A curva da Terra

Como antes dito, os antigos gregos chegaram à conclusão de que a Terra teria de ser redonda ou esférica para poder projectar uma sombra de limbo curvado na superfície lunar. Aí está a prova.

Diagrama de imagens do eclipse parcial da Lua de 16 de Agosto de 2008. (Fonte: Anthony Ayiomamitis)

Os Eclipses Lunares | Classificação e Efeitos de Óptica

Um Eclipse lunar é um fenómeno celeste em que a Lua fica coberta por uma determinada parte da sombra da Terra e ocorre quando a Terra, a Lua e o Sol encontram-se perfeitamente (ou aproximadamente) alinhados, com a Terra a ocupar a posição central deste alinhamento. A duração de um eclipse lunar depende da posição da Lua em relação aos seus nodos*. Como será óbvio de perceber, a Lua deverá encontrar-se na fase de Lua Cheia para que se possa produzir um eclipse da Lua. O próximo eclipse total da Lua terá lugar a 21 de Dezembro de 2010, sendo, até à referida data, produzidos uma série de eclipses parciais ou penumbrais. Passarei então a explicar melhor este fenómeno.

Assim, a sombra da Terra pode ser dividida em duas partes distintas: (1) Umbra e a (2) Penumbra.

Diagrama de um eclipse lunar. (Fonte: Wikimedia)

Quando a Lua se encontra embuída na umbra da Terra não está exposta à radiação solar directa, contudo, uma parte dos raios solares atravessam a atmosfera terrestre nas suas camadas superiores o que cria a Penumbra. Isto acontece pelas grandes dimensões do Sol em comparação com o diâmetro angular da Terra. Se a Umbra da Terra é um cone então a Penumbra é um cone de maiores dimensões que contém no seu centro geométrico a umbra.

Um eclipse penumbral é aquele que ocorre quando a Lua atravessa apenas a penumbra da sombra da Terra. A Lua é iluminada pela radiação solar que não é bloqueada pelas altas camadas atmosféricas terrestres. Contudo, os eclipses penumbrais não causam alterações visíveis, na maioria dos casos, na superfície da Lua. Não obstante, existem dois tipos de eclipses penumbrais, os parciais em que apenas uma parte da Lua entra na penumbra (sem alterações visuais reconhecíveis ao olho humano) e os totais (muito mais raros) em que a Lua entra totalmente na penumbra mas não na umbra. Neste último é possível notar um ténue obscurecimento do quadrante lunar mais próximo do cone da umbra.

Um eclipse parcial da Lua ocorre quando apenas uma parte da Lua entra na umbra, quando esta entra totalmente dentro do cone de sombra da umbra, um observador terrestre presenciará um eclipse total da Lua.

Diagrama de um eclipse lunar. (1) Lua Cheia, (2) Eclipse Penumbral, (3) Eclipse parcial e (4) Eclipse total. (Fonte: Wikimedia)

A velocidade da Lua pelo cone de sombra da Terra é de 1 km por segundo (sensivelmente) o que garante que a fase de totalidade de cada eclipse não dure mais que 107 minutos e o tempo do primeiro e do último contacto com a sombra da Terra seja, no máximo, de 3,8 horas. Existe um factor que deve ser considerado quando se espera um eclipse lunar de grande duração: a distância da Lua à Terra.

A órbita da Lua não é uma circunferência perfeita em que todos os pontos da sua órbita são equidistantes do centro de gravidade da Terra. Antes, a órbita lunar é uma elipse - o que faz com que possua um ponto em que se aproxime mais de nós (perigeu) e outro em que se encontre na sua distância máxima (apogeu). Se a Lua se encontrar no apogeu durante um eclipse lunar o tempo de duração do eclipse aumentará. Isto sucede segundo as Leis de Newton, todo o corpo que se encontre no ponto mais distante da sua órbita, circulará mais lentamente do que no perigeu. De qualquer modo a distância entre perigeu e apogeu lunares não é suficientemente grande para provocar alterações significativas no diâmetro do cone de sombra que atinge a Lua - logo não provocando uma diminuição do tempo de eclipse lunar.

Também pode ser possível observar um eclipse horizontal (tema a desenvolver noutro post).

Eclipse total da Lua. (Fonte: Wikimedia)

No entanto, apesar da Lua atravessar a umbra da Terra, ela não desaperece na sombra desta última, uma vez que a luz solar é refractada na atmosfera da Terra e mergulha no centro da umbra. Se a Terra não possuísse atmosfera então a Lua iria desaparecer na umbra.

Assim porque é que a Lua tende a adoptar uma coloração mais avermelhada durante um eclipse? Isto acontece porque a luz com pequenos comprimentos de ondas (i.e. espectro azul) tem tendência a ser dispersada pelas partículas atmosféricas enquanto que a luz com grandes comprimentos de onda (i.e. espectro vermelho) que passa através da atmosfera, i.e. é refractada, atingindo a superfície da Lua. Esta luz não é 'contaminada' pela restante radiação solar, uma vez que dentro da sombra a luz branca 'pura' do Sol é basicamente inexistente. Assim, a Lua tem tendência a adoptar uma coloração avermelhada. Resta também referir que isto acontece devido ao facto de os raios solares terem de atravessar a atmosfera na horizontal, o que significa que têm que atravessar mais camadas atmosféricas do que na vertical o que contribui para a dispersão dos azúis. Este pormenor científico também explica o facto de os nascer e pores do sol serem avermelhados ou alaranjados.

Refracção da luz solar na atmosfera terrestre ao longo do cone de sombra do planeta azul. À medida que a Lua entra no cone de sombra da Terra, o nosso planeta funciona como um projector gigante em que a Lua é a tela. A luz solar ao entrar pelas camadas mais baixas da atmosfera terrestre terá que passar por uma maior densidade atmosférica fazendo com que apenas os vermelhos sejam refractados, projectando-se na Lua. As imagens de cima correspondem à entrada da Lua no cone de sombra da Terra. É possível que, aquando de perigeu a Lua se encontre suficientemente perto para ser tocada pela zona completamente escura do cone de sombra criando um eclipse muito mais escuro e menos vermelho. As imagens de baixo correspondem à visão que um observador na Lua teria do eclipse: na realidade, para ele tratar-se-ia de um eclipse do Sol. (Fonte: wikipedia)

Diferentes aparências da superfície lunar durante um eclipse total da Lua. (Fonte: Wikimedia)

Agora existe um aspecto muito interessante: a quantidade de luz refractada pela atmosfera terrestre depende da quantidade de poeiras ou de nuvens existente na atmosfera. Se a atmosfera for muito turbulenta, maior será a dispersão dos azúis enquanto que o vermelho continuará a ser refractado. Assim, se é constante a refracção dos vermelhos, quanto mais 'azul' ficar disperso na atmosfera terrestre mais vermelho será o eclipse.

Os fenómenos vulcânicos que contribuem para aumentar a quantidade de poeiras e de nuvens na atmosfera terrestre produzem eclipses mais avermelhados ou cobreados. Assim, e de forma espectacular, a coloração dos eclipses encontra-se intrinsecamente relacionada com as alterações atmosféricas. Recentemente, a comunidade científica procura uma relação entre as mudanças climáticas actuais e os eclipses lunares. Uma conexão inesperada e incrível.

Para classificar o grau de obscuridade dos eclipses lunares foi elaborado por um astrónomo francês, André Danjon, uma escala: A escala de Danjon para medição do grau de obscuridade de um eclipse lunar:

L=0 » Eclipse muito escuro. Lua praticamente invisível, especialmente no meio da totalidade.

L=1 » Eclipse escuro, cinzento ou de tom acastanhado. Os pormenores da superfície lunar são detectados com dificuldade.

L=2 » Eclipse vermelho-escuro. A área central encontra-se muito obscurecida enquanto que o término da umbra é brilhante.

L=3 » Eclipse vermelho 'cor de tijolo'. O limbo da umbra é muito mais vivo e brilhante e apresenta uma tonalidade de vermelho cor de tijolo.

L=4 » Eclipse muito brilhante, cobreado ou alaranjado. A sombra da umbra apresenta um tom azulado escuro e um limbo muito brilhante.

Uma última curiosidade: Os astrónomos da Grécia Antiga foram os primeiros a considerar que o nosso planeta era esférico devido à projecção do limbo da sombra (que era sempre curvada) na superfície lunar. De facto, os eclipses permitiram conceber uma noção clara de interligação e conexão entre os astros do sistema solar muito antes do estabelecimento e aceitação das leis de Newton.

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* visualizar explicação no próximo post.

Eclipse Parcial da Lua de 16 de Agosto de 2008

No próximo dia 16 de Agosto ocorrerá um Eclipse Parcial da Lua, o qual será visível da integridade do território português.

A Lua entrará nas sombra da Terra às 19h36 min (hora de Lisboa) e o meio do Eclipse ocorrerá às 21h10 m, a Lua não ficará totalmente coberta pela sombra da Terra (visto o eclipse ser parcial), a lua irá sair da sombra às 22h45 min. Dificilmente o observador reconhecerá a entrada e saída da Lua da penumbra da Terra (que é parte mais clara da sombra da terra). Além do mais, a Lua deverá nascer às 19h21 min.

Esperemos, pois, que a meteorologia colabore.

As Perseidas

Esta chuva de estrelas, assim denominada por parecer irradiar da constelação do Perseu, é constituída pelos detritos deixados pelo cometa Swift-Tuttle. No dia 12 de Agosto a Terra irá intersectar a órbita destes detritos cometários dando origem a um dos espectáculos celestiais mais conhecidos do público em geral: uma chuva de estrelas. As partículas deste cometa entrarão em contacto com a atmosfera do planeta e, sendo atraídas pela gravidade deste, irão arder na atmosfera devido ao atrito com as moléculas atmosféricas provocando o efeito de 'bola de fogo' tão comummente apelidado de 'estrela cadente'.

Este ano, se as condições atmosféricas assim o permitirem, com a lua em quarto crescente, o céu depois da meia-noite, uma da manhã, encontra-se livre da 'poluição luminosa lunar', o que facilitará a observação precisa deste fenómeno.

Chuva de estrelas Perseídas com a Via Láctea como pano de fundo. (Fonte: Stephan Seip)

Qualquer indivíduo pode ser um observador desta chuva de estrelas, para a qual, não necessita de nenhum instrumento óptico, a não ser a sua visão e a paciência. Olhar directamente para a constelação do Perseu pode não ser sinónimo de uma boa 'caça' já que os meteoros tendem a 'espalhar-se' por todo o céu - de facto, os meteoros parecer irradiar desse ponto no céu, mas não se confinam a esse mesmo ponto. Uma boa sugestão para os observadores é que procurem os seus telhados e estendam-se neles apreciando o céu nocturno sem esforçar demasiado a coluna cervical (sugestão eficaz e comprovada pelo próprio). Aviso também para não se aventurarem em locais escuros no meio da noite, pois nem todos os saíram para observar a chuva de estrelas.

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PS: É absolutamente normal que a chuva de estrelas anteceda e suceda nos dias contíguos a 12 de Agosto, contudo com menor intensidade, uma vez que o pico de actividade máxima ocorre neste mesmo dia.

Espinha Dorsal da Noite

A espinha dorsal da noite é a Via Láctea, via norteadora do céu, que sustentava o mundo do divino, a abóbada celeste e mantinha a integridade do chão e das coisas deste mundo. As constelações parecem desenhar-se à sua volta e emergir da sua totalidade imensa de estrelas. Hoje, os zigurates foram destruídos e as chamas consumiram as antigas cidades, os homens vivem em grandes cidades de betão e de cinza e o seu conforto passa por coisas fáceis e acessíveis, não depende dos astros para prever o futuro. Então, sabendo ele destas tecnologias e geração após geração, deixou de lidar com o céu. Tendo-o esquecido, deixou de se saber orientar porque há quem se oriente por ele. O Homem é tecnológico, o que é uma maneira preguiçosa e perigosa de se desapaixonar pelos segredos e mistérios. Hoje o tempo é surpreendentemente finito e as suas escalas encurtadas pelo ritmo da vida ocupada. O Homem pouco sabe do seu lugar no cosmos, e pouco sabe este sobre o Homem. Sempre foi assim, mas agora é a inutilidade que se compôs de justificação.

(Fonte da imagem: Kerry-Ann Lecky Hepburn)

Cassiopeia

A Cassiopeia é uma constelação de origem muito antiga, remontava aos gregos clássicos (tendo sido classificada e incluída por Ptolomeu no seu catálogo), sendo hoje uma das 88 constelações em que está organizada a abóbada celeste.

Cassiopeia. (Fonte: Wikimedia)

A lenda da Cassiopeia é a de uma rainha cuja beleza não lhe diminuía a arrogância tendo afirmado ser mais bela que todas as ninfas do Oceano. Estas, zangadas por tamanha ousadia vinda da parte de uma mortal, foram queixar-se a Poseídon que enviou um monstro marinho (a Baleia - também uma constelação) para as costas do reino de Cefeu (o rei) e de Cassiopeia. Para apaziguar o monstro marinho, Cefeu consultou o oráculo de Delfos e este informou-o de que a única forma de impedir a destruição generalizada seria o sacrifício da sua própria filha, Andrómeda, ao monstro marinho. Andrómeda foi, então, acorrentada a uma rocha perto do mar como forma de sacrifício ao monstro, porém foi salva por um jovem herói, Perseu. Foi com este jovem que acabou por se casar. Todas estas figuras mitológicas foram 'colocadas' ou visionadas nos céus pelos gregos antigos e Cassiopeia figura como uma rainha sentada no seu trono a contemplar a sua beleza através de um espelho. O mais caricato é que todas estas constelações (Cassiopeia, Cefeu, Andrómeda e Perseu) partilham áreas contíguas no céu, somente a Baleia ocupa uma posição mais austral.

De facto, a constelação da Cassiopeia é uma constelação circumpolar norte, o que significa, em termos práticos, que para a maioria dos observadores das latitudes médias do hemisfério norte, que as suas estrelas nunca se põem abaixo do horizonte. Assim, a rotação da Terra durante uma noite cria a sensação de que as mesmas circundam o pólo celeste norte. A constelação do Cefeu também é considerada uma circumpolar norte, mas Andrómeda e Perseu (principalmente esta primeira) são associadas às constelações de Outono, exactamente por atingirem o seu zénite (ponto mais alto no céu, imediatamente por cima do observador) durante esta estação.

A constelação contém duas estrelas de grande brilho na Galáxia: (ρ) Rho Cassiopeiae e V509 além de a estrela (ε) Eta Cassiopeiae, a qual é considerada um gémeo solar devido ao facto de apresentar características muito semelhantes às do sol (ver o post sobre Tau Ceti).

Eta Cassiopeiae ou η Cas é um sistema binário composto por duas estrelas: uma semelhante ao sol (tipo espectral G2) e outra estrela anã laranja localizado na nossa vizinhança galáctica: está a 19.4 anos-luz do nosso sistema solar. Eta Cassiopeiae também é habitualmente denominada de Achird e tem sido alvo de vários programas de pesquisa científica, como o SETI ou para o futuro conjunto de telescópios espaciais destinados a encontrar planetas terrestres em torno de outras estrelas. Devido à estabilidade das órbitas entre as duas componentes do sistema e às características da estrela principal é de afirmar que Achird poderá conter um planeta com características semelhantes à da Terra.

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Rho Cassiopeiae (ρ Cas / ρ Cassiopeiae) encontra-se a 11'650 anos-luz e é cerca de 550 000 vezes mais luminosa do que o sol, apresentando um diâmetro de 450 o do Sol. Trata-se de uma das estrelas mais brilhantes da Galáxia com uma magnitude absoluta de -7.5. A zona habitável do sistema solar (i.e. onde os planetas podem desenvolver condições similares às da Terra) encontrar-se-ia a 450 UA da estrela (ou seja 450x mais distante do que no nosso Sistema Solar), o que é, na falta de melhor palavra, incrível. Esta estrela é também extremamente rara uma vez que se trata de uma hipergigante amarela (actualmente apenas se conhecem 7 estrelas deste tipo). A estrela é instável pois apresenta erupções em intervalos de 50 anos, sendo que no último acontecimento (2000 - 2001) perdeu 3% da sua massa (o equivalente à massa de 10 000 Terras). Durante estes fenómenos a sua luminosidade oscila entre 4,5 e 6 (magnitude aparente) sendo sempre visível, com maior ou menor dificuldade. Esta instabilidade é sinal de um acontecimento estelar importante que pode vir a suceder: a supernova (a morte estelar).

A constelação da Cassiopeia como pode ser observada no céu nocturno. As principais estrelas encontram-se nomeadas bem como o asterismo em W que define de forma marcada a imagem da constelação. (Fonte: Autoria do blog)

A Cassiopeia também possui 2 objectos de Messier (catálogo realizado pelo astrónomo francês Messier para distinguir os objectos do céu profundo de cometas periódicos): Messier 52 e Messier 103, este último localizado a cerca de 8'000 anos-luz da Terra. Ambos tratam-se de enxames estelares abertos. Na Cassiopeia encontram-se os restos da explosão de uma estrela, uma supernova (também, neste caso, denominada de estrela de Tycho) que foi observada em todo o mundo durante o ano 1572. Esta supernova foi descrita por Tycho Brahe (importante astrónomo dinamarquês).

Enxame estelar aberto Messier 52. (Fonte: Wikimedia)

Há Água em Marte

A sonda Phoenix da NASA obteve provas concretas da presença de água em Marte. A água já havia sido detectada por várias sondas espaciais em órbita marciana como a Mars Odyssey mas foi a primeira vez que se detectou água (no estado sólido) e que as propriedades químicas dessa mesma água foram analisadas.

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A Phoenix escavou o subsolo do planeta vermelho a uma profundadidade de vários centímetros, e até à bem pouco tempo, tinha-se especulado sobre a natureza de um pedaço de gelo desenterrado (desenmarciado?) e que havia derretido em tempo real (questão de poucas horas). Apesar de todas as teorias apontarem para gelo de água (e não de dióxido de carbono) foi esta última análise, dentro do laboratório da sonda, que permitiu a confirmação indubitável e constitui uma prova palpável - a primeira do seu tipo - que pela primeira vez na história da Humanidade descobriu-se e analisou-se água noutro astro que não a Terra. Pode parecer singela esta conquista, mas promete dar novo ímpeto à conquista espacial e dos nossos vizinhos cósmicos, particularmente, considera-se como mais um passo conseguido na direcção da colonização do planeta vermelho.

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Sonda Phoenix no círculo polar norte de Marte. (Fonte: NASA)

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A sonda Phoenix encontra-se nas grandes planícies do norte marciano e manter-se-á até ao final do longo verão marciano (as estações em Marte têm o dobro da duração das terrestres). O terreno das planícies polares é plano e com poucas rochas - típico de uma sub-superfície gelada. A sonda ao encontrar-se dentro do círculo polar norte de Marte deixará de receber luminosidade solar com intensidade suficiente para produzir energia. Assim, e com a deposição de neve de dióxido de carbono durante o inverno marciano, a sonda Phoenix não deverá renascer das cinzas, permanecendo coberta durante o inverno boreal e já inoperável no próximo estio.