Eclipses. Enos Picazzio - IAG/USP

Transcrição

1 Eclipses Enos Picazzio - IAG/USP

2 Parte dos slides foram adaptadoa daptados de Orbit of the Moon Edward J. Michaels SFASU Department of Physics and Astronomy

3 Parâmetros lunares mais relevantes Distância orbital média km perigeu km apogeu km Inclinação da órbita 5,2 o Inclinação do eixo 6,7 o Período orbital 27,32 dias Mês Sideral* Ciclo (Lunações) 29,53 dias Mês Sinódico* Diâmetro km Maior diâmetro aparente 32,9 o Densidade média 3,34 g/cc (61% da terrestre) Gravidade na superfície 1,62 m/s 2 (17% da terrestre Temperatura superficial 100 a 400 K (-173 a 127 o C) * definidos adiante

4 Figuras de superfície mais relevantes Crateras: maioria é originada por impacto de meteoritos algumas são vulcânicas Regolito: poeira proveniente da pulverização de rochas que recobre toda a superfície Mares: regiões planas e escuras Origem: derramamento de lava vulcânica Terras (continentes): regiões acidentadas e mais claras Forte bombardeamento há ~ 4 bilhões de anos Formação das bases (futuros mares) Bombardeamento diminuiu entre bilhões de anos Preenchimento dos mares

5 Amostras de solo lunar semelhantes às rochas terrestres de silicatos ausência de água e outras substâncias voláteis a sonda Clementina parece ter detectado traços de água congelada em cratera mares formados de basalto (mais pesado) idade: terras ~ bilhões de anos mares ~ bilhões de anos materiais que cobrem a superficie lunar têm densidades menores que a densidade média houve processo de diferenciação (materiais mais densos deslocam-se para maiores profundidades, como consequência da convecção).

6 Rotação Síncrona A Lua tem apresenta sempre a mesma face voltada para a Terra porque seus períodos de rotação e translação são iguais. Tecnicamente diz-se que que ela está numa órbita ressonante na razão 1:1. Esta é uma consequência da ação de maré que a atração gravitacional da Terra provoca sobre a Lua.

7 Meses Lunares Lua Crescente Lua Nova Mês sideral (27, dias): Período orbital da Lua, ou tempo decorrido para dar uma volta completa ao redor da Terra (acima, Nova e Crescente). Mês sinódico (29, dias ): Período entre lunações, ou tempo decorrido entre fases iguais (acima, Nova e Nova).

8 Meses Lunares Perigeu Apogeu Mês anomalístico (27, dias): Tempo decorrido entre os perigeus (ou apogeus). Como a órbita lunar precessiona, esse período é diferente do período orbital (Mês Sideral). Mês draconiano (27, dias ): Tempo decorrido entre os nodos iguais. Devido ao retrocesso dos nodos provocado pela precessão orbital, esse período é menor que o orbital. Draconiano porque refere-se ao dragão mitológico que comia o Sol ou a Lua nos eclipses.

9 Meses Lunares Mês tropical (27, dias): Tempo decorrido entre os equinócios lunares.

10 Faces da Lua Visível da Terra Face oposta

11 Fases da Lua A imagem aparente da Lua é invertida nos hemisférios. Enquanto no hemisfério sul a fase crescente tem a forma côncava, no hemisfério norte ela apresenta-se na forma convexa. A animação ao lado representa a forma vista no hemisfério norte. Clique sobre a imagem para ver a animação. Esta é a aparência vista do hemisfério norte. Em nosso caso vemos a imagem tombada : crescente em forma de C, minguante (decrescente) em forma de D

12 Leste Fases da Lua 5 ECL Norte CE 6 Oeste 12 h 6 h 0 h 18 h 12 h 3 Fase Ângulo AR * 4 2 Nova 0 0 h Quarto Crescente 90 6 h 5 1 Cheia h Luz Quarto Minguante h 6 8 * Ascensão Reta 7

13 Sombras do eclipse lunar O eclipse lunar ocorre sempre na Lua Cheia, e quando esta passa pelas sombras da Terra.

14 Eclipse Lunar

15 Eclipse Lunar: sempre na Lua Cheia

16 Eclipse Lunar Lua Cheia Eclipse Penumbral Lua passa pela penumbra Eclipse Parcial Lua passa parcialmente pela umbra Eclipse Total Lua passa totalmente pela umbra

17 Eclipse Lunar Lua Cheia Umbra

18 Iluminação nos eclipses Sem atmosfera a luz solar propaga-se em linha reta, por isso a sombra lunar é bem delineada, encobrindo completamente o disco solar. Eclipse solar Lua Luz Eclipse lunar Terra A atmosfera terrestre refrata a luz solar, provocando um disco de sombra parcialmente iluminado. Por isso a Lua é vista durante um eclipse lunar. Ilustração fora de escala

19 Órbita Lunar Plano da eclíptica (órbita da Terra) Nodo descendente Terra Lua Nodo ascendente Linha dos nodos Plano da órbita lunar

20 Órbita Lunar Eclipse PODe ocorrer Linha dos nodos Nova Cheia Órbita da Terra SOL Eclipse NÃO pode ocorrer Cheia Nova Linha dos nodos Linha dos nodos Nova Nova Eclipse PODE ocorrer Cheia Linha dos nodos Cheia Eclipse NÃO pode ocorrer

21 Período de Saros A periodicidade e a recorrência dos eclipses é governada pelo Ciclo de Saros (já conhecido dos Caldeus), um período de ~ dias (18 anos 11 dias 8 horas). Razão harmonia entre os períodos orbitais da Lua: Mês Sinódico (lunações)... Mês Dracônico (nodo a nodo)... Mês Anomalístico (perigeu a perigeu)... 29,53059 dias = 29d 12h 44m 27,21222 dias = 27d 05h 06m dias = 27d 13h 19m O ciclo compreende 223 meses sinódicos 242 meses draconianos 239 meses anomalísticos. As condições praticamente se repetem a cada ciclo.

22 Movimento aparente do Sol Solstício de inverno Equinócio de outono Equinócio da primavera Equador Celeste Solstício de verão Equinócio da primavera Equinócio da primavera Solstício de inverno Solstício de verão Equinócio de outono Clique sobre a imagem para ver a animação (as definições são para o hemisfério norte, em inglês)

23 As órbitas no plano do céu Eclíptica Órbita da Lua Nodos LESTE Lua Cheia (sem eclipse) Equador Celeste Lua Nova (sem eclipse) OESTE sem eclipse Eclíptica: órbita da Terra, ou órbita aparente do Sol eclipse parcial eclipse total

24 As órbitas no plano do céu Nodos Os eclipses ocorrem quando Sol e Lua estão próximos dos nodos. Eclipse Solar : Sol e Lua estão localizados no mesmo nodo. Eclipse Lunar : Sol está em uma nodo e a Lua está 12h adiante em ascensão reta. Inclinação da órbita lunar?

25 Histórico: Aristóteles Aristóteles ( a.c.) usou a forma aparente da sombra da Terra para mostrar que a Terra era uma esfera.

26 Histórico: Aristarco (280 a.c.) O tempos decorridos entre dois quartos (de L1 a L3, e de L3 a L1) seriam diferentes se o Sol estivesse próximo. Como eram iguais, Aristarco deduziu que o Sol estava bem mais distante que a Lua.

27 Histórico: Aristarco (280 a.c.) Observando os eclipses ele criou um método para medir tamanhos e distâncias relativos da Lua, Terra, Sol: a Terra tem ~ tamanho da sombra, e esta é ~ 3 vezes o diâmetro da Lua. (Valor real: 6378km / 1738km = 3.7x) Sombra da Terra C B A Tempo decorrido entre A e B é proporcional ao diâmetro da Lua. Tempo decorrido entre B e C é proporcional ao diâmetro da sombra da Terra (~ Terra).

28 Diferenças entre medidas Antigas e Modernas Antiga (km) Moderna (km) Diâmetro da Terra Diâmetro da Lua Diâmetro do Sol Distância Terra-Lua Distância Terra-Sol

29 Equívocos e superstições A lunação afeta a meteorologia (clima), o número de pássaros, o número de prisões, a quantidade de internações de emergência, e outros

30 Equívocos e superstições O astrônomo George Abell estudou a taxa de nascimento em função da fase lunar: Entre 17/03/1974 e 30/04/1978, nasceram crianças no hospital da UCLA: não encontrou nenhuma correlação. Considerando apenas os partos normais (não cesarianos), o número caiu para 8.142: não encontrou nenhuma correlação.

31 Equívocos e superstições A lunação influencia a fertilidade A menstruação nos humanos segue um ciclo médio de 28 dias, não 29,5. Demais mamíferos: porcos da Nova Guiné: 11 dias, ratos e camundongos: 5 days ovelhas: 16 dias, chimpanzés: 37 days vacas e éguas: 21 dias...

32 Eclipse Lunar: ocorrência Lua passa pela sombra da Terra Ocorrência: em média, 2 vezes ao ano Duração: de 1/2 hora a 2 horas Precauções: nenhuma

33 Eclipses Solares: sempre na Lua Nova Luz solar Total Sombra do eclipse total Lua Luz solar Anular Sombra do eclipse anular Lua

34 Eclipse Solar: : trajeto da sombra na Terra O percurso da sombra sobre a superfície terrestre de alguns eclipses solares são mostrados da imagem ao lado. Clique sobre a imagem abaixo para ver a animação. Sombra umbral da Lua Terra Órbita da Lua

35 Eclipse Solar: : trajeto da sombra na Terra

36 Eclipse Solar: : fases do eclipse

37 Eclipse Solar: : anel de diamante

38 Eclipse Solar: : coroa solar Com o eclipse do disco solar (fotosfera), a atmosfera do Sol tornase visível. A baixa atmosfera, chamada cromosfera, de cor avermelhada, é vista ao longo da borda (escura) do disco lunar. Acima dela está a coroa, de cor branca e muito estruturada. Seu brilho é uma do espalhamento da luz fotosférica pelos elétrons da coroa. Clique sobre a imagem para ver a animação do eclipse de 03/11/1994. A forma da coroa muda com a atividade solar.

39 Tamanho aparente da Lua Perigeu Apogeu

40 Tamanhos aparentes da Lua e do Sol Diâmetro angular da Lua Diâmetro angular do Sol Mais próximo Mais distante Mais próximo Mais distante

41 Eclipse Solar: : condições para ocorrência

42 Eclipse Solar: : condições para ocorrência Equinócios Lua Nova Órbita da Lua Sol Eclíptica

43 Eclipse Solar Lua provoca sombra na Terra Ocorrência: em média, 2 vezes ao ano Duração: até 7 minutos Precauções: JAMAIS OLHAR DIRETAMENTE PARA O SOL SEM PROTEÇÃO ADEQUADA

44 Links interessantes Genérico: Geologia da Lua: Calendário: Mitos Lua Azul (Blue Moon): Visualizador Terra-Lua: Animação-Fases da Lua: Origem da Lua: Sociedade Apollo: Atlas Lunar: Serviço de dados:

45 Muito bem, pessoal! Pra terminar, vamos ao jogo do erro?...

46 Então, onde está o erro?.

47 Uuummm Dooooiis... eeeee... Três...

48 Lua Cheia próximo ao Sol no horizonte? Ah Ah Ah.

49 A aaaacaboooou