ECLIPSE LUNAR

Eclipse total da Lua em 16 de maio de 2003

Eclipses: Um espetáculo de luz e sombra

Os eclipses são fenômenos celestes que, ao longo da história, causaram temor e admiração. O termo eclipse é de origem grega, significando desmaio ou abandono, e refere-se ao obscurecimento da luz, quando se observa o Sol ou a Lua durante o fenômeno. Ao observarem os eclipses, povos de diferentes épocas relacionaram o evento extraordinário à interferência de figuras mitológicas que estariam tentando “devorar” os astros e sua luz. Os escandinavos falavam de Skoll e Hati, dois lobos que, com o tempo, devorariam o Sol e a Lua. Os antigos chineses e siameses falavam de um dragão. Na mitologia hindu, era o demônio Rahu que perseguia o Sol e a Lua, por terem-no denunciado aos deuses pelo roubo do vinho da imortalidade. Os mexicanos pré-colombianos flagelavam-se e faziam sacrifícios, durante os eclipses, e os antigos romanos elevavam suas tochas ao céu, pedindo por suas vidas. Um costume que perdurou até a Idade Média, e que continuou em pequenas comunidades, foi o de fazer muita algazarra e barulho por ocasião dos eclipses. O toque dos gongos pelos chineses e os gritos e batidas produzidos por outros povos tinham por finalidade afugentar o monstro cosmológico que ameaçava engolir o Sol e a Lua.

Observados e registrados pelos antigos chineses, babilônios e gregos, os eclipses do Sol e da Lua constituem marcos que ajudaram a vincular a astronomia à história e à cronologia. Vários fatos históricos puderam ter sua época determinada através de antigos registros de eclipses. Os chineses e babilônios já conheciam a mecânica do fenômeno e podiam prevê-lo com antecedência. Os astrônomos babilônios transmitiram este conhecimento para os egípcios e gregos e, através deste caminho, a base para a previsão dos eclipses chegou até nós.

Observando a sombra circular da Terra sobre a Lua, por ocasião dos eclipses lunares, Pitágoras, e posteriormente Aristóteles, no séc. IV a.C., apontavam este fato como prova de que a Terra era esférica. Através do estudo dos eclipses lunares, foram feitas as primeiras estimativas das dimensões e das distâncias dos astros, a determinação precisa do equinócio de março, a descoberta da precessão dos equinócios e da aceleração secular da Lua. Atualmente, sua importância científica está ligada ao estudo da atmosfera terrestre.

Os eclipses totais da Lua serviram até o século XVII para estabelecer a longitude dos lugares de observação, ajudando os navegadores a determinar sua localização no mar ou na terra a ser explorada. Este método foi usado por navegadores como Cristóvão Colombo. Em 1504, quando estava na Jamaica, com seu exército revoltado pela falta de víveres para a viagem de volta, Colombo, sabendo da previsão de um eclipse lunar total, ameaçou os indígenas de privá-los da luz, caso não lhes dessem provisões para reabastecê-los. Assim que o eclipse iniciou, os indígenas atenderam seu pedido, acreditando que o navegador cumpria a ameaça. O eclipse ocorreu em 1o de março de 1504, observado na Jamaica e na Europa.

Seja pelo caráter físico, seja pelo caráter espetacular, o eclipse lunar total é um dos eventos mais belos que o céu oferece à Terra.

O que é um eclipse?

Um eclipse é o obscurecimento parcial ou total de um astro, pela interposição de um outro astro. Nas observações diretas do céu, pela sua magnitude, os eclipses mais notáveis são os do Sol e da Lua.

Como fonte luminosa do Sistema Solar, o Sol ilumina a Terra e a Lua, e, em decorrência disto, a Terra e seu satélite projetam sombras no espaço. Em constante movimento, nosso planeta e seu satélite ocupam diferentes posições no espaço e, em certas ocasiões, elas resultam no belo espetáculo do eclipse. Quando a Terra intercepta a sombra da Lua, há um eclipse solar. Quando é a Lua que atravessa a sombra da Terra, ocorre um eclipse lunar.

Eclipse Lunar

Um eclipse lunar ocorre quando a Terra se interpõe entre o Sol e a Lua, projetando sua sombra sobre o satélite. Mas como se dá esta interposição?

Durante o ciclo lunar de 29,5 dias, a Lua apresenta suas fases em relação à Terra. Na fase Nova, acontece um alinhamento Sol-Lua-Terra, e o observador terrestre não pode ver a face iluminada da Lua, pois ela não está voltada para o nosso planeta. É como se o satélite estivesse "de costas" para a Terra, com a frente iluminada. A fase Cheia acontece quando a Terra toma a posição mediana do alinhamento. Alinham-se Sol-Terra-Lua e, desta forma, a face iluminada do satélite volta-se para a Terra. Todo o disco lunar fica visível e temos as belas noites de Lua Cheia.

Os eclipses lunares ocorrem sempre na fase Cheia, pois é nesta ocasião que a Terra está posicionada entre o Sol e a Lua. Mas há um fato que impede de haver um eclipse lunar a cada Lua Cheia. É a inclinação da órbita lunar.

O movimento que a Lua realiza em torno da Terra e o movimento que a Terra realiza em torno do Sol, não se dão no mesmo plano. O plano de órbita lunar tem uma inclinação de 5 graus em relação ao plano de órbita da terrestre.

Estas órbitas têm dois pontos de contato: os nodos lunares. Quando a Lua, em seu movimento, alinha-se com a Terra e o Sol e está próxima aos nodos ocorrem os eclipses, pois, nestas ocasiões, os astros estão praticamente num mesmo plano e as sombras que projetam no espaço podem atingir o outro astro. Dependendo da fase lunar, veremos então ou o Sol ou a Lua eclipsados.

Os eclipses solares ocorrem durante a fase Nova, e os lunares, durante a Lua Cheia.

O termo que designa o plano de órbita terrestre é eclíptica, e notamos que é próximo a este plano que podem ocorrer os eclipses. As duas palavras têm a mesma raiz grega: ekkleipsis.

Durante a Lua Cheia, quando nosso satélite está próximo a um dos nodos de sua órbita, a sombra projetada pela Terra pode atingir a Lua de três maneiras diversas, ocasionando um eclipse penumbral, parcial ou total. O eclipse total acontece quando a Lua mergulha totalmente na sombra cônica da Terra. O parcial ocorre quando apenas parte do disco lunar é eclipsado pela sombra da Terra, e o penumbral, quando apenas a penumbra terrestre atinge o satélite. Pela sua beleza, o eclipse lunar total é o mais notável dos três.

No momento em que ocorre o eclipse lunar, ele é visível em qualquer ponto da Terra que tenha a Lua acima do horizonte. Conforme o disco lunar é obscurecido pela sombra da Terra, a Lua não desaparece, mas toma diferentes tonalidades, próximas do vermelho. A coloração vermelha é resultado da luz solar refratada pela atmosfera terrestre e sua tonalidade depende, entre outros fatores, da quantidade de poeira presente na atmosfera. O astrônomo francês Danjon criou uma escala para atribuir a cada eclipse um coeficiente de brilho apresentado pela Lua na fase da totalidade. Nesta escala, que vai de zero a 4, os menores valores correspondem a um eclipse muito escuro e o maior valor ao eclipse claro, em que a Lua se apresenta vermelha ou alaranjada, com a borda da sombra brilhante.

ESCALA DE DANJON - Aspecto da Lua

0	Eclipse muito escuro. A Lua é quase invisível no momento da totalidade.
1	Eclipse escuro, cinza ou castanho. Os acidentes lunares são de difícil observação.
2	Eclipse vermelho-escuro, com uma zona escura no centro da sombra e uma borda exterior da sombra clara.
3	Eclipse vermelho-tijolo. A sombra fica rodeada por uma zona clara de tom cinzento ou amarelo.
4	Eclipse muito claro, de cor vermelha ou alaranjada. Borda da sombra brilhante, de tonalidade azul.

Fonte: www.planetario.ufrgs.br

Eclipses

ECLIPSES LUNARES

GEOMETRIA

O que é um eclipse da Lua?

É o alinhamento do Sol, da Terra e da Lua, tal que alguma região da Lua atravessa a sombra da Terra. Eclipses da Lua somente podem ocorrer na Lua cheia, quando a Lua se encontra na posição oposta à do Sol no céu.

Por que o aspecto da Lua varia muito de um eclipse para outro?

Porque ele depende principalmente da trajetória que a Lua descreve dentro da sombra, a qual pode variar de um eclipse para outro. Além disso, a Lua descreve uma órbita elíptica em torno da Terra, se apresentando 12% maior em diâmetro, quando se encontra mais próxima (perigeu), do que quando está mais afastada. Por sua vez, a órbita elíptica que a Terra descreve em torno do Sol faz com que o disco solar aparente se apresente 3% maior em janeiro do que em junho. Uma vez que as dimensões da sombra da Terra dependem dos raios aparentes da Lua e do Sol, elas também variam a cada eclipse.

Quais são os tipos de eclipses lunares ?

Eclipses Penumbrais

Quando a Lua passa pela penumbra, mas não cruza a umbra, diz-se que o eclipse é penumbral. Esse tipo de eclipse passa despercebido na maioria das vezes. Somente quando a Lua fica com mais de 60% do seu disco imerso na penumbra, é que um leve escurecimento do seu disco se torna perceptível a olho nu.

Eclipses Umbrais

Os eclipses lunares umbrais são aqueles, nos quais, uma parte do disco lunar cruza a umbra. Eles podem ser parciais ou totais, dependendo se a Lua fica parcial ou totalmente imersa na umbra. Além disso, se algum ponto do disco lunar passar pelo eixo (centro) da sombra, diz-se que o eclipse é central. Somente eclipses totais podem ser centrais, porque o raio da umbra é sempre maior que o diâmetro aparente da Lua.

Além do tipo, quais são os outros parâmetros que descrevem um eclipse lunar?

É comum usar-se a expressão “magnitude do eclipse” (Mag), que é a fração máxima do diâmetro da Lua que fica obscurecida. Se ela for igual ou superior a 1, o eclipse será total, sendo que a diferença (Mag – 1) informa a distância mínima no meio do eclipse entre a borda lunar mais externa e a borda da umbra, expressa em termos do diâmetro aparente da Lua. Um valor Mag=1,2 indica que, no meio do eclipse, a borda da Lua mais próxima da borda da umbra distará dessa última 20% do diâmetro lunar aparente.

FREQÜÊNCIA

Por que não ocorre um eclipse lunar a cada Lua cheia?

O tempo que separa 2 Luas cheias consecutivas é de 29,5 dias, contudo os eclipses lunares não ocorrem todo mês. Por que? Isso somente aconteceria se a órbita da Lua ao redor da Terra estivesse no mesmo plano da órbita da Terra ao redor do Sol. Contudo, como a órbita da Lua está inclinada um pouco mais de 5 graus em relação à da Terra, o satélite natural da Terra somente cruza a órbita do nosso planeta 2 vezes por mês em dois pontos denominados “nodos”. Todo o resto do tempo, a Lua fica acima ou abaixo do plano de órbita da Terra. Dessa forma, a condição para a ocorrência de um eclipse lunar é que a Lua cheia aconteça próxima a um dos nodos. Essas épocas favoráveis à ocorrência de eclipses ocorrem duas vezes por ano e são espaçadas de quase 6 meses.

Quais eclipses ocorrem com maior freqüência, os solares ou os lunares?

Na segunda figura, vemos que o segmento de arco onde podem ocorrer eclipses é mais extenso do lado da órbita lunar mais próximo ao Sol que do lado oposto. Essa configuração geométrica favorece a ocorrência de um número maior de eclipses solares do que lunares, na mesma proporção da extensão dos arcos. Dessa forma, de cada 8 eclipses 5 são solares.

Mas, se isso acontece, como se explica que vemos mais eclipses lunares que solares?

Por que, enquanto um eclipse lunar pode ser visto em todos os lunares da Terra onde a Lua se encontra acima do horizonte, os solares somente são observáveis de dentro de uma estreita faixa do hemisfério iluminado.

Quantos eclipses podem ocorrer por ano?

Com relação aos eclipses lunares, podem ocorrer de zero a 3 eclipses umbrais por ano. Com relação aos solares, podem ocorrer, no mínimo, 2 e, no máximo, 5 eclipses por ano. Sendo assim, são esperados anualmente em todo o mundo, 2 eclipses (solares) no mínimo e, no máximo, 7 eclipses (sendo 5 solares e 2 lunares ou 4 solares e 3 lunares). Em 1982, por exemplo, houve 7 eclipses, sendo 4 solares e 3 lunares totais.

Os eclipses voltam a ocorrer com condições parecidas depois de um tempo? Sim, existe uma notável coincidência que faz com que a Terra e a Lua reproduzam praticamente a mesma geometria de um dado eclipse a cada 18 anos, 11 dias e 8 horas. Esse período é chamado Ciclo de Saros. Dois eclipses separados por esse período ocorrem sob circunstâncias muito parecidas: praticamente na mesma posição do nodo, quase na mesma distância Terra-Lua e na mesma época do ano. Porém, não ocorrem no mesmo lugar, porque o intervalo entre eles não é um número inteiro de dias, de forma que a diferença de 8 horas permite que a Terra gire 1/3 de volta, causando uma diferença em longitude de aproximadamente 120 graus. Num dado instante, dezenas de séries de Saros estão em andamento. No início de uma série, os eclipses são penumbrais, depois passam a ser parciais, em seguida totais, depois parciais novamente e, no final da série, penumbrais de novo. Uma série de Saros típica pode incluir mais de 70 eclipses e durar mais de 1300 anos.

MEDINDO A SOMBRA DA TERRA

A atmosfera da Terra também influencia nas dimensões da sombra terrestre?

Em 1702, Pierre de La Hire observou que precisava aumentar em aproximadamente 2% o raio calculado da umbra para que seus cálculos, os quais consideravam apenas a parte sólida da Terra, reproduzissem as observações. Ele atribuiu a diferença à influência da atmosfera terrestre. Desde então, os cientistas têm investigado como nossa atmosfera age para alterar as dimensões da sombra terrestre, que parecem variar de um eclipse para outro.

Podemos medir as dimensões da umbra durante o eclipse?

Sim, usando pequenos telescópios e baixos aumentos (de 40 a 60 vezes), devemos registrar os instantes em que a borda da umbra toca as bordas (limbo) da Lua ou cruza o centro das principais crateras lunares. Esses instantes denominam-se contatos. O resultado das análises fornece o raio médio observado da umbra, o qual pode ser comparado com o raio calculado, sendo sempre maior que esse último. A diferença corresponde à ampliação causada pela atmosfera da Terra. Além do raio, o achatamento da umbra também pode ser determinado de forma aproximada a partir das cronometragens dos contatos.

O que os astrônomos brasileiros estão aprendendo com as cronometragens?

A análise de aproximadamente 1500 cronometragens obtidas por astrônomos amadores da Rede de Astronomia Observacional (REA) já forneceu interessantes conclusões sobre o raio e achatamento da umbra. Uma delas é que a camada da nossa atmosfera que contribui para formar a sombra da Terra alcança 91 km no Equador. Outra conclusão é que essa camada é bem mais baixa nos pólos do que no Equador, porque ela se apresenta bem mais achatada do que a forma geóide do nosso planeta.

O BRILHO DA LUA DURANTE O ECLIPSE

Por que conseguimos ver a Lua, mesmo quando ela está totalmente imersa na sombra da Terra? Porque a atmosfera da Terra filtra (atenua) e desvia (refrata) os raios solares para o interior da umbra. A luz que iria direto para a borda da umbra é aquela que é desviada para o seu interior fazendo-a brilhar debilmente durante a fase total do eclipse.

Por que a Lua se apresenta predominantemente avermelhada durante a fase total do eclipse?

Porque a atmosfera da Terra permite que a luz vermelha a atravesse muito mais facilmente que a azul.

Por que o brilho da Lua totalmente eclipsada varia de um eclipse para outro?

Por que ele depende da trajetória que a Lua descreve dentro da umbra. Quanto mais profundamente a Lua mergulha na sombra, mais escura ela fica. É normal que esse brilho se reduza em dezenas de milhares de vezes durante um eclipse total. Além disso, se houver grandes quantidades de aerossóis vulcânicos na estratosfera, o eclipse poderá ser bem mais escuro do que o previsto. Isso aconteceu com os eclipses lunares de 1992 e 1993 em virtude da violenta explosão do Monte Pinatubo em Junho de 1991 nas Filipinas. Na verdade, durante a fase total de um eclipse, a Lua se transforma numa imensa tela muito sensível, que mostra com nitidez o que ocorre com a nossa atmosfera. Mesmo vastas formações de nuvens ou incêndios florestais podem escurecer as partes mais internas da umbra. Além disso, os modelos de computador usados para simular a sombra mostram que mesmo a depleção da camada de ozônio em altas latitudes pode alterar as dimensões da umbra e a nitidez de sua borda. Astrônomos brasileiros têm monitorado o brilho da Lua durante os eclipses para determinar a presença de grandes quantidades de cinzas vulcânicas na estratosfera e aperfeiçoar as previsões de brilho dos eclipses lunares.

Helio C. Vital

Fonte: www.geocities.com