Insígnia de Competência de Astrónomo Alguns apontamentos para Exploradores

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1 Insígnia de Competência de Astrónomo Alguns apontamentos para Exploradores 1 Conhecer a influência do sol, terra e lua nas estações do ano (exs: culturas, flores, frutos, árvores, entre outros) 2 Conhecer no céu as quatro fases da Lua 3 Encontrar no céu a estrela polar 4 Descrever os movimentos da Terra 5 Construir um relógio de sol e saber uma forma de orientação pelo sol 6 Reconhecer no céu duas constelações e descobrir a estrela da manhã 7 Possuir noções sobre marés e eclipses 8 Achar o Norte através das estrelas 9 Reconhecer as nuvens pelo seu aspecto 10 Conhecer e desenhar alguns sinais meteorológicos 1 Conhecer a influência do sol, terra e lua nas estações do ano (exs: culturas, flores, frutos, árvores, entre outros) Vê o ponto 4 para alguns dados sobre os movimentos do nosso planeta. Apesar de depender do movimento de translação, a verdadeira causa das estações do ano é a inclinação do eixo de rotação da Terra. A distância da Terra ao Sol não tem influência nenhuma. Devido a este ângulo é de 23º27, à medida que a Terra orbita à volta do Sol, os raios solares incidem mais directamente num hemisfério ou outro, fornecendo mais horas com luz durante o dia a um hemisfério e vice-versa. É fácil observar algumas consequências da inclinação e do movimento de translação: No hemisfério Norte, as sombras apontam sempre para o lado Norte As sombras ao meio-dia no Inverno são muito mais longas que no Verão No Verão os dias duram mais, isto é o Sol permanece visível mais tempo No Verão, as posições de nascente e poente encontram-se mais a Norte que no Inverno

2 No Equador, as estações são muito parecidas. À medida que nos afastamos do Equador, as estações ficam mais acentuadas. Nos pólos, essa diferença é máxima: enquanto um tem sol durante todo o seu verão, o outro tem noite durante o seu inverno (e vice-versa). Na Terra, a região entre as latitudes 23º30 Norte (chamada de Trópico de Cancer) e 23º30 Sul (Trópico de Capricórnio) chama-se região tropical, e aqui o Sol passa pelo zénite todos os dias. A linha de latitude 66º30 é chamada de Círculo Polar (que pode ser Ártico ou Antártico, conforme seja no hemisfério Norte ou Sul, respectivamente). Para lá desta linha, o Sol está sempre acima do horizonte no Verão, e sempre abaixo do horizonte no Inverno. As regiões que ficam entre os Trópicos e os Círculos Polares chamam-se Temperadas, e regra geral, possuem quatro estações no ano.

3 2 Conhecer no céu as quatro fases da Lua A Lua Sabemos que a Lua orbita à volta da Terra. Parece-nos que ela nasce para Leste e se põe para Oeste, embora a verdade seja que a Lua nos orbita no sentido Oeste- Leste, mas como a Terra roda mais depressa de Oeste para Leste, nós estamos a ultrapassar a Lua podes confirmar isto verificando a posição da Lua em relação a uma estrela que fique a Leste dela. À medida que as horas vão passando, a Lua vai-se aproximar da estrela, embora pareça ter-se movido para Oeste!

4 Em média, a Lua demora 27 dias, 7horas e 43 minutos para fazer uma órbita à volta da Terra. Mas este não é o tempo entre duas Luas Novas lembra-te que a Terra também está em translação à volta do Sol. Vai demorar mais dois dias e um quarto para que a Lua volte à mesma posição em relação ao Sol. Assim, o tempo para a Lua fazer um circuito de uma Lua Nova até à próxima é de 29 dias, 12 horas e 44 minutos. Muitos povos usavam a Lua como calendário os judeus e os muçulmanos ainda hoje usam calendários lunares. O dia da Páscoa cristã, que marca a ressurreição de Cristo, de acordo com o decreto do papa Gregório XIII, Inter Gravissimas em 1582, é o primeiro domingo depois da Lua Cheia que ocorre no dia ou depois de 21 março (equinócio de Primavera no hemisfério Norte). A Quarta-Feira de Cinzas ocorre 46 dias antes da Páscoa e, portanto, a Terça-Feira de carnaval ocorre 47 dias antes da Páscoa. Sabemos que a Lua brilha porque reflecte a luz solar. Não tem luz própria, como qualquer planeta. Embora possa parecer muito brilhante, é um mau espelho só reflecte cerca de 7% da luz solar que recebe (a Terra reflecte cerca de 40%). Durante os 29-e-qualquer-coisa dias que demora um ciclo lunar, a aparência da Lua varia bastante. Imediatamente antes e depois da Lua Nova vê-se apenas uma faixa. Nos Quartos vê-se metade da Lua iluminada. Na Lua Cheia vemos um disco completamente iluminado. A Lua, obviamente, não mudou: é sempre uma bola grande, com 3.575Km de diâmetro. Então como se explica a mudança de aparência? A aparência vai mudando porque embora haja sempre um lado da lua que é sempre iluminado pelo Sol, nem sempre conseguimos ver esse lado iluminado. A figura abaixo explica porquê. Depois de olhares bem a Lua algumas noites vais notar que a posição dela no céu é ligeiramente diferente de dia para dia à mesma hora. Vais reparar que todos os dias ela se levanta mais tarde. A razão para isso é que enquanto a Terra faz uma rotação completa por dia (mais uns minutinhos...), a Lua também se move na sua órbita. Cada noite vê a Lua 13,2º mais para Leste que a noite anterior. Assim, a Terra tem que girar mais que uma rotação completa para apanhar a Lua.

5 Já reparaste que a Lua segue um percurso mais ou menos certo no céu? Já reparaste que o Sol e os Planetas (Mercúrio, Vénus, Marte, Júpiter e Saturno) também seguem um percurso próximo? E já reparaste que as constelações que servem de fundo à Lua, ao Sol e aos principais planetas são as do Zodíaco? Calendário das Fases da Lua para 2005 (Tempo Universal igual à hora de Inverno, mais uma no Verão) LUA NOVA QUARTO CRESCENTE LUA CHEIA QUARTO MINGUANTE MÊS dia hora MÊS dia hora MÊS dia hora MÊS dia hora JAN h 03m FEV. 8 22h 28m MAR. 10 9h 10m ABR. 8 20h 32m MAI 8 8h 45m JUN 6 21h 55m JUL 6 12h 02m AGO. 5 3h 05m SET. 3 18h 45m OUT. 3 10h 28m NOV. 2 1h 24m DEZ. 1 15h 01m DEZ. 31 3h 12m Em resumo: JAN. 17 6h 57m FEV. 16 0h 16m MAR h 19m ABR h 37m MAI 16 8h 56m JUN 15 1h 22m JUL 14 15h 20m AGO. 13 2h 38m SET h 37m OUT h 01m NOV. 9 1h 57m DEZ. 8 9h 36m JAN h 32m FEV. 24 4h 54m MAR h 58m ABR h 06m MAI 23 20h 18m JUN 22 4h 14m JUL 21 11h 00m AGO h 53m SET. 18 2h 01m OUT h 14m NOV. 16 0h 57m DEZ h 15m JAN. 3 17h46m FEV. 2 7h27m MAR. 3 17h36m ABR. 2 0h50m MAI 1 6h24m MAI 30 11h47m JUN 28 18h23m JUL 28 3h19m AGO h18m SET. 25 6h41m OUT. 25 1h17m NOV h11m DEZ h36m

6 Como a translação da Lua e a sua rotação têm a mesma duração, a Lua mostranos sempre o mesmo lado O movimento de translação da Lua faz com que ela apareça no céu mostrando aspectos diferentes, chamados fases da lua Apesar da pequena força de atracção que a Lua exerce sobre a Terra, a sua influência é significativa ao nível dos oceanos, originando as marés. Os eclipses ocorrem devido ao alinhamento da Lua com a Terra e o Sol 3 Encontrar no céu a estrela polar A Estrela Polar, ou Polaris, é uma estrela relativamente pequena que tem a utilíssima característica de se situar acima do Pólo Norte. Exactamente porque fica na continuação do eixo imaginário que une os dois Pólos e à volta do qual a Terra gira, vemos todo o céu nocturno a girar à volta dessa mesma estrela. Mas apesar de ser relativamente pequena e fica na extremidade de uma constelação pequena de estrelas pouco brilhantes, é fácil de encontrar graças a algumas constelações chamadas circumpolares. As constelações circumpolares são aquelas que estão mais próximas da Polaris, sendo visíveis todo o ano. Destas destacam-se duas: a Cassiopeia e a Ursa Maior.

7 4 Descrever os movimentos da Terra A Terra possui dois movimentos básicos: rotação e translação. Rotação é o movimento que a Terra executa em torno de um eixo imaginário que a atravessa de pólo a pólo, no sentido Oeste-Leste. Demora cerca de 24 horas. Consequências do movimento de rotação: Sucessão dos dias e das noites O desvio para Oeste, verificado na circulação atmosférica e nas correntes marítimas Translação é o movimento que a Terra executa à volta do Sol, no período (aproximado) de 365 dias e seis horas, numa órbita elíptica de 930 milhões de quilómetros. Consequências do movimento de translação: Estações do ano Duração desigual dos dias e das noites (importante também a inclinação do eixo da Terra) Distribuição desigual de luz e calor na Terra, conforme a época do ano 5 Construir um relógio de sol e saber uma forma de orientação pelo sol

8 Para construir um relógio de Sol, precisas de saber a latitude aproximada de onde te encontras Cidade Latitude Longitude Braga 41º3 N 8º4 O Porto 41º1 N 8º6 O Coimbra 40º2 N 8º4 O Lisboa 38º7 N 9º1 O Faro 37ºN 8ºO NB a longitude não é necessária para o relógio de sol, e é fornecida apenas para referência. A inclinação do mostrador onde cairá a sombra deve ser o ângulo da latitude usa um transferidor para medir esse ângulo, ou fotocopia o mostrador abaixo e dobra cuidadosamente pela linha onde está a latitude mais próxima. Depois, é só colar a uma base e segurar um pau ou uma palhinha de beber, e apontar para Sul. Saber uma forma de orientação pelo Sol Qualquer Escuteiro tem que saber que o Sol nasce para Leste e se põe para Oeste, passando a Sul pelo meio-dia solar (que na hora de verão é uma hora mais tarde). Não deve ser difícil pensar para que lado será o Norte ao início, ao meio e ao final do dia... Fora desses períodos (ou seja, a meio da manhã e a meio da tarde), para encontrares o Norte através do Sol podes fazê-lo com um relógio. Mantendo o relógio horizontal, aponta o ponteiro das horas para o Sol. Esse ponteiro vai fazer um ângulo com as 12horas (ou, no caso da hora de Verão, das 13h) do relógio. A bissectriz que

9 divide esse ângulo a meio aponta para Sul, logo se a continuares para o lado onde o ângulo é menor, vai apontar para o Norte Se o teu relógio (ou telemóvel) for digital, basta desenhar o mostrador de um relógio no chão 6 Reconhecer no céu duas constelações e descobrir a estrela da manhã Recomendo-te que aprendas as seguintes constelações Circumpolares Ursa Maior, Ursa menor, Cassiopeia Constelações de Inverno Orion, Cão Maior, Touro Constelações de Primavera Leão, Virgem Constelações de Verão Escorpião, Ofiuco Constelações de Outono Águia, Capricórnio A estrela da manhã A estrela da manhã é um planeta, Vénus. É fácil de reconhecer por: Está sempre próximo do Sol ou se vê ao entardecer, ou ao amanhecer É muito brilhante, sendo o objecto mais brilhante a seguir à Lua É um brilho fixo Como todos os planetas do nosso Sistema Solar, percorre um caminho parecido com o do Sol e da Lua, a chamada elíptica, onde estão as constelações do Zodíaco. Como é um planeta inferior isto é, está mais próximo do Sol que a Terra nunca se afasta mais de 45º (vê o apêndice 1 para perceberes melhor esta medida) do Sol para quem o vê da Terra. Ou seja, Vénus só é visível ou ao início da noite, ou ao início do dia! Vénus passa cerca de 9 meses e meio como estrela da manhã e depois outros 9 meses e meio como estrela do entardecer, e assim sucessivamente. 7 - Possuir noções sobre marés e eclipses Marés As marés são resultado da atracção gravitacional da Lua e do Sol sobre os oceanos. Em termos simples, a Lua e o Sol atraem a massa de água.

10 A cada doze horas e vinte e seis minutos dá-se a subida e descida (alternada) das águas entre a baixa-mar e a preia-mar decorrem cerca de seis horas e catorze minutos. Devido à rotação da Terra para Leste, as marés viajam para Oeste, dando a volta à Terra em 24h50m, o que significa que a cada dia, as marés ocorrerão 50 minutos mais tarde. À diferença entre o nível das águas na baixa-mar na preia-mar chama-se amplitude da maré. Dado que a Lua está bastante mais próxima da Terra que o Sol, a influência deste é menor. Quando o Sol e a Lua estão em conjunção ou oposição (isto é, o Sol e a Lua alinhados, como na Lua Cheia e na Lua Nova) temos marés mais intensas as chamadas marés vivas. Quando o Sol e a Lua estão em quadratura (no Quarto Minguante e no Quarto Crescente), as marés tem menor intensidade e amplitude. Nos pontos da órbita da Lua em que esta está mais perto da Terra (o perigeu da órbita), as marés são mais acentuadas, enquanto nos pontos em que está mais longe (o apogeu da órbita lunar) as marés são mais fracas. Se o perigeu coincide com a maré viva, esta será ainda mais viva, com grande amplitude Eclipses Um eclipse ocorre sempre que um corpo passa na sombra de outro. Quando a Lua na sombra da Terra, acontece um eclipse lunar; quando a Terra é atingida pela sombra da Lua, acontece um eclipse solar. Os eclipses podem ser totais, quando a Lua ou o Sol são escurecidos completamente, ou parciais, quando esse escurecimento não é completo. Um eclipse anular é um eclipse solar em que a Lua parece pequena para cobrir o Sol, e vê-se um anel de luz à volta da sombra da Lua. Os eclipses lunares não são tão espectaculares como os eclipses solares, mas tens mais hipóteses de ver um daqueles. À distância da Lua, a sombra da Terra tem o diâmetro de 9.160Km mais de duas vezes o diâmetro da Lua. Ou seja, a Lua cabe bem na sombra da Terra, e quando é atingida pela sombra, vê-se de mais de metade do planeta.

11 Em cada Lua Cheia, como viste nas figuras acima, a Terra está entre o Sol e a Lua. Então porque não temos um eclipse lunar todos os meses? Pela mesma razão que não temos um eclipse solar todas as Luas Novas: a órbita da Lua não está no mesmo plano da órbita da Terra à volta do Sol há um desnível de 5º, e na maior parte dos meses a Lua passa um pouco acima ou abaixo do plano da órbita da Terra. Há cerca de dois a cinco eclipses solares todos os anos, mas poucos são totais só uma parte da Lua passa à frente do Sol. Como o cone de sombra da Lua (vê a figura abaixo) é comprido o suficiente para chegar à Terra, os eclipses totais normalmente só são visíveis numa faixa com 273Km de largura essa zona de sombra total chama-se umbra. A zona de sombra parcial chama-se penumbra, e é esta sombra que se vê num eclipse parcial. umbra penumbra penumbra

12 8 Achar o Norte através das estrelas A Estrela Polar e as outras constelações A Estrela Polar situa-se directamente acima do Pólo Norte, e todas as restantes estrelas giram à sua volta. Podes utilizar as constelações para encontrares a Estrela Polar além da mais conhecida, a Ursa Maior, também deves conhecer a Cassiopeia (tem forma de W ou M) e Orion. A forma mais simples de conhecer constelações é aprender como elas se relacionam. Por exemplo, com Orion, uma constelação de Inverno bastante grande e fácil de observar no céu nocturno.

13 Depois podes descobrir as tuas próprias ligações com outras constelações que conheças, como por exemplo, a Ursa Maior. Apêndices

14 Apêndice 1 como começar não é preciso telescópio, radiotelescópio, atlas, compreensão de óptica, máquina fotográfica com filtros - a maior parte das pessoas que apreciam ver as estrelas fazemno por uma janela. As únicas coisas necessárias para desfrutar do céu nocturno são um par de olhos e a curiosidade. Eis alguns pontos para te ajudar neste início. Olha, e vê o primeiro passo da astronomia é usar o poder da observação. A próxima vez que a Lua estiver a crescer depois duma Lua Nova repara num disco fantasmagórico ao lado... é o brilho terrestre luz solar que reflecte nas nuvens e nos oceanos da Terra para a face oculta da Lua Compreende o céu evita os telescópios e usa os olhos. Compara os tamanhos no céu: de que tamanho é a Ursa Maior no céu comparada com a Ursa Maior numa carta celeste? Usa a tua mão e o teu braço estendido como ajudante de medidas: - a largura do teu polegar é meio grau - a largura do teu punho são 10 graus - a largura de três dedos são cerca de 5 graus O céu também tem ajudantes de medidas: - a Lua mede meio grau - a Ursa Maior abrange 10 graus - entre as Guardas da Ursa Maior são 5 graus - da Guarda mais próxima até à Estrela Polar são 28 graus O céu mede 180º pelo zénite (o semicírculo entre dois pontos cardeais), e o horizonte mede 360º (o círculo completo à tua volta) Torna-te adepto das relações entre constelações escolhe uma constelação a partir da qual possas saltar para outras. Não tenhas problemas em fazer as tuas próprias figuras por exemplo, a constelação de Sagitário, o arqueiro, já é muito conhecida como o Bule do Chá! Arranja um sítio escuro vivemos rodeados por luz nas cidades e nas vias de comunicação. Compara quantas estrelas podes ver duma cidade e quantas vês em campo. A meteorologia e a Lua também afectam a claridade do céu. Segue o céu em mudança segue a lua no seu ciclo quase-mensal. Aprecia como engorda até Lua Cheia e emagrece até à Lua Nova. Repara numa constelação grande e vai reparando como a sua posição muda de dia para dia, ou de semana para semana. Usa cartas celestes os bons jornais e revistas, para não falar na internet, fornecem cartas celestes que deves usar para ir localizando novas estrelas, novas constelações, e outros eventos como chuvas de meteoros, cometas, auroras boreais, etc., etc. O céu tem muitas surpresas para ti. Tens oportunidade de usar um par de binóculos? Aponta-os à Lua, vê os seus mares, as suas crateras. Depois podes pensar em apontá-los para os planetas. Os programas da Astronomia no Verão levam telescópios a vários pontos do país, com astrónomos que te ajudam a identificar o que vês com eles. As Luas de Júpiter, os anéis de Saturno, a tua primeira estrela binária... Estes conselhos são apenas isso: pequenas ajudas para começares a explorar o maravilhoso céu nocturno. Agora vai conhecê-lo por ti!

15 Apêndice 2 Usando a Ursa Maior como guia para outras constelações

16 Apêndice 3 cartas celestes Como utilizar Virado para Sul, deves ver as estrelas e constelações que estão na parte de baixo da carta, onde está a referência S. Conforme rodares para outro ponto cardeal, deves também rodar a carta celeste, de forma que apontes a letra para o ponto cardeal correspondente. Alternativamente, podes imaginar que a carta celeste é tipo um chapéu, e como se estivesses debaixo dela (com as constelações viradas para ti) aponta as letras para o ponto cardeal correspondente. Céu às 00h do dia 21 de Março de 2005

17 Céu do dia 21 de Junho de 2005, às 00h00

18

19 Céu do dia 21 de Setembro de 2005, às 00h00

20 Céu do dia 21 de Dezembro de 2005, às 00h00