Eclipses e Observações Astronômicas em 2020

[Fúria da cidade]

Quatro fenômenos astronômicos imperdíveis de 2020

Em dezembro de 2020, haverá um eclipse solar total que poderá ser visto no sul do planeta Imagem: Getty Images

Em 2020, eventos como um eclipse solar total e várias chuvas de estrelas fascinarão milhares de pessoas ao redor do mundo.

O ano que passou nos trouxe muitas coisas em assuntos astrofísicos.
Tivemos eventos como o grande eclipse solar em julho, que pôde ser vistos na Argentina, Chile e Uruguai.

Os cientistas também nos deram boas notícias sobre o espaço: a publicação, por exemplo, da primeira imagem de um buraco negro, apresentada por um grupo de cientistas da Nasa, graças à colaboração de especialistas em computação como Katie Bouman.

E o que haverá no próximo ano?

Graças a avanços tecnológicos, a observação espacial foi facilitada e fenômenos astrofísicos podem ser previstos com mais precisão.
O calendário astronômico para 2020 prevê, por exemplo, uma grande atividade lunar. Mas também aponta que teremos que esperar até o final do ano para poder testemunhar um eclipse solar total.

Abaixo, quatro dos fenômenos mais interessantes a serem observados no céu em 2020.

A superlua poderá ser vista de março a maio, durante as fases da lua cheia
Imagem: Getty Images


1. Eclipse total do Sol


Teremos que esperar até 14 de dezembro para podermos apreciar o único eclipse solar total de 2020, um evento que ocorre quando a lua bloqueia a passagem da luz solar.

O fenômeno poderá ser visto sobretudo no hemisfério sul, especialmente em algumas áreas da Nova Zelândia, Chile e Argentina.
Também poderá ser visto parcialmente em áreas do Brasil.

Em 2020, também haverá outro eclipse solar; não será total, mas anular, quando a Lua não está tão perto da Terra a ponto de bloquear o disco solar. O eclipse anular de 2020 ocorrerá em 21 de junho.

Um eclipse solar anular acontcecerá em junho
Imagem: Getty Images


2. A superlua


O dia 9 de março trará um dos eventos mais marcantes do ano: a superlua. Isso ocorre quando o satélite natural está mais próximo da Terra e coincide com a fase da lua cheia.

De acordo com os calendários de vários países, o fenômeno pode ser observado pela manhã e durante o pôr do sol.
Nesses dias, a Lua parecerá 7% maior e 15% mais brilhante, e muitos observadores não especializados talvez nem percebam a diferença.
Após a superlua de março, o fenômeno será repetido em 7 de abril e 9 de maio.

2016 foi o ano em que a Lua esteve mais próxima da Terra desde 1948 e ela não retornará a essa posição até 2034.

3. As Perseidas


As chuvas de estrelas são, na verdade, chuvas de meteoros vistas em intervalos regulares porque correspondem a momentos em que a Terra passa por rotas de "lixo" espacial.

Embora durante o ano ocorram várias chuvas de estrelas (janeiro, abril, maio e junho) e todas valham a pena, talvez as mais impressionantes para os fãs estelares sejam aquelas que ocorrem em agosto e dezembro.

As que ocorrem no oitavo mês do ano foram chamadas de Perseidas ou Lágrimas de São Lourenço (10 de agosto marca o dia de São Lourenço em vários dos países onde o fenômeno pode ser visto).

O espetáculo vêm dos fachos de luz de detritos ? rochas deixadas pelo cometa Swift-Tuttle, descoberto em 1860 ? entrando em combustão pelo atrito com a atmosfera terrestre.

Os dias mais ativos desse fenômeno serão 12 e 13 de agosto.

A chuva de estrelas das Perseidas pode ser vista no mês de agosto
Imagem: Getty Images


4. As Geminídeas


Um dos últimos espetáculos celestes de 2020 será a chuva de estrelas das Geminídeas. Ela ocorre uma vez por ano na Terra, pelo meio de dezembro.

Isso porque é neste mês que normalmente nosso planeta, em sua trajetória ao redor do Sol, está cruzando a órbita do asteroide 3200 Faetonte, onde há milhares de pequenas rochas e destroços do asteroide no espaço.

Ao cruzar essa região, os detritos do asteroide entram na atmosfera da Terra. Se o céu estiver limpo, é possível ver até 120 "estrelas cadentes" por hora no céu, no momento de pico do fenômeno.

São as chuvas de meteoritos descobertas mais recentemente, bem no final do século 19, enquanto outros fenômenos semelhantes - como as Perseidas ou os Leônidas - foram descritos há mais de 1.000 anos.

As datas para apreciar esse fenômeno serão de 13 a 15 de dezembro de 2020.

 

[Fúria da cidade]

"Superlua" cheia acontece hoje! Entenda o fenômeno.


Registro que fiz do nascer da Lua Cheia no perigeu em 29 de agosto de 2015 em São João da Boa Vista, São Paulo, Brasil.

Hoje, 9 de março, teremos a Lua Cheia passando mais perto da Terra. Uma coincidência e tanto a Lua estar com a face voltada para a Terra 100% iluminada pelo Sol e, praticamente ao mesmo tempo, em aproximação com o nosso planeta. Concorda?

O nome técnico do fenômeno é Lua Cheia no perigeu. Muita gente, no entanto, vem chamando o fenômeno de "Superlua", um termo bastante exagerado e que pode provocar a falsa ilusão de que a Lua Cheia estará gigante no céu. Não estará. Pela aproximação com a Terra, a Lua estará:

1. Ligeiramente maior do que o seu tamanho aparente médio;
2. Mais brilhante, com o luar bem mais intenso que a média.

Por conta de 1 + 2 acima, o "super" vem o termo não-científico.

Alem de observar o fenômeno, entende-lo pode ser instigante e até divertido.
Ficou interessado(a)?

Para observar o fenômeno, basta procurar pela Lua Cheia no céu hoje a qualquer hora. Mas sugiro enfaticamente que tente ver o nascer da Lua Cheia, sempre espetacular, o que deve acontecer pouco antes das 19h (horário de Brasília).

Já para entender o fenômeno, a Ciência nos dá boas ferramentas. Uso-as a seguir, com a máxima honestidade intelectual, tentando quantificar quão "super" será a Lua Cheia de hoje.


O centro da questão: a distancia Terra-Lua varia



Órbita elíptica da Lua ao redor da Terra

A órbita da Lua ao redor da Terra não é uma circunferência perfeita com a Terra exatamente no centro. É uma oval que na matemática chamamos de elipse. A Terra fica num dos dois focos da elipse, numa posição ligeiramente deslocada do centro e sobre o semi-eixo maior (a) da elipse. Desta forma, enquanto a Lua orbita a Terra, a distância (d) Terra-Lua varia constantemente, desde um valor mínimo (dmín = 363 000 km) até um valor máximo (dmáx = 405 000 km).

O ponto de máxima aproximação Terra-Lua, equivalente ao dmín, é chamado de perigeu, O apogeu, de forma oposta, é o ponto de máximo afastamento Terra-Lua, e equivale ao dmáx.

Quando a Lua Cheia está a pino no local do observador, ela fica ainda mais perto dele. Nesta situação, temos que descontar o raio da Terra (aproximadamente 6400 km) da distância mínima Terra-Lua no perigeu que fica ainda menor e de valor próximo de dmín = 356 000 km. Trato em detalhes desta questão e respectivos cálculos neste post caso seja do seu interesse.

Vista da Terra, por conta desta variação de distância em relação ao nosso planeta, a Lua não tem sempre o mesmo tamanho aparente. Todos sabemos, da prática, que qualquer coisa vista de longe nos parece menor e, de perto, aparenta tamanho maior.

Assim, quanto a Lua passa pelo apogeu, mais longe da Terra, se estiver iluminada pelo Sol e, portanto visível para nós na Terra, nos parecerá menor. Efeito contrário ocorre quanto a Lua passa pelo perigeu. Por estar mais perto, se estiver iluminada pelo Sol, nos parecerá maior.

Mas tem um outro detalhe físico curioso e ainda mais relevante: um objeto que emite luz, quanto mais perto dos nossos olhos, mais brilhante nos parece. Concorda? A Lua no perigeu, mais perto da Terra, será sempre mais brilhante do que a Lua no apogeu, mais distante dos nossos olhos. Isso implica que o luar, a fração da luz solar refletida pela Lua e que atinge a Terra, também varia desde uma intensidade mínima com a Lua passando pelo apogeu e outra máxima quando o nosso satélite passa pelo perigeu, em aproximação com a Terra.

Agora imagine a seguinte coincidência: a ocorrência de uma Lua Cheia, ou seja, com a face voltada para a Terra 100 % iluminada, passando pelo perigeu ou perto dele. O que você acha que vai acontecer?

Junte as ideias acima e vai concluir que teremos uma Lua Cheia ligeiramente maior mas bem mais brilhante!

Antes que você se empolgue e imagine uma lua gigante no céu, aviso que a variação de tamanho entre as passagens da Lua pelo apogeu e pelo perigeu é da ordem de 14 %, ou seja, imperceptível a olho nu. A Lua está maior, de fato. Mas nada assombroso. Mas o luar entra as passagens da Lua pelo apogeu e pelo perigeu pode ficar cerca de 30 % mais intenso, o que na prática significa um luar "turbinado", capaz de clarear a escuridão da noite em locais mais afastados das luzes da cidade.

Para você ter uma ideia do efeito, tivemos uma passagem da Lua Cheia pelo perigeu no dia 8 de fevereiro deste ano de 2020. Registrei, com o celular, num vídeo estilo timelapse, o nascer desta Lua Cheia. Confira aqui este registro numa publicação na minha conta pessoal no Twitter.

Note que a Lua Cheia nasce por trás das serra com o dia ainda claro. Mesmo assim, nota-se o seu brilho bastante intenso sobre as luzes da cidade que começam a acender com a chegada da noite. Uma Lua Cheia no perigeu, ou "Superlua", apesar das aspas, é um belo espetáculo!

Como sabemos que o tamanho aparente da Lua vista da Terra varia em 14 %?


Uma boa maneira de estimar o tamanho aparente de um astro (no nosso caso da Lua) é calcular o valor do ângulo θ de abertura do cone de luz que chega aos olhos de um observador na Terra.

Para tanto, usarei o triângulo retângulo laranja e de borda vermelha destacado na imagem abaixo para o qual um dos catetos equivale à distância observador-Lua e o outro ao raio da Lua que mede aproximadamente R = 1740 km.




Pela razão entre os catetos (oposto e adjacente) no triângulo retângulo podemos facilmente obter a tangente do ângulo θ/2 e, a partir daí, numa calculadora científica, descobrir o valor de θ. Basta usar a definição de tangente (cateto oposto pela hipotenusa) dada na expressão abaixo:


Vamos aos cálculos:

• Tamanho angular aparente da Lua no perigeu:
  
• Tamanho angular aparente da Lua no apogeu:
  

Pelos cálculos acima, descobrimos que o tamanho angular aparente da Lua varia entre 0,49 graus (apogeu) e 0,56 graus (perigeu). Do ponto de vista percentual, isso equivale a uma variação de:



Note que o tamanho angular aparente da Lua Cheia no perigeu supera o tamanho aparente no apogeu em 14/100, ou seja, é 14 % maior. Chegamos, portanto, ao valor 14 % que, como eu já disse e repito, é imperceptível no "olhômetro".



Como sabemos que o brilho da Lua vista da Terra varia em 30%?


A intensidade (I) da radiação emitida por uma fonte (F) de tamanho desprezível em geral decresce com o inverso do quadrado da distância (r) à fonte.

Como a energia se espalha de maneira isotrópica ao redor da fonte (F), é como se a fonte estivesse no centro de esferas imaginárias que crescem de tamanho (volume) na medida em que aumenta a distância (r) à fonte. A figura a seguir ilustra essa ideia. Note que, se um observador está a uma distância r da fonte F, é como se ele pertencesse à superfície de uma esfera imaginária de raio r. Se o observador se afastar da fonte e ficar a uma distância 2r dela, é como se agora pertencesse à superfície de outra esfera de raio 2r, de maior volume e também maior área superficial.


"Cascas esféricas" (aqui vistas de perfil) e centradas na fonte F.

Dessa forma, na medida em que o observador se afasta da fonte (F), a energia por ela emanada por unidade de tempo vai sendo "diluída" numa área (A) cada vez maior e que numa superfície esférica mede A = 4πr² onde onde π = 3,14 é o número pi e r é o raio da esfera. Note que é como se observador estivesse numa casca esférica centrada na fonte.

A imagem abaixo também nos ajuda a entender melhor essa ideia dessa "diluição" de energia. Note que, se dobrarmos r, a área da superfície esférica aumenta quatro vezes (2²). Se triplicarmos r, a área fica multiplicada por 9 (3²). E assim por diante.



A fonte F emite luz que se espalha ao seu redor e vai sendo "diluída" numa área cada vez maior.

[Adaptado de: http://inversodoquadradocomarduino.blogspot.com.br/]

Se considerarmos que a fonte F é a Lua, de tamanho desprezível em relação à sua distância média à Terra, na medida em que o observador dela se afasta, ou seja, na medida em que r cresce, a quantidade de energia que ele recebe vinda do nosso satélite fica cada vez menor. Para a luz visível, essa energia representa a intensidade aparente do luar. E nos servirá para estimarmos a diferença no brilho da Lua Cheia quando da sua passagem pelo perigeu e pelo apogeu.

Admitindo que a Lua Cheia emite uma quantidade constante de luz¹ (ou energia luminosa ΔE) por unidade de tempo (Δt), podemos dizer que a Lua Cheia tem uma potência (P = ΔE/Δt) constante. Assim, a intensidade (I) da luz recebida por um observador a uma distância (r) da fonte (Lua) pode ser dada pela razão P/A (potência/área), expressão conhecida como "Lei do inverso do quadrado da distância":



Note que, sendo P uma constante, então P/4π também é constante. A rigor, se chamarmos essa constante de K, podemos reescrever a Lei acima como I = K/r².

Vamos calcular a intensidade I que chega no observador fixo na Terra para a Lua Cheia a pino no perigeu (Ip) e no apogeu (Ia):

• Intensidade da luz da Lua Cheia (a pino) no perigeu:
  
• Intensidade da luz da Lua Cheia no apogeu:
  

Podemos comparar as intensidade acima do ponto de vista percentual. Basta fazer a razão entre os valores obtidos. Veja:


E aí está a diferença na intensidade do luar entre as passagens da Lua pelo apogeu e pelo perigeu. Cerca de 30/100, ou seja, em 30%. Na prática temos uma Lua Cheia de luar "turbinado".

 

[Fúria da cidade]

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