Eclipses
Introdução
Na Astronomia, eclipsar significa esconder, encobrir, ou interceptar a luz vinda de um astro.
No Egito Antigo, os eclipses do Sol eram explicados como sendo ataques de uma serpente ao barco que transportava o Sol pelo céu. Os antigos chineses costumavam observar sistematicamente os fenômenos celestes. Registraram e previram diversos eclipses. Pensavam que um imenso dragão estivesse engolindo o Sol durante um eclipse solar. Então, faziam muito barulho para assustar o dragão e o Sol sempre reaparecia (nunca falhava!).
Distâncias e Dimensões do Sistema Sol-Terra-Lua
A olho nu, o tamanho angular da Lua é de aproximadamente 0,5o (meio grau). Por pura coincidência é semelhante ao tamanho angular do Sol. Deste modo, os dois parecem iguais em tamanho, porém não o são. Nota-se que a Lua está 400 vezes mais próximo da Terra do que o Sol, o qual é cerca de 400 vezes maior em diâmetro.
- Figura 1 - Hiparco (200 a.C.) calculou a distância e o tamanho da Lua por ocasião de um eclipse lunar, medindo a duração total da etapa umbral. Ele aplicou alguns conhecimentos geométricos, conjugados a outras medidas conhecidas na época (duração do mês lunar e dimensões angulares da Lua e do Sol). A distância Terra-Sol em função da distância Terra-Lua foi calculada por Aristarco de Samus (300 a.C.). Ele observou simultaneamente a Lua em quarto crescente e o pôr do Sol. A separação angular entre ambos medida ficou em torno de 87o proporcionando uma distância Terra-Sol de 7.300.000 km, muito abaixo do valor moderno (de 149.597.870 km em média). Veja a Figura 2, logo abaixo.
- Figura 2 - Cálculo da distância Terra-Sol feito por Aristarco (300 a.C.).
Tipos de Eclipses
O Sol é uma fonte luminosa extensa. Tanto a Lua como a Terra projetam no espaço uma sombra em forma de um cone, cuja base é o próprio corpo, e uma penumbra. O cone de sombra situa-se interno à penumbra. Por definição, o cone umbral não recebe luz solar alguma e a penumbra não recebe luz de todos os pontos do disco solar. No entanto, para a Terra, que possui uma camada de ar ao seu redor, os limites do cone de sombra e da penumbra não são bem determinados. A luz do Sol é espalhada quando atravessa a atmosfera terrestre. O mesmo não ocorre para a Lua.
- Figura 3
Os eclipses lunares somente ocorrem quando a Lua está na fase cheia. Num eclipse da Lua, a mesma percorre a penumbra e/ou a sombra da Terra. Apenas poderão ser observados da parte da Terra onde é noite.
Há três tipos de eclipse da Lua: o total, o parcial e o penumbral. O eclipse lunar total acontece quando a Lua é totalmente obscurecida pelo cone de sombra da Terra, o parcial quando somente parte da Lua é obscurecida por esse cone e o penumbral quando a Lua percorre apenas a zona da penumbra terrestre (é o menos pronunciável dos três). Na ocasião de um eclipse total ou parcial, a Lua percorre a região de penumbra antes e depois de atravessar o cone umbral da Terra. Quando a Lua se situa na umbra terrestre durante um eclipse total, ela não é totalmente obscurecida em virtude da luz solar ser espalhada pela atmosfera da Terra. Pode-se avistar a Lua, freqüentemente, com uma coloração avermelhada em função do avermelhamento intenso da luz pela atmosfera de nosso planeta.
- Figura 4 - Ilustração em escala de um eclipse total da Lua
Os eclipses do Sol ocorrem quando a Lua (na fase nova) se coloca entre o Sol e a Terra, projetando sua sombra e/ou penumbra na superfície terrestre. Podem ser parciais ou totais.
O eclipse solar parcial é quando o Sol é parcialmente "encoberto" pelo disco lunar. Há projeção somente da zona de penumbra sobre a Terra. Um tipo especial de eclipse solar parcial é:
o anular; quando o Sol, a Lua e a Terra ficam alinhados mas devido a uma separação relativa maior da Lua à Terra, o Sol não é totalmente encoberto pela Lua restando apenas um anel visível do disco solar. O eclipse solar anular é observado apenas da região da superfície terrestre que está exatamente naquele alinhamento Sol-Lua-Terra. Esse eclipse é observado apenas como parcial não-anular da região terrestre por onde a penumbra passa.
O eclipse solar total acontece quando a Lua projeta sobre a superfície terrestre tanto seu cone de sombra (a umbra lunar) como sua zona de penumbra. Da região da superfície da Terra por onde a umbra da Lua passa, o eclipse é observado realmente como total. Das regiões da Terra por onde somente a penumbra lunar passa, avista-se um eclipse solar parcial aparente. Veja a Figura 5, logo abaixo.
- Figura 5 - Ilustração de um eclipse total do Sol
Duração e Periodicidade dos Eclipses
A extensão média do cone da sombra terrestre é de 1.400.000 km. O diâmetro desse cone na distância média da Lua é cerca de 9.000 km. A duração máxima da etapa umbral de um eclipse lunar é de 3 horas e 20 minutos. A duração da observação de um eclipse da Lua depende do intervalo tempo que a Lua (cheia) fica acima do horizonte do lugar durante a noite do mesmo.
A duração da etapa umbral de um eclipse do Sol (totalidade), a partir de um único ponto terrestre, é de poucos minutos. Já a duração completa de um eclipse solar, incluindo as etapas penumbral (parcialidade) e umbral, fica por volta de 2 horas.
Alguém poderia questionar: - Por que não há eclipses da Lua e do Sol em todos os meses, já que os eclipses lunares ocorrem na fase cheia da Lua e os solares na fase nova? A resposta é que os planos das órbitas da Terra (em torno do Sol) e da Lua (em volta da Terra) não são os mesmos. Se as trajetórias da Lua e da Terra ficassem num mesmo plano, todo mês haveria eclipses do Sol e da Lua. O eixo do cone da sombra terrestre situa-se no plano orbital da Terra.
A inclinação entre o plano da órbita lunar e o plano da eclíptica é de aproximadamente 5o,2 (veja a Figura 3). Esse ângulo é pequeno mas não pode ser desprezado. Na distância em que a Lua se encontra (384.400 km em média), ela freqüentemente está fora do plano da órbita da Terra. Os eclipses só acontecem quando a trajetória da Lua atravessa a eclíptica quando da ocasião das fases nova ou cheia.
Ocorrem no mínimo 2 eclipses por ano (que são solares) e, no máximo, 7 eclipses por ano: 2 lunares e 5 solares, ou 3 lunares e 4 solares. A cada 18 anos aproximadamente, todos os eclipses acontecem com a mesma regularidade. Esse intervalo de tempo é denominado de Período de Saros, quando ocorrem 41 eclipses do Sol e 29 eclipses da Lua.
Embora os eclipses lunares sejam menos freqüentes em número, a visualização desse tipo de eclipse a partir de qualquer ponto da Terra é facilitada em função de que basta ter a Lua acima do horizonte para podermos observá-lo (além de um céu sem nuvens obviamente).
Cuidados na observação de Eclipses do Sol
Nunca é demais citar que é muito importante tomar certos cuidados ao observar o Sol, devido ao seu brilho muito intenso. E' extremamente recomendável utilizar óculos de soldador, filmes totalmente velados de raio X, negativos totalmente velados, vidros bem escurecidos, enfim todo material translúcido muito bem escurecido.
NUNCA OBSERVE O SOL COM BINÓCULOS, LUNETAS E TELESCÓPIOS SEM OS FILTROS SOLARES ADEQUADOS (ESPELHADOS COM TRANSMISSÃO MENOR QUE 1%).
EVITE OLHAR DIRETAMENTE O SOL TAMBÉM.
PROTEJA A SUA VISÃO DE UMA CEGUEIRA IRREVERSÍVEL
Para a observação de um eclipse do Sol, o ideal é fazer uma imagem projetada dele numa parede ou anteparo que esteja na sombra da seguinte maneira:
- Coloque uma cartolina opaca com um pequeno furo circular de 1 centímetro de diâmetro sobre um espelho plano qualquer;
- Faça incidir a iluminação solar sobre o espelho e
- Projete a imagem do Sol na parede ou anteparo.
Referência:
Milone, A. de C. Astronomia no dia-a-dia. In: Introdução à Astronomia e Astrofísica, Divisão de Astrofísica, Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais, MCT. São José dos Campos, 1999. (Biblioteca da unidade do INPE em São José dos Campos/SP: Tel. 12-345-6918).
Informações adicionais
Curso virtual de Introdução à Astronomia e à Astrofísica - capítulo Eclipses (Prof. Kepler Oliveira Filho & Profa. Maria de Fátima Saraiva, IF/UFRGS).