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. 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.
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 igual. Durante
a fase total, a Lua aparece vermelha porque parte da
luz vermelha é refratada na atmosfera da Terra.
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 vimos,
a Lua se move aproximadamente 12 °
por dia, para leste, em relação ao Sol,
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
eígual 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",
j\'a 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. Mesmo uma
pequena exposição 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 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.
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 frequentes 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 para
que um eclipse ocorra. A distância angular
da Lua do nodo precisa ser menor que 4,6°
para um eclipse lunar total, e menor que 10,3 ° para
um eclipse solar total.
Entre dois e sete eclipses ocorrem anualmente. Usualmente
eclipses ocorrem em conjuntos de 1 a 3, separados por
173 dias [(1 ano - 20 dias)/2]. Em um conjunto, ou só ocorre um eclipse
solar, ou uma sucessão de eclipse solar, lunar e solar
novamente. Em um ano, 2 ou 3 destes
conjuntos ocorrem.
Em 2001 os eclipses são:
-
9 de janeiro de 2001 - eclipse lunar total (visível do Brasil)
-
21 de junho de 2001 - eclipse solar total (parcialmente visível no Brasil)
-
5 de julho de 2001 - eclipse parcial da Lua (não visível do Brasil)
-
31 de julho de 2001 - eclipse solar parcial (não visível no Brasil)
-
14 de dezembro de 2001 - eclipse anular do Sol (não visível no Brasil)
Próximo eclipse solar:
No dia 21 de junho de 2001 ocorrerá um eclipse solar. Ele será total
somente na África. Aqui no Brasil, na costa leste, ele será parcial.
Em Porto Alegre, o Sol nascerá já eclipsado às 7h 20m. O máximo
do eclipse, quando a Lua cobrirá 83% do disco do Sol, ocorrerá
as 7h 33m e terminará às 8h 38m. Em São Paulo, a magnitude
será de 71%. É muito importante notar que não se pode
olhar diretamente para o Sol, nem no instante de máximo eclipse.
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
Introdução à Astonomia
e à Astrofísica
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©fatima@if.ufrgs.br
Modificada em 12 fev 2001
