Quando um corpo extenso (não pontual) é iluminado por outro corpo extenso definem-se duas regiões de sombra:

Transcrição

1 Eclipses Um eclipse acontece sempre que um corpo entra na sombra de outro. Assim, quando a Lua entra na sombra da Terra, acontece um eclipse lunar. Quando a Terra é atingida pela sombra da Lua, acontece um eclipse solar. Sombra de Um Corpo Extenso Na parte superior da figura acima vemos a região da umbra e da penumbra da sombra. Na parte inferior, vemos a aparência da fonte de luz (Sol) vista por alguém que esteja nos pontos A a D na sombra. Quando um corpo extenso (não pontual) é iluminado por outro corpo extenso definem-se duas regiões de sombra: Umbra: região da sombra que não recebe luz de nenhum ponto da fonte. Penumbra: região da sombra que recebe luz de alguns pontos da fonte. A órbita da Terra em torno do Sol, e a órbita da Lua em torno da Terra, não estão no mesmo plano, ou ocorreria um eclipse da Lua a cada Lua Cheia, e um eclipse do Sol a cada Lua Nova.

2 Linha dos Nodos O plano da órbita da Lua em torno da Terra não é o mesmo plano que o da órbita da Terra em torno do Sol. A figura acima representa as configurações Sol-Terra-Lua para as fases Nova e Cheia em quatro lunações diferentes, salientando os planos da eclíptica (retângulo maior) e da órbita da Lua (retângulos menores). Nas lunações (a) e (c), as fases Nova e Cheia acontecem quando a Lua está um pouco acima ou um pouco abaixo da eclíptica, e não acontecem eclipses. Nas lunações (b) e (d) as fases Nova e Cheia acontecem quando a Lua está nos pontos da sua órbita em que ela cruza a eclíptica, então acontece um eclipse solar na Lua Nova e um eclipse lunar na Lua Cheia. O plano da órbita da Lua está inclinado 5,2 em relação ao plano da órbita da Terra. Portanto só ocorrem eclipses quando a Lua está na fase de Lua Cheia ou Nova, e quando o Sol está sobre a linha dos nodos, que é a linha onde o plano da órbita da Terra em torno do Sol e o plano da órbita da Lua em torno da Terra se encontram.

3 Eclipses do Sol e da Lua são os eventos mais espetaculares do céu. Um eclipse solar ocorre quando a Lua está entre a Terra e o Sol. Se o disco inteiro do Sol está atrás da Lua, o eclipse é total. Caso contrário, é parcial. Se a Lua está próxima de seu apogeu (ponto mais distante de sua órbita), o diâmetro da Lua é menor que o do Sol, e ocorre um eclipse anular. Como a excentricidade da órbita da Terra em torno do Sol é de 0,0167, o diâmetro angular do Sol (isto é, o tamanho aparente do Sol no céu) varia 1,67% em torno de sua média, de 31'59". A órbita da Lua em torno da Terra tem uma excentricidade de 0,05 e, portanto, seu diâmetro angular varia 5% em torno de sua média, de 31'5", chegando a 33'16", muito maior do que o diâmetro máximo do Sol. Um eclipse total da Lua acontece quando a Lua fica inteiramente imersa na umbra da Terra; se somente parte dela passa pela umbra, e resto passa pela penumbra, o eclipse é parcial. Se a Lua passa somente na penumbra, o eclipse é penumbral. Um eclipse total é sempre acompanhado das fases penumbral e parcial. Um eclipse penumbral é difícil de ver diretamente com o olho, pois o brilho da Lua permanece quase o mesmo. Durante a fase total, a Lua aparece com uma luminosidade tênue e avermelhada. Isso acontece porque uma parte pequena da luz solar é desviada e concentrada na atmosfera da Terra e atinge a Lua. Porém essa luz está quase totalmente desprovida dos raios de cor azul, que foram filtrados na espessa camada atmosférica atravessada. O eclipse total da Lua também é um indicativo da

4 qualidade a atmosfera da Terra, quanto mais poluída a atmosfera estiver mais vermelha e escura a Lua vai ficar durante o eclipse. Eclipses do Sol Durante um eclipse solar, a umbra da Lua na Terra tem sempre menos que 270 km de largura. Como a sombra se move a pelo menos 34 km/min para Leste, devido à órbita da Lua em torno da Terra, o máximo de um eclipse dura no máximo 7 1/2 minutos. Portanto um eclipse solar total só é visível, se o clima permitir, em uma estreita faixa sobre a Terra, chamada de caminho do eclipse. Em uma região de aproximadamente 3000 km de cada lado do caminho do eclipse, ocorre um eclipse parcial.

5 Um eclipse solar total começa quando a Lua alcança a direção do disco do Sol, e aproximadamente uma hora depois o Sol fica completamente atrás da Lua. Nos últimos

6 instantes antes da totalidade, as únicas partes visíveis do Sol são aquelas que brilham através de pequenos vales na borda irregular da Lua, um fenônemo conhecido como "anel de diamante", já descrito por Edmund Halley no eclipse de 3 de maio de Durante a totalidade, o céu se torna escuro o suficiente para se observar os planetas e as estrelas mais brilhantes. Após a fase de "anel de diamante", o disco do Sol fica completamente coberto pela Lua, e a coroa solar, a atmosfera externa do Sol, composta de gases rarefeitos que se estendem por milhões de km, aparece. Note que é extremamente perigoso olhar o Sol diretamente. Qualquer exposição acima de 15 segundos danifica permanentemente o olho, sem apresentar qualquer dor! Eclipses da Lua

7 Um eclipse lunar ocorre quando a Lua entra na sombra da Terra. À distância da Lua, 384 mil km, a sombra da Terra, que se estender por 1,4 milhões de km, é suficiente para cobrir aproximadamente 3 luas cheias. Ao contrario de um eclipse do Sol, que só é visível em uma pequena região da Terra, um eclipse da Lua é visível por todos que possam ver a Lua. Como um eclipse da Lua pode ser visto, se o clima permitir, de toda a parte noturna da Terra, eclipses da Lua são muito mais fáceis de ver que eclipses do Sol, de um dado local na Terra. A duração máxima de um eclipse lunar é 3,8 hr, e a duração da fase total é sempre menor que 1,7 hr. Temporada de Eclipses Se o plano orbital da Lua coincidisse com o plano da eclíptica, um eclipse solar ocorreria a toda Lua nova e um eclipse lunar a toda Lua cheia. Entretanto, o plano está inclinado 5,2 e, portanto, a Lua precisa estar próxima da linha de nodos (cruzando o plano da eclíptica) para que um eclipse ocorra. Como o sistema Terra-Lua orbita o Sol, aproximadamente duas vezes por ano a linha dos nodos está alinhada com o Sol e a Terra. Estas são as temporadas dos eclipses, quando os eclipses podem ocorrer. Quando a Lua passar pelo nodo durante a temporada de eclipses, ocorre um eclipse. Como a órbita da Lua gradualmente gira sobre seu eixo, as temporadas de eclipses ocorrem a cada 173 dias, e não exatamente a cada meio ano e podem durar entre 31 a 38 dias, dependendo dos tamanhos aparentes e velocidades aparentes do Sol e da Lua, que variam porque as órbitas da Terra e da Lua são elípticas, de modo que pelo menos um eclipse ocorre a cada 173 dias. Entre dois e sete eclipses ocorrem anualmente. Em cada temporada usualmente acontece um eclipse solar e um anular, mas podem acontecer três eclipses por temporada, numa sucessão de eclipse solar, lunar e solar novamente, ou lunar, solar e lunar novamente. Quando acontecem dois eclipses lunares na mesma temporada os dois são penumbrais.

8 Eclipses do Sol Data Tempo Dinâmico Latitude Longitude Tipo de (centro) (centro) (centro) Eclipse 15 Jan :07:39 2 N 69 E Anular do Sol 11 Jul :34:38 20 S 122 O Total do Sol 4 Jan :51:42 65 N 21 E Parcial do Sol 1 Jun :17:18 68 N 47 E Parcial do Sol 1 Jul :39:30 65 S 29 E Penumbral do Sol 25 Nov :21:24 69 S 82 O Parcial do Sol 20 Mai :53:54 49 N 176 E Anular do Sol 13 Nov :12:55 40 S 161 O Total do Sol 10 Mai :26:20 2 N 175 E Anular do Sol 3 Nov :47:36 3 N 12 O Total do Sol 29 Abr :04:33 71 S 131 E Anular do Sol 23 Out :45:39 71 N 97 O Parcial do Sol 20 Mar :46:47 64 N 7 O Total do Sol 13 Set :55:19 72 S 2 O Parcial do Sol 9 Mar :58:19 10 N 149 E Total do Sol 1 Set :08:02 11 S 38 E Anular do Sol 26 Fev :54:33 35 S 31 O Anular do Sol 21 Ago :26:40 37 N 88 O Total do Sol 15 Fev :52:33 71 S 1 E Parcial do Sol

9 13 Jul :02:16 68 S 127 E Parcial do Sol 11 Ago :47:28 70 N 174 E Parcial do Sol 6 Jan :42:38 67 N 154 E Parcial do Sol 2 Jul :24:07 17 S 109 O Total do Sol 26 Dez :18:53 1 N 102 E Anular do Sol 21 Jun :41:15 31 N 80 E Anular do Sol 14 Dez :14:39 40 S 68 O Total do Sol Eclipses da Lua Data Tempo Dinâmico Tipo de (centro) Eclipse 26 Jun :39:34 Parcial da Lua 21 Dez :18:04 Total da Lua 15 Jun :13:43 Total da Lua 10 Dez :32:56 Total da Lua 04 Jun :04:20 Parcial da Lua 28 Nov :34:07 Penumbral da Lua 25 Abr :08:38 Parcial da Lua 25 Mai :11:06 Penumbral da Lua 18 Out :51:25 Penumbral da Lua 15 Abr :46:48 Total da Lua 08 Out :55:44 Total da Lua

10 04 Abr :01:24 Total da Lua 28 Set :48:17 Total da Lua 23 Mar :48:21 Penumbral da Lua 16 Set :55:27 Penumbral da Lua 11 Fev :45:03 Penumbral da Lua 07 Ago :21:38 Parcial da Lua 31 Jan :31:00 Total da Lua 27 Jul :22:54 Total da Lua 21 Jan :13:27 Total da Lua 16 Jul :31:55 Parcial da Lua 10 Jan :11:11 Penumbral da Lua 05 Jun :26:14 Penumbral da Lua 05 Jul :31:12 Penumbral da Lua 30 Nov :44:01 Penumbral da Lua O Trânsito de Vênus O trânsito de Vênus é a passagem astronômica do planeta Vênus diante do Sol, ocultando uma pequena parte do disco solar visto da Terra, um fenômeno que só é possível quando os três corpos celestes se encontram alinhados. Esta passagem é semelhante ao eclipse solar. Apesar de o diâmetro de Vênus ser mais de três vezes maior que o da Lua, o planeta aparece bem menor durante o trânsito e viaja bem mais lentamente sobre a

11 face do Sol, devido a sua maior distância em relação à Terra. O tempo da passagem é medido em horas; a ocorrência de 2012 teve a duração de 6 horas e 40 minutos. Os trânsitos de Vênus estão entre os fenômenos astronômicos previsíveis menos freqüentes. Ocorrem numa seqüência que geralmente se repete a cada 243 anos, com pares de trânsitos espaçados de 8 anos, seguidos de longos intervalos de 121,5 e 105,5 anos. O trânsito de Vênus mais recente ocorreu entre os dias 5 e 6 de junho de 2012 (UTC) e foi o último do século XXI; o anterior a este deu-se em 8 de junho de O par anterior de trânsitos aconteceu em dezembro de 1874 e em dezembro de 1882 e o próximo será em 10 e 11 de dezembro de 2117 e em dezembro de O fenômeno tem historicamente grande importância científica, já que foi usado para se chegar às primeiras estimativas realistas do tamanho do Sistema Solar. As observações de 1639, combinadas com o princípio da paralaxe, permitiram uma estimativa da distância entre o Sol e a Terra mais acurada do que qualquer outra até aquela época. O trânsito de 2012 trouxe para os cientistas um número de outras oportunidades de pesquisa, particularmente no refinamento de técnicas a serem utilizadas na busca de exoplanetas. A par da sua raridade, o interesse científico original na observação de um trânsito de Vênus era que ele poderia ser usado para determinar a distância da Terra ao Sol e, a partir daí, o tamanho do Sistema Solar, empregando-se o método de paralaxe e a terceira lei de Kepler. A técnica envolvia fazer precisas observações das diferentes durações do trânsito em pontos bastante separados na superfície da Terra. A distância entre os pontos da Terra era então utilizada como base para calcular a distância até Vênus e o Sol por triangulação, essa técnica funciona de maneira semelhante ao método que o nosso cérebro e os nossos olhos juntos calculam a distancia dos objetos que estamos olhando.

12 Embora por volta do século XVII os astrônomos pudessem calcular a distância relativa entre cada planeta e o Sol em termos da distância entre a Terra e o Sol (uma unidade astronômica), um valor absoluto preciso desta distância não havia sido determinado. Em 1627, Johannes Kepler tornou-se a primeira pessoa a predizer um trânsito de Vênus, ao prever o evento de Seus métodos não eram suficientemente precisos para prever que o trânsito não seria visível na maior parte da Europa e, como conseqüência, ninguém foi capaz de se preparar para observar o fenômeno.