4.7: Eclipses do Sol e da Lua
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Objetivos de
Ao final desta seção, você poderá:
- Descreva o que causa eclipses lunares e solares
- Diferencie entre um eclipse solar total e parcial
- Explique por que os eclipses lunares são muito mais comuns do que os solares
Uma das coincidências de viver na Terra atualmente é que os dois objetos astronômicos mais proeminentes, o Sol e a Lua, têm quase o mesmo tamanho aparente no céu. Embora o Sol seja cerca de 400 vezes maior em diâmetro do que a Lua, ele também está cerca de 400 vezes mais distante, então tanto o Sol quanto a Lua têm o mesmo tamanho angular - cerca de 1/2°. Como resultado, a Lua, vista da Terra, pode parecer cobrir o Sol, produzindo um dos eventos mais impressionantes da natureza.
Qualquer objeto sólido no sistema solar projeta uma sombra ao bloquear a luz do Sol de uma região atrás dele. Essa sombra no espaço se torna aparente sempre que outro objeto se move para dentro dela. Em geral, um eclipse ocorre sempre que qualquer parte da Terra ou da Lua entra na sombra da outra. Quando a sombra da Lua atinge a Terra, as pessoas dentro dessa sombra veem o Sol pelo menos parcialmente coberto pela Lua; ou seja, elas testemunham um eclipse solar. Quando a Lua passa para a sombra da Terra, as pessoas no lado noturno da Terra veem a Lua escurecer no que é chamado de eclipse lunar. Vamos ver como isso acontece com mais detalhes.
As sombras da Terra e da Lua consistem em duas partes: um cone onde a sombra é mais escura, chamada umbra, e uma região mais clara e difusa da escuridão chamada penumbra. Como você pode imaginar, os eclipses mais espetaculares ocorrem quando um objeto entra na umbra. A figura\(\PageIndex{1}\) ilustra a aparência da sombra da Lua e a aparência do Sol e da Lua a partir de diferentes pontos dentro da sombra.
Se o caminho da Lua no céu fosse idêntico ao do Sol (a eclíptica), poderíamos esperar ver um eclipse do Sol e da Lua a cada mês — sempre que a Lua estivesse na frente do Sol ou na sombra da Terra. No entanto, como mencionamos, a órbita da Lua está inclinada em relação ao plano da órbita da Terra em torno do Sol em cerca de 5° (imagine dois bambolês com um centro comum, mas inclinados um pouco). Como resultado, durante a maioria dos meses, a Lua está suficientemente acima ou abaixo do plano eclíptico para evitar um eclipse. Mas quando os dois caminhos se cruzam (duas vezes por ano), então é a “época do eclipse” e os eclipses são possíveis.
Eclipses do Sol
Os tamanhos aparentes ou angulares do Sol e da Lua variam ligeiramente de tempos em tempos, pois suas distâncias da Terra variam. (A figura\(\PageIndex{1}\) mostra a distância do observador variando nos pontos A—D, mas a ideia é a mesma.) Na maioria das vezes, a Lua parece um pouco menor que o Sol e não pode cobri-la completamente, mesmo que as duas estejam perfeitamente alinhadas. Nesse tipo de “eclipse anular”, há um anel de luz ao redor da esfera escura da Lua.
No entanto, se um eclipse do Sol ocorrer quando a Lua estiver um pouco mais próxima do que sua distância média, a Lua pode esconder completamente o Sol, produzindo um eclipse solar total. Outra forma de dizer isso é que um eclipse total do Sol ocorre nos momentos em que a umbra da sombra da Lua atinge a superfície da Terra.
A geometria de um eclipse solar total é ilustrada na Figura\(\PageIndex{2}\). Se o Sol e a Lua estiverem alinhados corretamente, a sombra mais escura da Lua cruza o solo em um pequeno ponto na superfície da Terra. Qualquer pessoa na Terra dentro da pequena área coberta pela ponta da sombra da Lua ficará, por alguns minutos, incapaz de ver o Sol e testemunhará um eclipse total. Ao mesmo tempo, observadores em uma área maior da superfície da Terra que estão na penumbra verão apenas uma parte do Sol eclipsada pela Lua: chamamos isso de eclipse solar parcial.
Entre a rotação da Terra e o movimento da Lua em sua órbita, a ponta da sombra da Lua se arrasta para o leste a cerca de 1500 quilômetros por hora ao longo de uma fina faixa na superfície da Terra. A fina zona da Terra dentro da qual um eclipse solar total é visível (se o tempo permitir) é chamada de caminho do eclipse. Dentro de uma região de cerca de 3000 quilômetros em cada lado do caminho do eclipse, um eclipse solar parcial é visível. Não demora muito para que a sombra da Lua passe por um determinado ponto na Terra. A duração da totalidade pode ser apenas um breve instante; nunca pode exceder cerca de 7 minutos.
Como um eclipse total do Sol é tão espetacular, vale a pena tentar ver um, se puder. Há algumas pessoas cujo hobby é “perseguir eclipses” e que se gabam de quantas viram em suas vidas. Como grande parte da superfície da Terra é água, a perseguição de eclipses pode envolver longas viagens de barco (e muitas vezes também requer viagens aéreas). Como resultado, a perseguição ao eclipse raramente está dentro do orçamento de um estudante universitário típico. No entanto, uma lista de eclipses futuros é fornecida para sua referência no Apêndice H, caso você fique rico cedo. (E, como você pode ver no Apêndice, haverá eclipses totais visíveis nos Estados Unidos em 2017 e 2024, para os quais até mesmo estudantes universitários poderão pagar por viagens.)
Aparência de um eclipse total
O que você pode ver se tiver a sorte de pegar um eclipse total? Um eclipse solar começa quando a Lua começa a se silhuetar contra a borda do disco solar. Segue uma fase parcial, durante a qual mais e mais do Sol é coberto pela Lua. Cerca de uma hora após o início do eclipse, o Sol fica completamente escondido atrás da Lua. Poucos minutos antes do início desse período de totalidade, o céu escurece visivelmente, algumas flores se fecham e as galinhas podem se empoleirar. Quando um crepúsculo assustador desce repentinamente durante o dia, outros animais (e pessoas) podem ficar desorientados. Durante a totalidade, o céu está escuro o suficiente para que os planetas se tornem visíveis no céu, e geralmente as estrelas mais brilhantes também.
À medida que o disco brilhante do Sol fica totalmente escondido atrás da Lua, a notável coroa do Sol aparece à vista (Figura\(\PageIndex{3}\)). A coroa é a atmosfera externa do Sol, consistindo de gases esparsos que se estendem por milhões de quilômetros em todas as direções a partir da superfície aparente do Sol. Normalmente não é visível porque a luz da coroa é fraca em comparação com a luz das camadas subjacentes do Sol. Somente quando o brilho brilhante do disco visível do Sol é apagado pela Lua durante um eclipse total, a coroa branca perolada é visível. (Falaremos mais sobre a coroa no capítulo The Sun: A Garden-Variety Star.)
A fase total do eclipse termina, tão abruptamente quanto começou, quando a Lua começa a descobrir o Sol. Gradualmente, as fases parciais do eclipse se repetem, na ordem inversa, até que a Lua descubra completamente o Sol. Devemos destacar um ponto de segurança importante aqui: embora os poucos minutos do eclipse total sejam seguros de observar, se alguma parte do Sol for descoberta, você deve proteger seus olhos com óculos Eclipse seguros 2 ou projetando uma imagem do Sol (em vez de olhar diretamente para ela). Para saber mais, leia a caixa Como observar eclipses solares nesta seção.
Eclipses da Lua
Um eclipse lunar ocorre quando a Lua entra na sombra da Terra. A geometria de um eclipse lunar é mostrada na Figura\(\PageIndex{4}\). A sombra escura da Terra tem cerca de 1,4 milhão de quilômetros de comprimento, então, à distância da Lua (uma média de 384.000 quilômetros), ela poderia cobrir cerca de quatro luas cheias. Ao contrário de um eclipse solar, que é visível apenas em certas áreas locais da Terra, um eclipse lunar é visível para todos que podem ver a Lua. Como um eclipse lunar pode ser visto (se o tempo permitir) de todo o lado noturno da Terra, os eclipses lunares são observados com muito mais frequência em um determinado lugar da Terra do que os eclipses solares.
Um eclipse da Lua é total somente se o caminho da Lua o levar pela umbra da Terra. Se a Lua não entrar completamente na umbra, teremos um eclipse parcial da Lua. Mas como a Terra é maior que a Lua, sua umbra é maior, de modo que os eclipses lunares duram mais do que os eclipses solares, como discutiremos a seguir.
Um eclipse lunar só pode ocorrer quando o Sol, a Terra e a Lua estão em linha. A Lua está em frente ao Sol, o que significa que a Lua estará em plena fase antes do eclipse, tornando o escurecimento ainda mais dramático. Cerca de 20 minutos antes da Lua atingir a sombra escura, ela escurece um pouco, pois a Terra bloqueia parcialmente a luz do sol. Quando a Lua começa a mergulhar na sombra, a forma curva da sombra da Terra logo se torna aparente.
Mesmo quando totalmente eclipsada, a Lua ainda está levemente visível, geralmente aparecendo com um vermelho acobreado opaco. A iluminação na Lua eclipsada é a luz do sol que foi inclinada para a sombra da Terra ao passar pela atmosfera da Terra.
Depois da totalidade, a Lua sai da sombra e a sequência de eventos é invertida. A duração total do eclipse depende da proximidade com que o caminho da Lua se aproxima do eixo da sombra. Para um eclipse em que a Lua passa pelo centro da sombra da Terra, cada fase parcial consome pelo menos 1 hora, e a totalidade pode durar até 1 hora e 40 minutos. Os eclipses da Lua são muito mais “democráticos” do que os solares. Como a lua cheia é visível em todo o lado noturno da Terra, o eclipse lunar é visível para todos aqueles que vivem nesse hemisfério. (Lembre-se de que um eclipse total do Sol só é visível em um caminho estreito onde a sombra da umbra cai.) O total de eclipses da Lua ocorre, em média, cerca de uma vez a cada dois ou três anos. Uma lista dos futuros eclipses totais da Lua está no Apêndice H. Além disso, como o eclipse lunar acontece com a lua cheia e não é perigoso olhar para a lua cheia, todos podem olhar para a Lua durante todas as partes do eclipse sem se preocupar com a segurança.
Graças à nossa compreensão da gravidade e do movimento (veja Órbitas e Gravidade), os eclipses agora podem ser previstos com séculos de antecedência. Percorremos um longo caminho desde que a humanidade se assustou com o escurecimento do Sol ou da Lua, temendo o desagrado dos deuses. Hoje, desfrutamos do show no céu com uma apreciação saudável das forças majestosas que mantêm nosso sistema solar funcionando.
Como observar eclipses solares
Um eclipse total do Sol é uma visão espetacular e imperdível. No entanto, é extremamente perigoso olhar diretamente para o Sol: mesmo uma breve exposição pode causar danos aos olhos. Normalmente, poucas pessoas racionais são tentadas a fazer isso porque é doloroso (e algo que sua mãe disse para você nunca fazer!). Mas durante as fases parciais de um eclipse solar, a tentação de dar uma olhada é forte. Pense antes de desistir. O fato de a Lua estar cobrindo parte do Sol não torna a parte descoberta menos perigosa de se ver. Ainda assim, existem maneiras perfeitamente seguras de seguir o curso de um eclipse solar, se você tiver a sorte de estar no caminho da sombra.
A técnica mais fácil é fazer um projetor pinhole. Pegue um pedaço de papelão com um pequeno orifício (1 milímetro) e segure-o vários metros acima de uma superfície clara, como uma calçada de concreto ou uma folha de papel branca, para que o orifício fique “voltado” para o sol. O buraco produz uma imagem difusa, mas adequada, do Sol eclipsado. Como alternativa, se for a época certa do ano, você pode deixar que os pequenos espaços entre as folhas de uma árvore formem várias imagens de furos contra uma parede ou calçada. Assistir centenas de pequenos sóis crescentes dançando na brisa pode ser cativante. Um coador de cozinha também é um excelente projetor pinhole.
Embora existam filtros seguros para olhar diretamente para o Sol, as pessoas sofreram danos oculares ao olhar através de filtros inadequados ou por nenhum filtro. Por exemplo, filtros fotográficos de densidade neutra não são seguros porque transmitem radiação infravermelha que pode causar danos graves à retina. Também não são seguros o vidro defumado, o filme colorido completamente exposto, os óculos de sol e muitos outros filtros caseiros. Os filtros seguros incluem óculos de soldador e óculos eclipse especialmente projetados.
Você certamente deve olhar para o Sol diretamente quando ele estiver totalmente eclipsado, mesmo por meio de binóculos ou telescópios. Infelizmente, a fase total, como discutimos, é muito breve. Mas se você souber quando está indo e vindo, não deixe de olhar, pois é uma visão inesquecível. E, apesar do folclore antigo que apresenta os eclipses como tempos perigosos para se estar ao ar livre, as fases parciais dos eclipses - desde que você não esteja olhando diretamente para o sol - não são mais perigosas do que estar exposto à luz do sol.
Durante os eclipses anteriores, o pânico desnecessário foi criado por funcionários públicos desinformados agindo com as melhores intenções. Houve dois maravilhosos eclipses totais na Austrália no século XX, durante os quais pessoas da cidade seguravam jornais sobre suas cabeças para proteção e crianças em idade escolar se encolheram dentro de casa com a cabeça embaixo de suas mesas. É uma pena que todas essas pessoas tenham perdido o que teria sido uma das experiências mais memoráveis de suas vidas.
Em 21 de agosto de 2017, um eclipse total do Sol foi visível em uma grande faixa do continente dos Estados Unidos e foi visto por milhões de pessoas de todo o país e do mundo (a).
Para o eclipse de agosto de 2017, o serviço postal dos Estados Unidos emitiu um selo comemorativo especial — o primeiro com “tinta termocrômica” que muda quando você a toca.
Conceitos principais e resumo
O Sol e a Lua têm quase o mesmo tamanho angular (cerca de 1/2°). Um eclipse solar ocorre quando a Lua se move entre o Sol e a Terra, projetando sua sombra em uma parte da superfície da Terra. Se o eclipse for total, a luz do disco brilhante do Sol é completamente bloqueada e a atmosfera solar (a coroa) aparece. Os eclipses solares ocorrem raramente em qualquer local, mas estão entre as vistas mais espetaculares da natureza. Um eclipse lunar ocorre quando a Lua se move para a sombra da Terra; é visível (se o tempo permitir) de todo o hemisfério noturno da Terra.
Notas de pé
2 óculos Eclipse estão disponíveis em muitas lojas de presentes de planetários e observatórios, e também nos dois principais fabricantes dos EUA: American Paper Optics e Rainbow Symphony.
Glossário
- eclipse lunar
- um eclipse da Lua, no qual a Lua se move para a sombra da Terra; eclipses lunares só podem ocorrer no momento da lua cheia