O SISTEMA SOLAR Para entendermos o mecanismo do "SISTEMA TERRA" temos que ter noções básicas de um contexto mais amplo: o espaço cósmico, onde se processam, entre outros milhares, o "SISTEMA SOLAR". UNIVERSO Segundo Pitágoras, "universo ou cosmo é o conjunto dos astros existentes no espaço infinito". Para Einstein, "universo é o espaço de dimensões finitas, porém sem fronteiras, que abriga os astros". A teoria mais aceita sobre a origem do universo é a da "Grande Explosão" ou "Big Bang". A Astronomia foi uma das ciências que desenvolveu-se bastante desde a Antigüidade. Muitos "mistérios cósmicos" foram sendo desvendados desde a mais remota idade. Um dos pontos que gerou, pelo menos, três teorias, foi com relação à centralidade do Universo: Teoria Pirocêntrica: Filolaus Teoria Geocêntrica: Ptolomeu Teoria Heliocêntrica: Copérnico Para explicar o equilíbrio existente nesse conjunto organizado de astros a Astrofísica propôs: As Leis da Mecânica Celeste, de Kepler. A Lei da Gravitação Universal, de Newton. O conjunto formado por planetas, satélites, cometas e meteoros, embora atraídos pelo Sol, equilibram-se em suas órbitas, graças à velocidade com que gravitam em torno dele, gerando uma força contrária que equilibra a atração solar. São conhecidos nove planetas, que na ordem de afastamento do Sol. Entre as órbitas de Marte e Júpiter encontram-se mais de 2.000 pequenos planetas, também denominados de asteróides ou planetóides. Para uns resultam da explosão de um planeta que se desequilíbrio pela forte atração exercida por Júpiter (o planeta de maior volume do sistema solar). OS MOVIMENTOS DA TERRA A Terra é um dos planetas do Sistema Solar, o 3º em ordem de afastamento do Sol (estrela de 5ª grandeza) que movimenta-se pelo espaço cósmico, possui 14 movimentos e 1
dentre estes dois são muito importantes em face da influência que exercem sobre as diversas formas de vida na terra: translação e rotação. MOVIMENTO DE ROTAÇÃO OU MOVIMENTO DIURNO Embora já no séc. V a.c., o filósofo Filolaus previsse este movimento, o fato é que durante vários séculos prevaleceu a idéia de Cláudio Ptolomeu onde o planeta Terra encontrava-se imóvel no centro do Universo. Somente mais tarde é que Galileu Galilei conseguirá demonstrá-lo. O movimento de Rotação é o movimento que a Terra executa em torno do eixo imaginário, que encontra-se inclinado em relação ao plano da eclíptica, formando um ângulo de 23 e 27' (Obliqüidade da eclíptica), com uma duração de 23 horas, 56 minutos e 04 segundos (dia sideral), no sentido oeste-leste, numa velocidade de 1666 km/h ao longo do Equador. Dada a forma esférica do nosso planeta, no que o movimento vai ocorrendo, sempre teremos uma parte voltada para o Sol que será dia, e outra oposta, que será noite. São conseqüências do Movimento de Rotação da Terra: - A forma da Terra - A ocorrência dos dias e das horas - Fusos horários - Desvio dos ventos - Desvio das correntes marinhas - Maior nível das águas no litoral leste dos continentes - Desvio dos corpos em queda livre - Alteração no peso dos corpos MOVIMENTO DE TRANSLAÇÃO OU MOVIMENTO ANUAL A Terra executa esse movimento em torno do Sol no período aproximado de 365 dias, 5 horas, 48 minutos e 48 segundos, descrevendo uma órbita (caminho) elíptica que mede 930 milhões de quilômetros, a uma velocidade média de 29,7 km/s ou 106.800 km/h. 2
No decorrer desse movimento, o planeta Terra mantém seu eixo imaginário inclinado em relação ao plano da eclíptica, cujas várias conseqüências estabelecidas, são: - Ocorrência do ano - Ocorrência do ano bissexto - Afélio ponto mais afastado da órbita de um corpo gravitando ao redor do Sol. - Periélio ponto de maior aproximação do Sol descrito por um astro que gravita em torno dele. - Estações do ano - Solstícios época em que o Sol passa por sua maior declinação boreal ou astral, e durante a qual cessa de afastar-se do equador. - Equinócios ponto da órbita da Terra onde se registra igual duração do dia e da noite. ESTAÇÕES DO ANO Durante o movimento de translação, os hemisférios norte e sul expõem-se diferentemente diante do sol, em função da inclinação do eixo imaginário terrestre, do que decorrem as estações do ano, que se sucedem inversamente entre os dois hemisférios. Veja o quadro a seguir: DATA NORTE SUL 21/12 INVERNO VERÃO 21/03 PRIMAVERA OUTONO 21/06 VERÃO INVERNO 23/09 OUTONO PRIMAVERA EQUINÓCIOS 3
Ocorrem duas vezes ao ano, um em março (21/03) e outro em setembro (23/09) e correspondem aos momentos em que a duração do período diurno e do período noturno são iguais para qualquer parte do planeta (12 horas em qualquer lugar para cada período). SOLSTÍCIOS Correspondem aos momentos em que ocorrem as maiores diferenças (desigualdades) na duração do período diurno e do e do período noturno entre os dois hemisférios e ocorrem apenas duas vezes ao ano: um em junho (21/06), onde se tem o solstício de verão para o hemisfério norte e um outro em dezembro (21/12), onde se verifica o solstício de verão para o hemisfério sul. A LUA A lua é o corpo celeste mais próximo da terra, encontrando-se a uma distância média de 384.400 km. Devido à sua órbita elíptica, a lua alcança uma distância mínima da terra que chamamos Perigeu (365.334 km) e uma distância máxima, que chamamos de Apogeu (406.610 km). Seu volume é 49 vezes menor que o da terra. Seu raio é avaliado em 1740 km, o que significa que é 4 vezes menor do que o da Terra. Devido ao pequeno volume e massa da 4
Lua, sua força de gravidade é bem menor que a da Terra. Daí o fato de os astronautas terem dificuldades de caminhar na superfície lunar. Essa pequena gravidade é também responsável pela ausência de atmosfera na lua. OS MOVIMENTOS DA LUA Entre os principais movimentos lunares temos: translação, rotação e revolução. Translação - é o movimento que a lua executa em torno da terra, em uma elipse um pouco alongada, ocupando a terra um dos focos, daí o porquê do Apogeu e do Perigeu, com duração de 27 dias, 7 horas e 43 minutos. Rotação é o movimento que a lua executa em torno do seu eixo e é igual ao período da translação. Por isso a Lua sempre está mostrando a mesma face para a Terra. Revolução é o movimento que a lua realiza em torno do Sol, acompanhando a Terra. AS FASES DA LUA O movimento de Translação da Lua faz com que ela apareça no céu mostrando aspectos (posições) diferentes. São as fases da lua, cada qual com um período aproximado de 7 dias: Lua Nova ou Novilúnio, Quarto Crescente ou Primeira Quadratura, Lua Cheia ou Plenilúmio e Quarto Minguante ou Segunda Quadratura. OS ECLIPSES 5
Eclipse é o fenômeno que decorre do alinhamento de três astros, podendo haver ocultação total ou parcial de um deles. Portanto, existem eclipses totais e parciais. Contam as crônicas que, carente de víveres, Colombo ameaçou os nativos da Jamaica de tirar-lhes a Lua. Naturalmente, conhecia a predição de um eclipse para dois dias depois e aproveitou-se da ingenuidade dos indígenas para obter as provisões. Em astronomia, eclipse (do grego ékleipsis, "desaparecimento") é o obscurecimento temporário, parcial ou total, de um corpo celeste por outro. Produz-se quando três objetos celestes colocam-se em posição alinhada. Na mitologia de quase todas as culturas antigas registram-se referências aos eclipses como combates de astros contra forças malignas. Os povos primitivos escondiam-se dos eclipses solares e procuravam afugentar presságios funestos com gritos e ruídos de metais durante os obscurecimentos da Lua. Trata-se, pois, de um fenômeno celeste observado desde épocas remotas. Algumas teorias sustentam que o círculo megalítico (feito de grandes pedras) de Stonehenge, nas ilhas britânicas, era utilizado, já no paleolítico, para sua previsão. Testemunhos históricos comprovam que os astrônomos babilônios construíram seu calendário, precursor do atual, com base na periodicidade dos eclipses, a partir de farta compilação de dados registrados há mais de 2.500 anos. Em tempos mais modernos, os eclipses continuaram a suscitar superstições e temores. Em algumas culturas ainda são interpretados como augúrio de catástrofes e epidemias. O alemão Johannes Kepler descobriu, no século XVII, que a órbita da Terra ao redor do Sol descreve uma elipse. Esse movimento ocorre num plano (a eclíptica) que se apresenta inclinado em relação ao equador terrestre em um ângulo de 23º27'. A resultante inclinação do eixo da Terra, levemente variável pelas influências gravitacionais dos planetas -- principalmente Vênus e Júpiter -- explica a 6
diferenciação das estações e a existência dos eclipses. ECLIPSES SOLARES Ao interpor um objeto opaco na trajetória de um feixe de raios luminosos, cria-se uma zona de sombra ou obscuridade total e uma zona mais externa de penumbra, onde a intensidade da luz se atenua e a ocultação é apenas parcial. Ocorre durante a Lua Nova, quando a posição dos três astros é a seguinte: Terra-Lua-Sol (conjunção). Portanto, a Lua pode projetar sua sombra sobre a terra. Nos pontos da superfície terrestre atingidos pelo cone de sombra da Lua, ocorre eclipse total; nos pontos atingidos pela penumbra, ocorre eclipse parcial. O eclipse do Sol é o evento mais espetacular do céu. Um eclipse solar ocorre quando a Lua está entre a Terra e o Sol. De acordo com a definição estrita, um eclipse do Sol não é um eclipse, mas sim uma ocultação. 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, o diåmetro da Lua é menor que o do Sol, e ocorre um eclipse anular. 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 obre 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. Os Eclipses Solares são divididos em três tipos: Eclipse Solar Total - Esse tipo de eclipse acontecerá quando o tamanho aparente da Lua for maior que o Sol. Nesse caso o cone de sombra lunar produzirá sobre a superfície da Terra uma sombra escura. O observador que se encontrar na região de alinhamento do Sol com a Lua verá durante alguns minutos a Lua encobrir pôr completo o Sol. Para o observador de outras regiões ele verá sempre o eclipse como parcial, ou seja o disco lunar encobre parcialmente o Sol. 7
Eclipse Solar Anular - Esse outro 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. Quando estivermos no auge do eclipse, nós veremos um anel luminoso em volta da Lua, que nada mais é do que o próprio Sol. Igualmente os observadores de outras regiões verão a fase parcial desse eclipse. Eclipse Solar Parcial - Quando o alinhamento Sol - Lua não interceptar a superfície terrestre, um observador verá somente a fase parcial do eclipse. Somente uma parte do disco solar será obstruída pela Lua. Nesse caso somente a região de penumbra intercepta a superfície da Terra. Do mesmo modo, se a Lua, em seu movimento orbital ao redor da Terra, se situa em posição tal que intercepta os raios solares, ela projeta sobre a superfície terrestre zonas de sombra e penumbra. Quando a Lua oculta por completo o disco solar, diz-se que o eclipse é total. Como o diâmetro da Lua é cerca de 400 vezes menor que o do Sol e este está 400 vezes mais distante da Terra, a sombra da Lua projetada sobre a Terra tem apenas 260 km de largura. É por isso que um eclipse total do Sol só pode ser observado de uma faixa geográfica restrita. Durante um eclipse total do Sol, o período de obscurecimento dura cerca de sete minutos, pois a sombra da Lua se desloca a uma velocidade de 2.400km/h. Às vezes, se a Lua está suficientemente distanciada, ela cobre apenas a parte central do disco solar, e com isso originam-se os chamados eclipses anulares. Em princípio, seria produzido um eclipse solar em cada alinhamento da Lua e do Sol observado a partir da Terra, se o plano orbital da Lua não estivesse inclinado em relação à eclíptica. Assim, é necessário que a Lua atravesse o plano da eclíptica em sua fase nova para que se produza o eclipse. Durante os eclipses solares alcançam-se condições adequadas para a observação da coroa e da cromosfera do Sol, assim como das protuberâncias ou erupções que ocorrem em sua superfície. ECLIPSE DA LUA Os eclipses lunares se produzem quando o satélite terrestre se coloca em posição alinhada e oposta em relação ao Sol visto a partir da Terra, e se esconde no cone de sombra que a Terra iluminada projeta atrás de si. Por não possuir brilho próprio, a Lua fica total ou parcialmente obscurecida, se não recebe raios de Sol; isso ocorre quando ela se encontra na fase cheia e atravessa ao mesmo tempo o plano da eclíptica. Ocorre durante a lua cheia, quando a posição dos astros é a seguinte: Sol-Terra-Lua (oposição). Nesse caso é a Terra que projeta sua sobra sobre a Lua. Os eclipses da Lua, ao contrário dos solares, são visíveis de todos os pontos do hemisfério voltado para a Lua, inclusive de qualquer lugar do planeta em cujo horizonte ela se encontre. Por vezes, esses eclipses são penumbrais: a perda do brilho do satélite é quase imperceptível a olho nu. Podem ocorrer vários eclipses -- dois ou três da Lua e de dois a cinco 8
do Sol -- num ano, isto é, vários alinhamentos perfeitos desses astros com a Terra. Tais eclipses são periódicos e se repetem aproximadamente com a mesma freqüência a cada 18,9 anos. Um eclipse lunar ocorre quando a Lua está sempre na fase Cheia e entra na sombra da Terra. À distância da Lua, 384 mil km, a sombra da Terra, que se extende por 1,4 milhões de km, cobre aproximadamente 4 luas cheias. Em contraste com 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. Um eclipse da Lua pode ser visto, se o clima permitir, de toda a parte noturna da Terra. Eclipses da Lua são muito mais frequentes que eclipses do Sol. A duração máxima de um eclipse lunar é 3,8 horas, e a duração da fase total é sempre menor que 1,7 horas. Os Tipos de Eclipses: Eclipse Lunar Penumbral - Este tipo de eclipse ocorrerá somente se a Lua, ao longode sua trajetória, atravessar a região da penumbra terrestre. Este tipo de eclipse não é perceptível a olho nu. E pode ser medido apenas com instrumentos apropriados como um fotômetro. Eclipse Lunar Umbral - Este tipo de Eclipse Lunar tem ainda outras duas divisões: b.1) Eclipse Lunar Umbral Parcial ou simplesmente Eclipse Lunar Parcial: nesse tipo, a trajetória da Lua será tal que uma parte dela passará pela umbra terrestre. b.2) Eclipse Lunar Umbral Total ou apenas Eclipse Lunar Total: nesse último tipo ocorrerá quando a Lua entrar no cone de sombra terrestre. Outros tipos de eclipses. Embora menos conhecidos do que os eclipses do Sol e da Lua, existem outros fenômenos de eclipse de notável interesse astronômico. A ocultação de estrelas pela Lua proporciona dados sobre o movimento orbital e o diâmetro das estrelas. Por outro lado, os planetas mais próximos do Sol -- Mercúrio e Vênus -- podem ocasionalmente passar diante do disco solar, o que se divisa a partir da Terra como pequenos pontos obscuros que se movem lentamente sobre a superfície da estrela. O trânsito de Vênus tem importância na determinação da posição e do tamanho do Sol. Praticamente imperceptíveis a olho nu, porém de grande utilidade no cálculo das distâncias estelares, são as estrelas binárias eclipsantes. É muito freqüente se constituírem, num mesmo sistema gravitacional, grupos de duas ou mais estrelas que giram em torno de um mesmo ponto do espaço. Alguns desses sistemas estão dispostos de maneira que, transitoriamente, uma das estrelas eclipsa a outra; este é um ótimo momento para medir suas dimensões, luminosidade e distância em relação à Terra. BIBLIOGRAFIA 9
10