ECLIPSES DA LUA (e do Sol) VISITA AO MINIOBSERVATÓRIO ASTRONÔMICO de outubro de h30min - 0h30min

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1 ECLIPSES DA LUA (e do Sol) & VISITA AO MINIOBSERVATÓRIO ASTRONÔMICO de outubro de h30min - 0h30min Dr. André Milone Divisão de Astrofísica Coordenação Geral de Ciências Espaciais e Atmosféricas & Coordenação de Relações Institucionais Avisos: WCs no Centro de Visitantes e Prédio do Restaurante! Proibido fumar e acender luzes!

2 ROTEIRO da PALESTRA Origem da Lua Fases e topografia da Lua Dimensões da Terra, Lua e Sol Órbita e movimentos da Lua Eclipses da Lua: tipos e durações O eclipse de hoje Eclipses do Sol: tipos e durações Frequência dos eclipses Próximos eclipses Outubro/2004 Dr. André Milone (DAS-INPE) 2

3 A Terra e o seu satélite natural Outubro/2004 Dr. André Milone (DAS-INPE) 3

4 Origem da Lua: quatro hipóteses Colisão de um proto-planetóide com a proto-terra Ruptura rotacional da Terra Captura gravitacional pela Terra Agregação gravitacional simultânea com a Terra regolito: 60 km, basalto (Fe e Ni) nos mares, voltados para a Terra, e anortosito (Ca, Al e Si) nos montes 1500 km 250 km, abalos sísmicos/parcialmente liquefeito Animações em: Outubro/2004 Dr. André Milone (DAS-INPE) 4

5 Fases da Lua: quantas são? (fotos de André Milone, no Obs. do Valongo/UFRJ, 1988) Outubro/2004 Dr. André Milone (DAS-INPE) 5

6 Dr. André Milone (DAS-INPE) 6 Lua em fases seqüenciais, a cada 2,5 dias (1/12 da lunação)

7 Dr. André Milone (DAS-INPE) 7 A Lua em fases seqüenciais

8 Mar do Néctar Mar da Tranquilidade (Apollo 11, 1969) Mar da Fecundidade Montes Cáucasos Mar da Crise Cratera Eudoxus Mar da Serenidade Cratera Aristóteles A Lua em fases seqüenciais: quarto-crescente Dr. André Milone (DAS-INPE) 8

11 A Lua em Dr. André fases Milone (DAS-INPE) seqüenciais: 11 cheia Cratera Tycho Mar do Néctar Mar das Nuvens Mar dos Humores Mar da Fecundidade Mar da Crise Cratera Mar da Copérnico Tranquilidade Mar do Vapor Mar da Serenidade Mar Imbrium Oceano Procellarum Cratera Kepler Cratera Aristarco Cratera Aristóteles Cratera Platão

14 Mar das Nuvens Cratera Tycho 100 milhões de anos Cratera Hiparco Cratera Ptolomeu Cratera Eratóstenes Mar dos Humores Cratera Copérnico 1 bilhão de anos diâmetro=90km borda=5km Oceano Procellarum Cratera Kepler Montes Apeninos Cratera Arquimedes Cratera Platão Mar Imbrium A Lua em fases seqüenciais: quarto-minguante Cratera Aristarco diâmetro=37km Dr. André Milone (DAS-INPE) 14

17 A Lua em fases seqüenciais: intervalos de 1/12 da lunação ou 2,461 dias (solares) Julho/2003 Dr. André Milone (DAS-INPE) 17 Desenhos feitos por Galileu Galilei (1610)

18 Percepção da esfericidade da Terra: sombra circular em eclipses da Lua (Pitágoras 530 a.c. & Aristóteles 350 a.c.)

19 Comparando os tamanhos da Lua e Terra Dados técnicos: Gravidade superficial, g = G.M/R 2 & Densidade Média, ρ = 3M/4πR 3 Terra: g=9,8 m/s 2 (veloc. escape=11,2 km/s) & ρ=5,5 g/cm 3 Lua: g=1,6 m/s 2 =16% da terrestre! (veloc. escape=2,4 km/s) & ρ=3,3 g/cm 3 Outubro/2004 Dr. André Milone (DAS-INPE) 19

20 D iâm etro equatorial A LGUNS DADOS FÍSICOS DO SOL, T ERRA E L UA. M assa (com parativa à Terra) V olum e (com parativo à Terra) D istância m édia à Terra Terra km Lua km 1/80 1/ km Sol km km Diâmetro e Distância (relativos ao diâmetro terrestre) Terra Lua 1/4 30 Sol Outubro/2004 Dr. André Milone (DAS-INPE) 20

21 A translação da Lua (fora de escala): fases principais vistas do hemisfério sul da Terra Dados técnicos: (exemplo de atividade prática) Lunação = 29 dias, 12 h e 44 min Período de translação sideral da Lua = 27 dias, 7 h e 43 min (igual ao Período sideral de rotação da Lua!) A Lua surge no céu 50 minutos mais tarde a cada dia crescente minguante nova crescente cheia minguante Outubro/2004 Dr. André Milone (DAS-INPE) 21

22 Órbita da Lua em diferentes pontos da órbita da Terra (fora de escala!) Dados técnicos: Sincronia dos movimentos de rotação e translação da Lua mesma face para a Terra Órbita da Lua é elíptica: d Terra-Lua = a km libração da Lua O equador da Lua é inclinado em apenas 1 em relação à órbita da Lua Inclinação de 5 entre as órbitas da Lua e Terra não há eclipses em todas lunações Precessão retrógrada da órbita lunar (Período=18,6 anos) frequência dos eclipses Outubro/2004 Dr. André Milone (DAS-INPE) 22

23 A face oculta da Lua visualizada em duas imagens (repare que a Lua está em fase nova!) Outubro/2004 Dr. André Milone (DAS-INPE) 23

24 Tipos de eclipses da Lua Penumbral Quando a Lua percorre apenas a penumbra da Terra Imperceptível à visão humana Parcial Quando a Lua fica parcialmente imersa na umbra da Terra Total Quando a Lua fica totalmente imersa na umbra da Terra Não fica totalmente obscurecida Magnitude = diâmetros lunares imersos (dir. meio da totalidade Fenômenos de observação simultânea & Vistos a partir de todo hemisfério noturno da Terra! Outubro/2004 Dr. André Milone (DAS-INPE) 24

25 Ilustração em escala de um eclipse total da Lua km km/h km Julho/2003 Dr. André Milone (DAS-INPE) 25

26 Imagens de eclipses da Lua Outubro/2004 Dr. André Milone (DAS-INPE) 26

27 Durações dos eclipses da Lua Durante um eclipse lunar, a Lua percorre a sombra da Terra com uma velocidade média de km/h No caso de um eclipse total, a Lua precisa percorrer no máximo o diâmetro da umbra terrestre que na distância da Lua tem em média km; então a totalidade pode durar até 1 hora e 40 minutos e o fenômeno completo desde o ínício até o fim da parcialidade pode durar até 3 horas e 48 minutos ou 6 horas considerando os percursos da penumbra Outubro/2004 Dr. André Milone (DAS-INPE) 27

28 O eclipse total da Lua de hoje: passeio da Lua através da sombra da Terra Instantes: Início da fase penumbral às 21h05 (dia 27) Início da fase umbral às 22h15 (dia 27) Início da totalidade às 23h25 (dia 27) Meio da totalidade às 0h05 (dia 28) Fim da totalidade às 0h45 (dia 28) Fim da fase umbral 1h55 (dia 28) Fim da fase penumbral às 3h05 (dia 28) Totalidade dura 1 hora e 20 minutos! Evento visível dura 3 horas e 40 minutos! Outubro/2004 Dr. André Milone (DAS-INPE) 28

29 Imagens de eclipses da Lua

30 Tipos de eclipses do Sol Parcial Quando a Lua projeta apenas sua penumbra na Terra O Sol, visto de alguns locais, é parcialmente encoberto pela Lua Anular Quando a Lua está alinhada com o Sol e projeta apenas sua penumbra na Terra É visto como parcial não-anular de certos locais Total Quando a Lua projeta sua umbra (e penumbra) na Terra É visto como parcial de certos locais Fenômenos de observação não-simultânea! Outubro/2004 Dr. André Milone (DAS-INPE) 30 Ilustrações fora de escala:

31 Durações dos eclipses do Sol Durante um eclipse solar, a penumbra e/ou umbra da Lua percorre a superfície da Terra com uma velocidade de km/h determinada pela translação da Lua projetada na Terra e pela rotação terrestre (sentidos contrários) No caso de um eclipse total, a extensão da umbra lunar na Terra tem no máximo 270 km, então a totalidade pode durar até 7,5 minutos enquanto o fenômeno completo pode durar 2 horas Outubro/2004 Eclipse Total do Sol de 11/08/1999 fotografado da estação orbital MIR 31

32 Seqüência de imagens de um eclipse total do Sol: Zâmbia, 21/06/2001 Outubro/2004 Dr. André Milone (DAS-INPE) 32

33 Imagens de um eclipse anular do Sol: China, 23/09/1987 Tamanhos angulares comparáveis do Sol e Lua: semelhança de triângulos! 0,5 R Lua R Sol d Lua d Sol R Sol /R Lua = d Sol /d Lua

34 Projeção da sombra da Lua em dois eclipses totais do Sol Outubro/2004 Dr. André Milone (DAS-INPE) 34

35 Frequência dos eclipses da Lua e Sol Se a órbita da Lua estivesse no mesmo plano da órbita da Terra: Os eclipses da Lua e Sol ocorreriam em todas Luas Cheias e Novas respectivamente Se a orientação da órbita da Lua não variasse (mas considerando a inclinação entre os planos orbitais): Os eclipses da Lua e Sol ocorreriam a cada 6 meses (aos pares talvez) Mas, como a órbita da Lua é inclinada e tem precessão retrógrada além de outros fatores geométricos: Os eclipses ocorrem a cada 173 dias (1, 2 ou 3 eclipses) numa certa ordenação perfazendo um ciclo a cada 18 anos e 11 dias (Período de Saros, com 41 eclipses solares e 29 lunares). Os eclipses solares acontecem em maior número. Anualmente, ocorrem no mínimo 2 eclipses (que são solares) e no máximo 7 (5 solares e 2 lunares ou 4 solares e 3 lunares). Porém, de um dado local, há mais chance de se observar eclipses lunares!. Outubro/2004 Dr. André Milone (DAS-INPE) 35

36 PRÓXIMOS ECLIPSES do SOL e da LUA (até 2010) Solar Lunar 08/04/2005: anular-total, visível como parcial do oeste do Brasil (pôr do Sol). 03/10/2005: anular, não visível do Brasil. 29/03/2006: total, totalidade no RN (nascer do Sol!). 17/10/2005: parcial, não visível do Brasil. 07/09/2006: parcial, não visível do Brasil. 22/09/2006: anular, visível como parcial do Brasil. 18/03/2007: parcial, não visível do Brasil. 11/09/2007: parcial, visível do centro-sul do Brasi (manhã!). 03/03/2007: total, visível de todo Brasil. 28/08/2007: total, de difícil visibilidade no Brasil (ocaso da Lua!). Outubro/2004 Dr. André Milone (DAS-INPE) 36

37 Ilustração do efeito de maré total sobre os oceanos da Terra na ocasião da Lua cheia (fora de escala) F 1-2 = G.m 1.m 2 /d 2 F o M o.r /d 3 F L / F M L /M.(d /d L ) 3 2,2 Outubro/2004 Dr. André Milone (DAS-INPE) 37