Eclipses

    Sem sombra de dúvidas os eclipses são os espetáculos mais fascinantes que podemos observar. Ocorre com a interação entre a Terra, Lua e o Sol, sendo lunares quando Sol-Terra-Lua estão perfeitamente alinhados com a terra sombreando a lua, e solares quando o alinhamento ocorre como Sol-Lua-Terra. Mas, como pode a Lua encobrir totalmente o sol sendo que este ultimo é muito maior?

  Pois bem, a razão entre o tamanho do Sol e da Lua é 400 (o Sol é 400 vezes maior que a Lua), mas por uma incrível coincidência a razão da distancia Terra-Sol e Terra-Lua também é 400 (a distancia da Terra até o Sol é 400 vezes maior que a Terra até a Lua), então os tamanhos angulares do Sol e da Lua são muito parecidos observados da Terra. Mas como as órbitas não são circulares, ora a Lua está mais próxima, aumentando aquela razão de 400 vezes e assim ficando com diâmetro aparente menor que o do Sol.

     Há 3 tipos de Eclipses solares. Total, Parcial e Anular. Quando ocorre um eclipse anular, a lua não encobre totalmente o disco solar sobrando assim um anel ao redor da umbra (foto). Um Eclipse Solar Total ocorre quando as distancias estão com a mesma razão e os astros perfeitamente alinhados. Assim a Lua encobre totalmente o Sol, deixando somente sua atmosfera visível. O parcial ocorre quando os corpos não estão perfeitamente alinhados, com a Lua passando um pouco acima ou abaixo do sol. Os eclipses solares não duram mais que 7 minutos e meio e sua faixa de totalidade não ultrapassa os 269 Km. 

Figura representa os tipos de Eclipses Solares.

    Os eclipses lunares podem ser totais, parciais e penumbrais. Destaque para os penumbrais: Durante um Eclipse Penumbral, nenhuma região do disco lunar deixa de receber luz diretamente do Sol, porém recebe em "quantidade" menor que o normal. Durante um Eclipse Penumbral, vemos todo o disco lunar, porém com um brilho menor que o normal.

A figura mostra cada um dos Eclipses lunares de acordo com a posição da Lua. Eclipse Lunar Penumbral (Lua na região de Penumbra), Eclipse Lunar Parcial (parte da Lua encontra-se na região de Umbra, enquanto a outra encontra-se na região de Penumbra) e Eclipse Lunar Total (Lua na região de Umbra). Crédito: astro.if.ufrgs.br

    Vale lembrar que a órbita da Terra em torno do Sol e a órbita da Lua em torno da Terra não estão no mesmo plano ou, se não fosse desta forma, ocorreria um eclipse da Lua a cada Lua Cheia e, um eclipse do Sol a cada Lua Nova. A Lua apresenta uma inclinação de 5,2º em relação ao plano de órbita da Terra. 

A figura representa as configurações Sol-Terra-Lua para as fases Nova e Cheia em quatro lunações diferentes, salientando os planos da eclíptica (retângulo maior) e da órbita da Lua (retângulos menores). Nas lunações (a) e (c), as fases Nova e Cheia acontecem quando a Lua está um pouco acima ou um pouco abaixo da eclíptica, e não acontecem eclipses. Nas lunações (b) e (d) as fases Nova e Cheia acontecem quando a Lua está nos pontos da sua órbita em que ela cruza a eclíptica, então acontece um eclipse solar na Lua Nova e um eclipse lunar na Lua Cheia. Crédito: astro.if.ufrgs.br

 

     Os próximos eclipses lunares até 2020:

Data	Tipo	Hora	Magnitude

26/jun/2010	Parcial	11:38	0,54
21/dez/2010	Total	08:17	1,26
15/jun/2011	Total	20:18	1,70
10/dez/2011	Total	14:32	1,11
04/jun/2012	Parcial	11:03	0,38
28/nov/2012	Penumbral	14:33	-0,18
25/abr/2013	Parcial	20:07	0,02
25/mai/2013	Penumbral	04:10	-0,93
18/out/2013	Penumbral	23:50	-0,28
15/abr/2014	Total	07:45	1,30
08/out/2014	Total	10:54	1,17
04/abr/2015	Total	12:00	1,01
28/set/2015	Total	02:47	1,28
23/mar/2016	Penumbral	11:47	-0,31
18/ago/2016	Penumbral	09:42	-0,99
16/set/2016	Penumbral	18:54	-0,06
16/fev/2017	Penumbral	00:44	-0,03
07/ago/2017	Parcial	18:20	0,25
31/jan/2018	Total	13:30	1,32
27/jul/2018	Total	20:21	1,61
21/jan/2019	Total	05:12	1,20
16/jul/2019	Parcial	21:30	0,66
10/jan/2020	Penumbral	19:10	-0,11
05/jun/2020	Penumbral	19:25	-0,40
05/jul/2020	Penumbral	04:30	-0,64
20/nov/2020	Penumbral	09:42	-0,26

Fonte: Zenite.nu

Eclipse lunar penumbral

     

    [AO VIVO] A Slooh irá fornecer uma transmissão ao vivo da primeira metade do eclipse, acompanhado por seleções musicais. A transmissão ao vivo com astrônomos e especialistas da SLOOH começará às 7:30 pm EST, cobrindo o momento de máximo do eclipse penumbral, com uma discussão sobre a importância da Lua e eclipses de culturas antigas, o porque de sempre um eclipse lunar ocorrer dentro de duas semanas antes de um eclipse solar, e as diferenças entre eclipses penumbra e lunar total. 

O show será seguido por uma transmissão ao vivo da segunda metade do eclipse a partir de observatórios de SLOOH.

     Os amantes da astronomia ou quem simplesmente gosta de olhar o céu noturno poderão contemplar dois eventos nesse mês. Além do eclipse solar no dia 26/02, nesta sexta-feira (10/02) a Lua estará em fase cheia e também haverá o eclipse lunar penumbral visível no Brasil. Imagem via site vercalendario.info - para saber o horário da capital do seu estado clique aqui.

Algumas capitais e horários.

     Tudo que é iluminado no universo possui sombra, a exemplo da Terra e da Lua. Quando Sol – Terra – Lua estão alinhados ocorre o eclipse lunar, pois a Lua se encontra na sombra da Terra. O eclipse penumbral acontece quando a Lua está na penumbra da Terra, assim a sua luminosidade varia um pouco. Quem acompanha a Lua a algum tempo poderá perceber o pouco da variação da luminosidade.

Imagem via EcoBuzz.

     A lua ficará menos brilhante que o normal e somente com câmeras de longo aumento, binóculos e telescópios que o observador perceberá a diferença. Por estar na penumbra da Terra, a Lua não ficará vermelha (quando a Lua está na umbra).

     Lembrando que a órbita da Lua encontra-se numa inclinação de 5º em relação à Terra, por isso não acontece eclipse lunar todo mês.

Para saber mais sobre eclipses clique aqui. 

Pinhole: Técnica Segura de Observação Solar

Observação Segura

     Muitas pessoas tem dúvidas de como observar o Sol, e principalmente eclipses solares (por serem eventos relativamente raros),  de uma forma segura. Como todos os leitores já devem saber, não podemos olhar diretamente para o Sol a olho nu, muito menos ainda apontar diretamente algum tipo de instrumento óptico (telescópios, lunetas, binóculos, etc) diretamente para o Sol. A radiação do Sol não compreende apenas o espectro visível, mas uma grande faixa do espectro eletromagnético. Toda essa radiação pode causar sérios danos à visão, podendo causar até a cegueira.

     Uma das maneiras mais fáceis e seguras de se observar o Sol, ou até mesmo a Lua, é pelo método da projeção, a técnica conhecida como Pinhole. Há duas formas de se construir um aparato para esse tipo de observação: uma delas é usando apenas duas folhas de papel cartão - ou qualquer outro material opaco e difuso (sem reflexão); ou também uma caixa de sapatos. Além dessas duas técnicas, existem muitas outras formas: utilizando filtros específicos para observação solar visual ou com telescópios (transmissão de radiação de ~0,00001%), mas que custam relativamente caro por serem importados; utilização da técnica de projeção utilizando telescópios ou binóculos sem as lentes oculares, mas que pode causar deformação no instrumento por conta do forte aquecimento interno. 

     Toda a Física envolvida aqui é básica, porém não entraremos em detalhes nesse artigo.

Faça Você Mesmo

    Utilizando apenas duas folhas de papel cartão ou outro material equivalente, faremos uma rápida versão de um projetor pinhole.

Esquema de montagem e funcionamento. Imagem de www.addins.wvva.com

• No centro de uma das folhas (folha 1), faça um furo com uma agulha. Tenha certeza de que esse furo é bem redondo, sem rebarbas. Dica: recolocar a agulha várias vezes faz com que o furinho fique mais redondo e sem rebarbas.
• A segunda folha (folha 2, sem o furo) pode ser colocada no chão, numa mesa ou até mesmo sobre seus joelhos;
• Com a folha 1, tente projetar a luz solar na folha 2;
• Após ver que a folha 2 está iluminada, aproxime ou afaste a folha 1 de modo que o Sol fique focalizado, com as bordas da imagem bem definidas.

     Basicamente, tudo o que possui um pequeno furo pode ser usado para projetar o Sol, a Lua ou qualquer outro objeto com intensa luminosidade. Basta ajustar a distancia do furo em relação ao anteparo. Abaixo algumas imagens com exemplos de pinholes projetando eclipses solares.

Projeção utilizando duas folhas de papel.

Projeção utilizando o encosto de uma cadeira de plástico. Imagem de http://www.astrofilicatanesi.org

Projeção feita com binóculos. Imagem de http://home.bt.com

Como já foi dito, jamais olhe diretamente para o Sol! 

• Quando for ajustar seu pinhole, jamais olhe por ele em direção ao Sol, ele não diminui a intensidade da radiação;
• Durante a observação, permaneça sempre que puder de costas para o Sol, se possível na sombra;
• Não permaneça muito tempo realizando as observações.

Estrelas. De onde vem tanta energia?

       

     Uma estrela é basicamente composta por um gás incandescente, cuja fonte de energia é a fusão termo-nuclear que ocorre em seu núcleo. O sol, por exemplo, pode ser dividido basicamente em seis regiões: Núcleo, com temperatura média de 10 milhões de Kelvin e 175.000 km de raio. Zona Radioativa, onde a energia flui por radiação, possui raio de 300.000 km e seu limite exterior com temperaturas de até 2 milhões de Kelvin. Zona Convectiva, onde a energia flui por convecção, com diâmetro aproximado de 200.000 km. Fotosfera, camada visível do Sol, com temperaturas em torno de 5875 K e com 330 km de espessura. Cromosfera, com cor avermelhada, é visível durante os eclipses solares totais, estende-se até 10 mil km acima da fotosfera e sua temperatura aumenta com a altura, com valor médio de 15 mil K. Coroa, constituída por átomos de ferro, níquel, neônio e cálcio, altamente ionizados, indicando que sua temperatura necessariamente precisa ser alta, em torno de 1 milhão de K. Possui brilho muito fraco se comparado à fotosfera, portanto só é observada em eclipses solares totais.O Sol, nossa fonte de luz e também fonte da vida, é a estrela mais próxima de nós, por esse motivo é que melhor conhecemos. Por estar tão próxima de nós, 150.000.000 Km, o seu estudo se torna mais acessível e todos os conhecimentos adquiridos podem ser usados no estudo de estrelas mais distantes, que de tão distantes aparecem como meros pontos de luz ao telescópio.

Estrutura Solar

   A energia produzida no Sol que chega à Terra é tão grande que equivale à aproximadamente 14 lâmpadas de 100W iluminando 1 m² (constante solar = 1367,5 W/m²), energia tamanha que seriam necessários 2 x 10²⁰ galões de  gasolina por minuto para ser equivalente à gerada no Sol. Mas qual a fonte de tanta energia? Inicialmente se achava que o Sol era movido à combustível tradicional, porém todas a reservas que caberiam dentro do Sol retornavam um tempo de queima entre 6.000 e 10.000 anos. Outra hipótese era a de que a gravidade agia comprimindo a estrela nela mesma, transformando energia gravitacional em térmica e luminosa. Essa teoria retornava um tempo de 20 a 100 milhões de anos, muito maior que a do combustível tradicional, porém insuficiente frente aos dados geológicos e evolucionistas já conhecidos na época. Em 1920, Arthur Eddington fundou a teoria moderna da estrutura estelar, onde diz que há uma pressão interna que contrabalança o peso das camadas superiores, o que deixa a estrela estabilizada por vários bilhões de anos.

   Ganhador do prêmio Nobel em 1967, pelo seu trabalho sobre a energia nas estrelas, Hans A. Bethe mostrou em detalhes como quatro prótons poderiam ser unidos e transformados em um núcleo de Hélio, liberando a energia sugerida por Eddington.

     O núcleo de uma estrela tem energia suficiente para manter a fusão de elementos leves, onde a energia é liberada pela diferença de massa entre os núcleos envolvidos. No caso do Sol, com temperaturas de 10 MK em seu interior, o ciclo próton-próton é dominante. Nesse caso, a energia liberada pela reação é igual a diferença de massa dos quatro núcleos iniciais e a massa total do núcleo de Hélio, ou partícula Alfa, que é o resultado final da reação. A diferença na energia de ligação é ∆ mc² = 26, 371 MeV, o que corresponde a uma diminuição de 0,71% da massa inicial. A energia total por reação, onde Q = ∆ mc² - ѵ_e,(0,263 MeV), para ѵ_e sendo o neutrino do elétron, é Q = 26,20 MeV.

Esquema do Ciclo PP

       Para estrelas com temperatura interna de 18 x 10⁶ K o ciclo CNO é dominante. Nesse tipo de reação, a queima de Hidrogênio se dá usando Carbono e Nitrogênio como catalisadores. A energia média liberada por essa reação é de Q = 25,02 MeV. Outro tipo de reação, agora para temperaturas acima de 10⁸ K, é a reação Triplo-α. Nessa reação são fundidos três núcleos de Hélio em um núcleo de Carbono, liberando uma energia Q = 7,367 MeV. Quando temos estrelas com mais de 10 massas solares, a temperatura interior chega a 5 – 10 x10⁸ K, temos a queima do carbono, onde são gerados Neônio, Silício, Oxigênio e Magnésio. Essas reações continuam conforme o tamanho da estrela e, conseqüentemente, sua temperatura aumenta. Neônio reage e transmuta em O e Mg, em T = 1,2 x 10⁹ K. Oxigênio queima e produz Si, S e P em temperaturas de 1,5 x 10⁹ K. Silício produz os elementos entre o Níquel e o Ferro, para temperaturas de 2,7 x 10⁹  K. Após sintetizar Fe em seu núcleo, as estrelas pode ter diferentes fins. Podem comprimir-se em Anãs Brancas, explodir em Supernovas e, se tiverem massa suficiente, virarem Buracos Negros.

Imagens retiradas de: 

http://www.prof2000.pt/users/angelof/af16/ts_sol/bigsol23.htm 
http://astro.if.ufrgs.br/esol/esol.htm

http://ecologicalview.blogspot.com.br/2010/09/nuclear-energy-is-it-worth-it.html

Missão Pioneira da ESA Criará Eclipses Solares Artificiais

Configuração da órbita precisa dos dois satélites que formam o Proba-3. 

Enquanto um satélite eclipsa o Sol o outro realiza estudos da sua corona. Imagem: ESA

     A missão Proba-3 da Agência Espacial Européia (ESA) está com lançamento previsto para 2020 e terá como missão observar e analisar dados da parte mais interna da corona solar, a mais próxima da nossa Estrela. Em conjunto, o par de satélites formarão um coronógrafo com quase 150 metros de comprimento e se movimentarão com uma precisão jamais vista, formando um instrumento único. 

     A sonda com objetivo de ocultar o limbo solar não é maior que uma mesa de centro e pesa aproximadamente 200 kg, já o coronógrafo tem o tamanho aproximado de uma geladeira e pesa aproximadamente 400 kg. 

Ocultador projetando a sombra sobre o coronógrafo, à 150 metros de distância. Créditos: ESA

     

     Estudos sobre o Coroa Solar são feitos atualmente com o coronógrafo presente na SoHO (Solar Heliospheric Observatory), que utiliza um anteparo para criar um eclipse artificial (imagem).

Imagem: http://www-solar.mcs.st-and.ac.uk

Fonte: www.esa.int

Eclipse Lunar - Julho 2018

     Um Eclipse Lunar Total irá ocorrer logo no anoitecer do dia 27 de Julho desse ano, quando a Lua passará pelo centro da sombra da Terra, fato que não ocorre desde o Eclipse de 2011. Outro fato interessante do evento do dia 27 é que será o eclipse mais longo do século 21, uma vez que estaremos próximo ao apogeu. 

Crédito: NASA

O primeiro contato (momento em que a sombra começa a cobrir a Lua) ocorre às 17:14 UTC (14:14 no Horário de Brasília). A Lua adentrará a umbra da Terra às 19:30 UTC (16:30 no Horário de Brasília), dando início a fase de totalidade do eclipse, que durará cerca de 103 minutos. O último contato ocorrerá as 23:28 UTC (20:30 no Horário de Brasília), dando fim ao evento. No total, o eclipse durará 6 horas e 13 minutos. 


Quanto à visibilidade: Sua totalidade será vista no Leste da África e na Ásia Central. No Brasil, a Lua nascerá às 17:56, apenas 16 minutos após o contato com a umbra da Terra.

Imagem: Wikipedia

Há um post aqui mesmo no blog falando mais sobre Eclipses Lunares e Solares.

O próximo Eclipse Lunar Total ocorrerá em 21 de Janeiro de 2019.

Eclipse Solar Parcial poderá ser visto no Brasil esse mês

     O primeiro Eclipse Solar de 2017 terá data em 26 de Fevereiro e será visível em pelo menos 50% do território brasileiro. A última vez que tivemos a oportunidade de ver um eclipse solar aqui no Brasil foi em 2010, quando sua totalidade foi visível na Argentina e no Chile, sendo parcial aqui no Brasil. 

Eclipse Anular

     
     Para o dia 26/02/2017, também observaremos um eclipse parcial, sendo que a totalidade será visível no Sul do Chile e da Argentina. Na animação abaixo é possível ver o caminho da umbra e da penumbra "caminhando" pelo globo. O ponto mais escuro é a sombra, lugares onde o eclipse será Anular. Na parte um pouco mais clara, cinza, é o caminho da penumbra, ou seja, lugares onde o eclipse será parcial. 

Caminho da sombra da Lua sobre a Terra. Horário em UT.

     As regiões brasileiras onde o eclipse poderá ser visto podem ser visualizadas na imagem abaixo, com a indicação do contato externo e interno com a penumbra, bem como as coordenadas do evento e a porção do disco solar encoberto pela Lua sobre determinado instante e região.

     Para Curitiba, por exemplo, a imagem acima nos mostra que a fração solar obscurecido pela Lua estará entre 40% e 60%. A imagem abaixo foi retirada do site vercalendário.info (clique para abrir) e mostra a distribuição das fases do evento nas principais cidades brasileiras, com a indicação do horário de inicio, máximo e término do evento, porção obscurecida do disco solar e altitude do Sol na determinada fase.

     Para saber mais sobre Eclipses, Solar ou Lunar, clique aqui.

   Abaixo, a contagem regressiva até o máximo do evento, às 11:37:32 do dia 26 de Fevereiro de 2017.

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Lua - O Nosso Satélite Natural

    Desde os tempos antigos nosso satélite natural tem despertado grande curiosidade às civilizações, tanto que a astronomia se desenvolveu a partir da necessidade de conhecer o ciclo lunar. Esses estudos datam de séculos antes de Cristo, onde astrônomos já podiam prever eclipses (ciclo de Saros), teorizavam de onde vinha o brilho da Lua, que mais tarde se mostrou um reflexo difuso da luz solar e, também, que a Lua é a responsável pelo fenômeno das marés.

Lua, em Ponta Grossa. Chrystian Pereira, AstroUEPG. 

     A distância Terra-Lua foi medida pela primeira vez por Aristarco de Samos (séc. II a.C.), obtendo um valor aproximado de 20 raios terrestres. Essa medida foi melhorada posteriormente por Ptolomeu (90-168 d.C.) que obteve a distância de 59 raios terrestres. Atualmente, sabe-se que essa distância média é de 59 raios terrestres. Outro detalhe que não fugiu aos olhares dos antigos astrônomos foi o terreno acidentado na superfície lunar. Primeiramente acreditava-se que as montanhas, vales e crateras eram de origem vulcânica, ideia que durou desde Galileu até 1870, quando Richar A. Proctor afirmou que poderiam ser resultados de impactos de meteoros.

     Diferente de outros planetas do nosso sistema (Saturno possui 60 "luas"), o planeta Terra possui apenas um satélite natural. A Lua possui 3.474,8 Km de diâmetro equatorial e dista, em média, 384.399 Km da Terra (Perigeu 363.104 Km e Apogeu 405.696 Km). Sua idade é estimada em 4,5 bilhões de anos, indicando que foi formada pouco tempo depois da Terra. Dentre todas as tentativas de explicar a sua criação, a mais aceita é a de que após um grande choque de um corpo extremamente grande contra a superfície da Terra tenha lançado enormes quantidade de matéria em órbita que, com o passar do tempo, se aglomeraram devido a ação gravitacional, formando a Lua.