. Quando é a Lua que atravessa a sombra da Terra, ocorre um eclipse lunar.

Eclipse Lunar

Um eclipse lunar ocorre quando a Terra se interpõe entre o Sol e a Lua, projetando sua sombra sobre o satélite. Mas como se dá esta interposição?

Durante o ciclo lunar de 29,5 dias, a Lua apresenta suas fases em relação à Terra. Na fase Nova, acontece um alinhamento Sol-Lua-Terra, e o observador terrestre não pode ver a face iluminada da Lua, pois ela não está voltada para o nosso planeta. É como se o satélite estivesse "de costas" para a Terra, com a frente iluminada. A fase Cheia acontece quando a Terra toma a posição mediana do alinhamento. Alinham-se Sol-Terra-Lua e, desta forma, a face iluminada do satélite volta-se para a Terra. Todo o disco lunar fica visível e temos as belas noites de Lua Cheia.

Os eclipses lunares ocorrem sempre na fase Cheia, pois é nesta ocasião que a Terra está posicionada entre o Sol e a Lua. Mas há um fato que impede de haver um eclipse lunar a cada Lua Cheia. É a inclinação da órbita lunar.

O movimento que a Lua realiza em torno da Terra e o movimento que a Terra realiza em torno do Sol, não se dão no mesmo plano. O plano de órbita lunar tem uma inclinação de 5 graus em relação ao plano de órbita da terrestre.

Estas órbitas têm dois pontos de contato: os nodos lunares. Quando a Lua, em seu movimento, alinha-se com a Terra e o Sol e está próxima aos nodos ocorrem os eclipses, pois, nestas ocasiões, os astros estão praticamente num mesmo plano e as sombras que projetam no espaço podem atingir o outro astro.

Dependendo da fase lunar, veremos então ou o Sol ou a Lua eclipsados.

Os eclipses solares ocorrem durante a fase Nova, e os lunares, durante a Lua Cheia.

O termo que designa o plano de órbita terrestre é eclíptica, e notamos que é próximo a este plano que podem ocorrer os eclipses.

As duas palavras têm a mesma raiz grega: ekkleipsis.

Durante a Lua Cheia, quando nosso satélite está próximo a um dos nodos de sua órbita, a sombra projetada pela Terra pode atingir a Lua de três maneiras diversas, ocasionando um eclipse penumbral, parcial ou total. O eclipse total acontece quando a Lua mergulha totalmente na sombra cônica da Terra. O parcial ocorre quando apenas parte do disco lunar é eclipsado pela sombra da Terra, e o penumbral, quando apenas a penumbra terrestre atinge o satélite. Pela sua beleza, o eclipse lunar total é o mais notável dos três.

No momento em que ocorre o eclipse lunar, ele é visível em qualquer ponto da Terra que tenha a Lua acima do horizonte. Conforme o disco lunar é obscurecido pela sombra da Terra, a Lua não desaparece, mas toma diferentes tonalidades, próximas do vermelho. A coloração vermelha é resultado da luz solar refratada pela atmosfera terrestre e sua tonalidade depende, entre outros fatores, da quantidade de poeira presente na atmosfera. O astrônomo francês Danjon criou uma escala para atribuir a cada eclipse um coeficiente de brilho apresentado pela Lua na fase da totalidade. Nesta escala, que vai de zero a 4, os menores valores correspondem a um eclipse muito escuro e o maior valor ao eclipse claro, em que a Lua se apresenta vermelha ou alaranjada, com a borda da sombra brilhante.

ESCALA DE DANJON - Aspecto da Lua

0 Eclipse muito escuro. A Lua é quase invisível no momento da totalidade.
1 Eclipse escuro, cinza ou castanho. Os acidentes lunares são de difícil observação.
2 Eclipse vermelho-escuro, com uma zona escura no centro da sombra e uma borda exterior da sombra clara.
3 Eclipse vermelho-tijolo. A sombra fica rodeada por uma zona clara de tom cinzento ou amarelo.
4 Eclipse muito claro, de cor vermelha ou alaranjada. Borda da sombra brilhante, de tonalidade azul.

Fonte: www.planetario.ufrgs.br

Eclipses

O eclipse solar é um fenômeno de alinhamento de corpos celestes. Ele ocorre quando a Lua alinha-se entre o Sol e a Terra, ocultando a luz do Sol numa estreita faixa terrestre.

Para que ocorra um eclipse solar é necessário que a Lua esteja exatamente entre a Terra e o Sol. A Lua, no entanto, se move na órbita do nosso planeta em um ângulo de aproximadamente 5 graus em relação ao plano da Terra com o Sol. Isso faz com que a Lua atravesse o plano orbital da Terra somente duas vezes ao ano, o que torna o eclipse solar um fenômeno relativamente difícil de ser visto.

Se nosso satélite girasse no mesmo plano da órbita terrestre haveria eclipses todos os dias de Lua Nova. Como isso não acontece, é preciso que a Lua Nova coincida com a passagem pelos nodos, que são os pontos de intersecção do plano da órbita da Terra com o plano da órbita lunar.

Outros fatores contribuem para diminuir a chance de vermos um eclipse solar. Primeiro, a Lua é cerca de 49 vezes menor que a Terra e sua sombra é incapaz de envolver todo o planeta. Assim, durante um eclipse solar, uma sombra com cerca de 160 km de largura e 600 km de comprimento cobre apenas uma estreita faixa da superfície terrestre - e somente as populações situadas nesse trecho da Terra têm a oportunidade de assistir a esse fenômeno celeste.

Em segundo lugar, à medida que a Terra gira, a sombra da Lua cobre o planeta com uma velocidade de aproximadamente 1.800 km/h, motivo pelo qual um eclipse total do Sol não dura mais do que 7 minutos e 40 segundos.

A distância da Lua em relação à Terra determina a quantidade de luz do Sol que é interceptada, bem como a largura da penumbra e da escuridão total.

Durante a totalidade de um eclipse solar, ou seja, enquanto o disco da Lua cobre totalmente o disco do Sol, o céu fica bastante escuro, como se fosse o início da noite, e podem ser vistas algumas estrelas mais brilhantes. Conforme a Lua continua em sua órbita, ela vai descobrindo o Sol - e a luz solar volta a iluminar a Terra.

Tipos de eclipse solar

Como a sombra da Lua possui duas partes - uma região central (umbra) e uma região externa (penumbra), pode-se dividir os eclipses solares em três subtipos, dependendo de qual parte da sombra atinge determinada região:

Eclipse Solar Total - esse tipo de eclipse acontecerá quando o tamanho aparente da Lua for maior que o Sol. Nesse caso, o alinhamento entre o Sol, a Lua e a Terra produz uma região sem luz solar na superfície terrestre.

Eclipse Solar Anular - esse tipo de eclipse ocorre quando a Lua está mais distante da Terra e seu tamanho aparente é menor que o tamanho aparente do Sol, ou seja, a Lua não cobre totalmente o Sol. No auge do eclipse, observa-se um anel luminoso em volta da Lua, que nada mais é do que o próprio Sol.

Eclipse Solar Parcial - ocorre quando o alinhamento entre o Sol e a Lua não atinge a superfície terrestre; o céu pode escurecer levemente, dependendo de quanto o disco solar for encoberto.

Periodicidade dos eclipses

A frequência dos eclipses depende de três fatores:

1) da posição entre os planos orbitais da Lua e da Terra;

2) da posição da Lua ao longo de sua órbita, em termos de sua proximidade ou coincidência com os pontos nodais; e

3) da distância entre a Terra e a Lua.

Todos esses fatores influem no desenho da órbita da Terra em torno do Sol e da órbita Lua em torno da Terra. E todos eles, sem esquecer do ângulo de aproximadamente 5 graus que há entre a órbita da Lua e a da Terra, atuam na periodicidade dos eclipses solares.

Assim, no período de um ano podem ocorrer:

No mínimo 2 eclipses solares e 2 lunares;
3 eclipses solares e 2 lunares;
4 eclipses solares e 2 (ou 3) lunares;
5 eclipses solares e 2 lunares.

Antes que os eclipses voltem a ocorrer na mesma ordem do período anterior, há um intervalo de 18 anos, 11 dias e 8 horas (durante o qual os eclipses continuam ocorrendo). Esse período é denominado de Período de Saros. A palavra "saros" vem do grego e quer dizer "repetição".

Ou seja, após um período de 18 anos, 11 dias e 8 horas (ou cerca de 6585,5 dias) Sol, Terra e Lua retornam, aproximadamente, às órbitas do ciclo anterior, fazendo com que os eclipses voltem a ocorrer numa mesma sequência (mas não no mesmo lugar). Durante um Período de Saros acontecem, no total, 70 eclipses, sendo 41 solares e 29 lunares.

Para que um eclipse total do Sol volte a ocorrer num mesmo lugar são necessários, aproximadamente, 360 anos.

Cuidados na observação do eclipse

Os eclipses solares não podem ser observados como os eclipses lunares, pois exigem proteção especial. É importante nunca olhar diretamente para o Sol sem utilizar equipamento de segurança adequado, mesmo durante um eclipse, pois isso pode causar lesões na retina e comprometer seriamente a visão.

Para uma observação segura do eclipse solar recomenda-se a utilização de um vidro de soldador, número 14 ou maior. Além de baratos, eles são encontrados facilmente.

Mas, lembre-se: nunca devemos observar o Sol mais do que alguns poucos segundos.

Como observar o Sol

Olhar para o sol é perigoso e pode causar danos irreparáveis à visão. Jamais use óculos escuros, vidros esfumaçados ou chapas de raios X para observar um eclipse solar. Existe, no entanto, um método bastante seguro para acompanhar a evolução de um eclipse do Sol ou das manchas que aparecem esporadicamente na superfície luminosa do astro.

O método consiste em projetar a imagem do Sol captada por um binóculo um uma luneta num anteparo (veja gravura abaixo), que fica à sombra por causa de um pára-luz, um pedaço de papelão escuro montado entre o tubo do instrumento e o anteparo.

Eclipses

Devemos ter muito cuidado para apontar o instrumento na direção do Sol sempre indiretamente, sem olhar pela ocular em nenhum momento. O anteparo pode ficar nas mãos de alguém, enquanto os outros observam ou fotografam.

Para observar um eclipse solar recomenda-se o uso de óculos especialmente feitos para essa finalidade, geralmente importados. Na falta deste, um vidro de soldador Nº 14 é o mínimo recomendado, mesmo assim para observações por pouco tempo.

Cuidado: a luz do Sol é intensa o bastante para causar danos irreparáveis à visão. Na dúvida, não arrisque.

Fonte: www.universitario.com.br

Eclipses

Eclipse Lunar

Um eclipse ocorre quando um corpo entra na sombra do outro. Quando a Lua entra na sombra da Terra, o eclipse será chamado de lunar. Quando acontecer o contrário o eclipse será solar.

Os eclipses solares só ocorrem nos Plenilúnios, enquanto que os lunares somente nos Novilúnios. Ambos acontecem quando o Sol está sobre a linha dos nodos. A linha dos nodos é o ponto de intersecção entre o plano da órbita terrestre em torno do Sol e o plano de órbita da Lua em torno da Terra.

Eclipse Solar

O eclipse solar ocorre quando a Terra está na umbra da Lua, que mede cerca de 270 km de largura. Por se mover a, no mínimo, 34km/min para leste, a duração máxima deste tipo de eclipse é de 7,5 minutos. A faixa que um eclipse solar total é visível da Terra denomina-se caminho do eclipse. A cerca de 3000 km de cada lado dessa região ocorre um eclipse parcial.

Eclipse Lunar

O eclipse total lunar ocorre quando a Lua está toda na umbra da Terra e o parcial quando fica na penumbra. A lua aparece avermelhada no céu. Isto está associado ao fenômeno da refração, que ocorre neste caso na atmosfera terrestre.

Estes tipos de eclipses podem ser vistos de qualquer ponto da Terra onde a Lua pode ser vista. A duração é de aproximadamente 3,8 horas, sendo que em menos 1,7 horas está na fase total. São mais frequentes que os solares.

Fonte: www.fisica.net

Eclipses

Ao iniciar o estudo sobre os eclipses, primeiro analisa-se a etimologia da palavra. Esta vem do grego e significa deixar para trás. Assim, por definição, um eclipse ocorre quando um objeto celeste encontra a sombra de outro. Dentro de um mesmo sistema estelar, denominados o eclipse de sizígia.

Uma sizígia é definida como o alinhamento de três ou mais corpos dentro do mesmo sistema gravitacional. Assim, a sombra criada pelo objeto mais próximo à estrela faz intersecção com o corpo mais distante, diminuindo a luminosidade que chega a sua superfície, ocasionando o eclipse. Uma sizígia pode ser de dois tipos, um trânsito ou uma ocultação. O trânsito ocorre quando, visto do corpo eclipsado, o tamanho aparente do corpo eclipsante é menor que a fonte extensa de luz, no caso uma estrela. Já uma ocultação ocorre quando o corpo que projeta sua sombra visto do corpo que intercepta essa sombra é aparentemente maior que a fonte de luz.

Durante uma sizígia são definidas diferentes áreas da sombra projetada pelo objeto eclipsante. A imediatamente atrás desse objeto, que tem uma forma conoidal, até seu vértice, é denominada umbra e quando um observador na superfície do objeto eclipsado em contato com esta parte da sombra, este enxerga uma ocultação total da fonte. Este, então, determina um eclipse total. Quando da continuação conoidal da sombra após o vértice, esta se chama antiumbra e o observador nesta região percebe um trânsito do objeto eclipsante pela fonte de emissão de luz, definindo assim um eclipse anular. E o lugar onde está definido por uma sombra mais tênue, resultado da direção dos raios luminosos e da geometria do objeto eclipsante, se diz penumbra e o observador neste lugar presencia um eclipse parcial da fonte de luz. Assim, um eclipse total ou anular passa no seu início e término por uma fase parcial, em que o observador se desloca pela penumbra até a umbra ou antiumbra.

O Sistema Sol-Terra-Lua

No caso do sistema Sol-Terra-Lua, para um observador na superfície terrestre, o tamanho angular aparente da Lua é 32’ de arco e o tamanho angular aparente do Sol também é 32’ de arco. Essa medida pode ser feita com a utilização de um instrumento antigo chamado astrolábio. Lembrando que os valores encontrados são as médias de valores entre o máximo e mínimo tamanho aparente desses astros para um observador na Terra. Assim, como os dois astros possuem aproximadamente a mesma abertura angular aparente, quando a Lua fica exatamente na linha entre o Sol e a Terra, na grande maioria das vezes o vértice da umbra da Lua atinge a superfície terrestre, causando um efeito de eclipse solar total para o observador nesse local, isso se a Lua estiver no seu perigeu (menor distância entre a Lua e a Terra) ou próximo dele. Algumas vezes acontece da Lua passar entre o Sol e a Terra, porém em seu apogeu (maior distância entre a Lua e a Terra), e o eclipse que se forma é anular, uma vez que a superfície terrestre é atingida pela antiumbra formada pela Lua.

Outra forma de acontecer um alinhamento entre estes corpos celestes é a Terra entre o Sol e a Lua. Devido à sua dimensão, a Terra provoca uma umbra muito grande suficiente para a Lua, conforme sua posição em relação à Terra, sempre poder estar dentro dela. Ou seja, os eclipses lunares nunca serão anulares, somente penumbrais, parciais ou totais. A linha que é definida pela intersecção dos planos de órbita da Lua ao redor da Terra e da Terra ao redor do Sol (eclíptica) é chamada linha dos nodos, que está enquadrada dentro da órbita lunar. Assim, sempre que a Lua passar pelos pontos delineados na sua órbita pela linha dos nodos, ocorrerá um eclipse. Teoricamente, podem ocorrer de 4 a 7 eclipses anuais, porém, não é possível ver tantos eclipses por ano pela maioria ser parcial ou penumbral.

O Ciclo de Saros

Entretanto, como o movimento desses três astros é cíclico, a distância e a posição entre eles se repete, ou seja, os eclipses se repetem. Desta forma é possível fazer as previsões de quando ocorrerão os próximos eclipses e em que lugares da superfície serão visíveis. Assim, cada eclipse se repete depois de um determinado tempo denominado ciclo de Saros, que possui um período de 6.585,3 dias, ou 18 anos, 11 dias e 8 horas. Essa diferença de 8 horas faz com que o eclipse não ocorra exatamente no mesmo local, mas sim com diferença de 8 horas do local de ocorrência anterior. E a cada três saroses, ou seja, três ciclos de Saros (54 anos e 34 dias), o eclipse ocorre na mesma região geográfica.

Conhecido pelos antigos babilônios, esse conhecimento passou por grandes grandes astrônomos como Hiparco, Plínio e Ptolomeu, porém com outros nomes. O atual nome foi dado por Halley, pensando ser esse bizantino o descobridor de tal periodicidade. Apesar do reconhecimento do erro de Halley, o nome continua a ser utilizado até hoje.

Eclipses Solares

Os eclipses solares ocorrem quando a Lua está entre a Terra e o Sol. Assim, sua face iluminada está virada para o Sol e não pode ser vista da Terra, ou seja, durante a fase da lua nova. Porém, não ocorre um eclipse solar a cada lua nova, pois o plano da órbita da Lua ao redor da Terra não é o mesmo plano da eclíptica, com uma diferença de aproximadamente 5°. Apesar de pequeno, como as distâncias entre os corpos são grandes, esse ângulo é significativo, a ponto de a Lua cruzar a linha de intersecção deles, a linha dos nodos, apenas 4 a 7 vezes durante um ano.

Quando ocorre esse alinhamento e a Lua está entre o Sol e a Terra, pelo Sol ser uma fonte de luz extensa, a sombra da Lua projetada na Terra possui duas regiões: a região da umbra e a região da penumbra. O observador terrestre que estiver sob a região da umbra verá um eclipse solar total e o que estiver sob a região da penumbra verá somente um eclipse solar parcial, sendo a faixa da umbra bem estreita comparada com a da penumbra.

Há ainda outro fator que diferencia os eclipses, a distância da Lua à Terra. Como a órbita lunar é elíptica, essa distância é variável e influência no tamanho aparente da Lua para um observador terrestre. Assim, quando a Lua está no seu perigeu, mais próxima à Terra, a distância Terra-Lua é de aproximadamente 356.000 km e o tamanho aparente da Lua é um pouco maior que o tamanho aparente do Sol, o que faz com que o disco lunar cubra totalmente o disco solar, resultando num eclipse solar total. Em contra partida, quando a Lua está no seu apogeu, mais longe possível da Terra, sua distância ao planeta é em torno de 406.000 km, o que reduz o tamanho aparente da Lua, fazendo com que o disco lunar não consiga encobrir totalmente o disco solar, ficando como um anel formado pela fotosfera solar em torno da Lua, ocasionando um eclipse solar anular.

Um eclipse solar total passa então pelas seguintes etapas:

1º) Ocorre o primeiro contato, que é quando o disco lunar e o disco solar se encontram, e até o segundo contato, quando a outra extremidade do diâmetro lunar encosta no disco solar, a temperatura e a luminosidade começam a diminuir;
2º) Em terreno elevado, percebe-se uma coluna de sombra vindo rapidamente, a uma velocidade de 2.800 km/h;
3º) A temperatura cai em até 10ºC, ventos súbitos podem ocorrer e animais ficarem atordoados;
4º) Instantes antes da fotosfera ser totalmente encoberta, a luminosidade cai abruptamente e são vistas na superfície as sombras voadoras devido a turbulência da atmosfera (como reflexo no fundo de uma piscina);
5º) Segundos antes da totalidade, crescente solar transforma-se num fino fio de luz visível pelos grãos de Baily, é a luz do Sol que ainda ultrapassa as montanhas da Lua;
6º) No último segundo antes da totalidade observa-se o anel de diamante, última parte visível da fotosfera, descrito por Halley em 1715;
7º) Na totalidade é possível ver então a coroa e a cromosfera do Sol; o céu suficientemente escuro para conseguir ver estrelas e planetas.

E para observar os eclipses solares são necessários alguns cuidados. Dentre eles, não fazer observações do eclipse com embalagens metálicas de alimentos, chapas de raios-X, filmes fotográficos, discos de CD/DVD ou óculos escuros. Isto pois estes objetos diminuem a intensidade da luz visível, mas não protegem contra radiações ultravioleta e infravermelho, e quando o olho humano recebe menos luz visível, a pupila dilata, ficando mais vulnerável a esse tipo de radiação do que na própria observação a olho nu. Isso faz com que muita luz se concentre num único ponto na região perto do nervo ótico, ocasionando queima deste e consequente cegueira ao indivíduo.

Assim, as maneiras corretas de se observar um eclipse são através de projeção, pelo método do furo de agulha numa folha de papel, ou com um instrumento adequado para esse tipo de observação, ou por observação direta, com filtros especiais que são colocados nos óculos de observação distribuídos à população e também em instrumentos específicos como telescópios, binóculos e máquinas fotográficas. Há ainda um objeto de fácil acesso que pode ser utilizado, que é o filtro utilizado nas máscaras de soldadores, entretanto a coloração do Sol será verde ou azul de acordo com o filtro escolhido.

Eclipses Lunares

Já os eclipses lunares também acontecem no alinhamento dos três corpos já comentados, quando a Lua cruza a linha dos nodos. Porém quando ela está depois da Terra, ou seja, durante a fase da lua cheia. Assim, eclipses lunares só acontecem na lua cheia, quando a lua, que está totalmente iluminada, entra dentro do cone de sombra do nosso planeta. Por isso, para de receber luz solar, e consequentemente, refletir essa luz, causando um efeito de ocultação lunar. O motivo pelo qual não vejo um eclipse lunar a cada lua cheia é também a diferença dos planos de órbita lunar e órbita terrestre.

Numa visão geocêntrica, com o Sol e a Lua girando em órbitas fixas ao redor da Terra, os eclipses ocorrem quando o Sol e a Lua encontram-se sobre a linha dos nodos, a qual é traçada pela ligação dos dois pontos de intersecção dos dois planos orbitais. Assim, quando Sol e Lua se encontram no mesmo ponto, o eclipse é solar, e em pontos opostos, é um eclipse lunar.

O interessante de destacar sobre os eclipses lunares foi que, por causa das observações da sombra da terra projetada na Lua, é que os gregos já sabiam que a Terra era redonda, e não um plano.

Os eclipses lunares são de três tipos: os parciais, que somente uma parte da Lua fica encoberta pelo cone de sombra da Terra; os penumbrais, em que a Lua passa pela penumbra da sombra da Terra, não tendo muita diferença na sua visualização, a não ser um leve escurecimento; e os totais, em que a Lua fica totalmente dentro do cone de sombra da Terra, ficando totalmente obscurecida. Assim, todo eclipse lunar total passa pelas fases penumbrais e parciais antes e depois da totalidade.

Através de fotografias, percebe-se que a Lua, durante a totalidade do eclipse, não fica totalmente escura, mas sim com um tom avermelhado. Isso pois a atmosfera terrestre refrata a luz solar como um prisma, formando regiões de refração da luz solar com cores diferentes. Assim, quando a Lua se aproxima mais ao centro do cone de sombra, este é iluminado fracamente pela luz solar refratada com coloração avermelhada, fazendo com que a Lua, durante a totalidade de um eclipse lunar, fique com uma aparência avermelhada.

Mitos e Registros

Por essas efemérides serem atípicas, não sendo sempre possível a visualização de eclipses, estes fenômenos foram, desde a Antiguidade, cercados de mitos e superstições. Na China Antiga, acreditavam que durante um eclipse solar, era um dragão demônio que vinha engolir a luz. Então, tocavam gongos, tambores, panelas, atiravam flechas para o céu para assim espantar o dragão. E essa tradição é tão forte que no século passado, durante a passagem de um eclipse, o exército chinês apontou vários canhões e atirou para a direção do Sol bombas para espantar o tal demônio.

Há ainda mitos sobre os eclipses entre os egípcios, que diziam que durante um eclipse lunar estava ocorrendo uma luta entre os deuses Seth e Horus, as trevas e a Lua (luz), o caos e a ordem, em que Seth rouba o olho de Horus, e Thoth, deus da sabedoria, procura esse olho na escuidão e o devolve ao seu lugar. Para os hindus, um eclipse significava que o deus Rahu estava perseguindo o Sol e a lua por terem denunciado-o por beber o vinho da imortalidade. Os romanos abanavam tochas de fogo durante um eclips, também para espantar um mal sobre Diana, a Lua. Os mexicanos pré-colombianos flagelavam-se e faziam sacrifícios. Os noruegueses e os vikings acreditavam que o Sole a Lua eram carregados por carros que ficavam a girar no céu, e estes eram perseguidos por lobos de ouro. Algumas vezes um dos lobos alcançava-os e engolia-os famintamente, porém estes sempre conseguiam escapar de serem engolidos pela eternidade.

Há também vários registros de eclipses, através de pinturas, textos e livros inteiros relatando como ocorreram.

Últimos Eclipses

O último eclipse lunar do ano de 2010 foi no dia 21 de dezembro, ocorrendo junto com outra efeméride astronômica, o solstício de verão no hemisfério sul. Da cidade de São Carlos ele foi visível e no próprio observatório foram feitas observações.

Os últimos eclipses solares ocorridos foram em 11 de julho de 2010, que pode ser visível toatlmente no cidade de El Calafate, na Argentina, e o eclipse solar parcial de 04 de janiero de 2011, que pode ser visível de grande parte da Europa, um pouco da áfrica e Ásia.

Outros Tipos de Eclipses

Existem também os eclipses de satélites artificiais, quando eles fazem um trânsito pelo disco solar. E também em outros planetas, como as luas de Júpiter, quando são encobertas por esse ou passam a sua frente. O interessante é que através do eclipse da sonda Cassini atrás do planeta Saturno, os cientistas puderam descobrir inúmeros outros anéis de Saturno não visíveis da Terra. Há também trânsito das luas de Marte, ou trânsito dos planetas Vênus e Mercúrio visíveis da Terra.

Existem vários tipos de eclipses

Os eclipses solares podem ser:

1. Totais: quando o disco lunar encobre completamente o disco do Sol. Embora a Lua seja um astro muito menor que o Sol, face a enorme distância deste,  por uma ocorrência feliz, seus diâmetros aparentes são praticamente iguais (cerca de meio grau );
2. Parciais: quando apenas parte do disco solar é encoberto pela Lua;
3. Anulares: quando apenas um anel do disco solar fica descoberto.

Os eclipses lunares por sua vez, também dividem-se em:

1. Totais: quando a Lua mergulha completamente na sombra da Terra;
2. Parciais: quando apenas parte da Lua adentra à sombra da Terra;
3. Penumbrais: quando a Lua penetra apenas no cone de penumbra da Terra. Estes eclipses não são perceptíveis sem o auxílio de equipamentos, pois a atenuação do brilho da Lua é muito pequena.

E assim finalizamos o estudo sobre eclipses, desde sua complexidade até os seus mais variados modos de ocorrer.

Andréa da Costa Greff

BIBLIOGRAFIA

WIKIPÉDIA, A ENCICLOPÉDIA LIVRE. Astronomia. Disponível em: < http://pt.wikipedia.org/wiki/Astronomia >. Acesso em: 30 dez. 2009.
WIKIPÉDIA, A ENCICLOPÉDIA LIVRE. História da Astronomia. Disponível em: < http://pt.wikipedia.org/wiki/História_da_astronomia>. Acesso em: 30 dez. 2009.
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INSTITUTO NACIONAL DE PESQUISAS ESPACIAIS. Cursos de Pós-Graduação. Disponível em: < http://www.inpe.br/pos_graduacao/index.php>. Acesso em: 30 dez. 2009.
INSTITUTO DE ASTRONOMIA, GEOFÍSICA E CIÊNCIAS ATMOSFÉRICAS – USP. Departamento de Astronomia – Linhas de Pesquisa. Disponível em: < http://www.astro.iag.usp.br/index.php?dir=pesquisa&file=pesquisa.php?cod=linha>. Acesso em: 30 dez. 2009.
OBSERVATÓRIO DO VALONGO - UFRJ. Pós-Graduação >> Linhas de Pesquisa. Disponível em: < http://www.ov.ufrj.br/pos_linhasdepesquisa.htm>. Acesso em: 30 dez. 2009.

Fonte: www.cdcc.sc.usp.br

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