Conceitos Fundamentais

Eclipses:
Um espetáculo de luz e sombra
in UFRGS

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.


Tipos de Eclipse Solar:
in HSW

A sombra da lua possui duas partes: uma região central (umbra) e uma região externa (penumbra). Dependendo de que parte da sombra passa sobre você, você poderá ver um dos três tipos de eclipses solares:

Total - parte central inteira do Sol é encoberta.
Parcial - somente a parte da superfície do Sol é encoberta.
Anular - somente uma pequena parte do disco solar é vista em forma de anel.

Eclipse solar total
Caso a umbra passe sobre você, a parte central inteira do Sol estará encoberta. Você verá um eclipse solar total e o céu escurecerá como se fosse de noite. Durante um eclipse solar total, você pode ver a atmosfera externa do Sol, chamada de coroa. Na verdade, esta é a única vez que você pode ver a coroa, razão da qual os astrônomos ficam tão entusiasmados quando um eclipse total está prestes a ocorrer. Muitos astrônomos atravessam o mundo em busca de eclipses.



Caso a penumbra passe sobre você, somente parte da superfície do Sol será encoberta. Você verá um eclipse solar parcial e o céu pode escurecer levemente, dependendo de quanto o disco solar for coberto.

Em alguns casos, a lua está tão distante em sua órbita que a umbra não alcança a Terra. Neste caso, não há região de totalidade, e o que você vê é um eclipse solar anular. Em um eclipse anular, apenas uma pequena parte do disco solar é vista, em forma de anel de luz ("anular" significa "de um anel").

Observando com segurança
Nunca olhe diretamente para o Sol - pois poderá prejudicar seus olhos O melhor jeito de observar o Sol é através de um projetor de imagem.
Portanto eis um modelo para projetar a imagem do sol:

1. pegue dois pedaços de papelão (abas de uma caixa, capas de caderno);

2. com um objeto pontudo como um alfinete ou ponta de lápis, faça um furo pequeno no centro de um dos pedaços (não muito maior do que a ponta do objeto pontudo);

3. segure ambos os pedaços nas mãos;

4. fique de costas para o Sol;

5. em uma das mãos, segure o pedaço que tem o furo; posicione o outro pedaço (a tela) atrás dele;

6. a luz solar irá passar através do furo e formará uma imagem na tela (veja Como funciona uma câmera sem lentes? para detalhes desse processo);

7. ajuste a distância entre as duas partes para o foco e mude o tamanho da imagem.
Aprecie!