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 inferior da figura acima, vemos a região da umbra e da
penumbra da sombra. Na parte superior, vemos a aparência
da fonte para os 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.
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.
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 de intersecção do
plano da órbita da Terra em torno do Sol com o plano da
órbita da Lua em torno da Terra.
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 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 permance quase o mesmo. Durante
a fase total, a Lua aparece com uma luminosidade tênue e avermelhada.
Isso acontece porque parte da
luz solar é refractada na atmosfera da Terra e atinge a Lua. Porém essa
luz
está quase totalmente desprovida dos raios azuis, que sofreram forte
espalhamento e absorção na espessa camada atmosférica atravessada.
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.
Como
a Lua se move aproximadamente 12°
por dia, para leste,
em relação ao Sol (360°/29,5 dias= 12°/dia),
o que implica numa velocidade de:
A velocidade de um ponto da superfície da Terra devido
à rotação para leste da Terra é,
Como a velocidade da Lua no céu é maior do que a velocidade
de rotação da Terra, a velocidade da sombra da Lua na Terra tem o mesmo
sentido do movimento (real) da Lua, ou seja, para leste.
O valor da velocidade da sombra é, grosseiramente,
.
Cálculos mais precisos, levando-se em conta o ângulo entre os dois
movimentos, mostram que a velocidade da Lua em relação a
um certo ponto da Terra é de pelo menos 34 km/min para leste.
A duração da totalidade do eclipse, em um certo ponto da Terra, será
o tempo desde o instante em que a borda leste da umbra da Lua toca esse
ponto até o instante em que a borda oeste da Lua o toca. Esse tempo
é igual ao tamanho da umbra dividido pela velocidade com que ela anda,
aproximadamente,
Na realidade, a totalidade de um eclipse dura no máximo 7 1/2 minutos.
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 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 1715.
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 extendem 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!
Em 4 Nov 1994 eu filmei o eclipse solar total em Criciúma,
Santa Catarina,
e produzi esta figura.
Eclipses da Lua
Um eclipse lunar ocorre quando a Lua entra na sombra da Terra.
À diståncia da Lua, 384 mil km, a sombra da Terra,
que se extende por 1,4 milhões de km,
cobre aproximadamente 3 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.
Como um eclipse da Lua pode ser visto, se o clima
permitir, de todo a parte noturna da Terra, eclipses
da Lua são muito mais freqüentes 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
(com um período de 18,6 anos de regressão dos nodos), as temporadas
ocorrem a cada 173 dias, e não exatamente a cada meio ano.
A distância angular
da Lua do nodo precisa ser menor que 4,6°
para um eclipse lunar, e menor que 10,3 ° para
um eclipse solar, o que estende a temporada de eclipses para 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. As temporadas de eclipses são separadas por
173 dias [(1 ano - 20 dias)/2].
Em 2009 os eclipses foram:
- 26 de janeiro de 2009 - eclipse anular do Sol (não visível no Brasil)
- 22 de julho de 2009 - eclipse solar total (não visível no Brasil )
Foto obtida por Maria de Fátima Oliveira Saraiva no eclipse
da Lua em 20 de fevereiro de 2008.
- 9 de fevereiro de 2009 - eclipse lunar penumbral
- 7 de julho de 2009 - eclipse lunar penumbral
- 6 de agosto de 2009 - eclipse lunar penumbral
- 31 de dezembro de 2009 - eclipse lunar parcial (visível somente no extremo nordeste do Brasil).
Em 2010:
15 de janeiro de 2010 - eclipse anular do Sol (não visível no Brasil)
26 de junho de 2010: Eclipse lunar parcial
11 de julho de 2010 - eclipse solar total (visível na Argentina e Chile), eclipse parcial visto no extremo sudoeste do Brasil.
21 de dezembro de 2010: Eclipse lunar total
Saros
O Sol e o nodo ascendente ou descendente da Lua estão
na mesma direção uma vez cada 346,62 dias. Dezenove
de tais períodos (=6585,78 dias = 18 anos 11 dias)
estão próximos em duração a 223 meses sinódicos.
Isto significa que a configuração Sol-Lua e os
eclipses se repetem na mesma ordem depois deste período.
Este ciclo já era conhecido pelos antigos Babilônios,
e por razões históricas, é conhecido como
Saros, que significa repetição em grego.
Cálculo da Sombra
Astonomia e Astrofísica
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Modificada em 7 out 2009
