Os Movimentos Celestes – Parte II

the_south_celestial_pole Neste artigo, entre outros temas, vou abordar a precessão dos equinócios, as fases da Lua, e os eclipses lunar e solar. Na parte I falei-vos dos movimentos que o nosso planeta descreve, rotação e translação, bem como as suas consequências. Expliquei ainda a origem das estações do ano. No final, de modo a suscitar o vosso interesse para esta segunda parte, informei-vos que daqui a uns milhares de anos o Natal será a meio do Verão (no hemisfério Norte)! Como é que tal será possível? É fácil! Se as estações do ano se devem à inclinação do eixo de rotação da Terra, então basta que o eixo não esteja fixo. Recordo aqui a animação que coloquei na primeira parte: MASTERlarge Como podem ver, é Verão no hemisfério terrestre que recebe mais luz do Sol. Os hemisférios Sul e Norte não recebem (em simultâneo) a mesma “quantidade” de luz devido à inclinação (do eixo) da Terra, como vêem nesta figura. Concretizando, em Agosto temos o Verão no hemisfério Norte, e o Inverno no hemisfério Sul, porque o hemisfério Norte aparece “inclinado” em direcção ao Sol. Passados 6 meses, em Fevereiro, a Terra deu meia volta em torno do Sol, mantendo a mesma inclinação em relação ao plano da órbita, o que significa que agora o Sol aparece-lhe “do outro lado”, e como tal nesta altura temos o hemisfério Sul a receber mais luz. Como disse, para que o hemisfério Norte possa festejar o Natal no Verão, tal implica que esta inclinação do eixo tenha que variar, em particular, teremos que ter o hemisfério Norte “inclinado” para o “lado do Sol” em Dezembro. De facto tal irá acontecer, porque o eixo não está fixo! A este efeito de alteração de orientação do eixo terrestre dá-se o nome de precessão dos equinócios. O fenómeno de precessão não é exclusivo do eixo de rotação da Terra. Um peão também sofre precessão da mesma forma: precessao Não quero aqui discutir em detalhe a Física que concerne a precessão (ficará para um artigo futuro onde irei abordar giroscópios), pelo que digo-vos apenas que no caso da Terra o efeito resulta do facto de o planeta não ser uma esfera perfeita e uniforme, o que faz com que hajam efeitos gravíticos do Sol e da Lua sobre o eixo de rotação terrestre. Assim, a orientação do eixo de rotação varia periodicamente ao longo do tempo. O período é de cerca de 26 mil anos, o que implica que daqui a 26 mil anos tudo estará como está agora. Daqui a meio período, isto é, 13 mil anos, as estações do ano estarão invertidas, o que significa que poderemos ter o Natal e o Carnaval no Verão (no hemisfério Norte, enquanto que no hemisfério Sul será Inverno). Nessa altura, a Estrela Polar não irá indicar o Norte (no hemisfério Norte)! Notem que a Estrela Polar indica actualmente o Norte, porque o eixo de rotação está alinhado com ela. É por isso que no decorrer da noite esta estrela não muda de lugar: Bolide A Terra roda, mas a Estrela Polar mantém a sua posição no céu nocturno (de dia também lá está, mas o Sol é suficientemente brilhante para nos impedir de a ver). Em contraste, todas as outras estrelas rodam aparentemente no céu (a Terra é que roda). A animação de cima, bem como a primeira imagem deste artigo mostram isto mesmo: são fotos de longa exposição, o que é equivalente a uma sobreposição de várias fotos tiradas com um pequeno intervalo de tempo entre elas. Os arcos de circunferência são desenhados pelos trajectos que as estrelas fizeram aparentemente no céu durante o tempo em que foram tiradas as fotos. A Estrela Polar aparece no centro destes arcos de circunferência (não na primeira foto, porque essa foi tirada no hemisfério Sul). Como a orientação do eixo da Terra vai mudar, a Estrela Polar deixará de nos indicar o Norte. Daqui por 12 mil anos poderemos usar a estrela Vega (que é uma das estrelas mais brilhantes no céu nocturno). Por outras palavras, nessa altura o eixo da Terra estará a apontar para essa estrela. Faço aqui uma nota: o leitor sabe como encontrar a Estrela Polar no céu? Não, não é a estrela mais brilhante! Primeiro identifica a Ursa Maior (constelação em forma de mata-moscas com 7 estrelas bastante brilhantes, sendo a sua identificação normalmente fácil): big-dipper-litttle-dipper-ursa-maior-ursa-menor-constelação

“Big Dipper” corresponde à Ursa Maior, enquanto que a “Little Dipper” é a Ursa Menor. A “Polaris” é a Estrela Polar.

De seguida, traça “virtualmente” a linha da seta como na imagem acima. Esta linha imaginária mede cerca de cinco vezes a distância (aparente) entre as duas estrelas da Ursa Maior da qual a seta parte. A Estrela Polar é então fácil de identificar nesta zona do céu, porque é bastante mais brilhante que as outras suas vizinhas (notar que identificar a Ursa Menor não é muito fácil, a menos que o leitor procure uma zona bastante escura para observar o céu, longe da poluição luminosa das cidades; nesse caso a Polar é a estrela da “cauda” da Ursa Menor, como indica a imagem de cima). Uma vez que a Polar está alinhada com o eixo de rotação, isso significa que se estivermos no Pólo Norte a Estrela Polar aparece-nos no zénite, ou seja, por cima da nossa cabeça. Como é evidente, neste local não consegue indicar o norte. À medida que nos distanciamos do Pólo Norte em direcção ao Equador da Terra, a posição da Estrela Polar vai ficando cada vez mais baixa (próxima do horizonte, que é como que a linha imaginária que separa o céu da Terra, veja a imagem abaixo.) 1280px-Great_Moss_Swamp

 A linha do horizonte é a linha mais ou menos horizontal que divide o céu das montanhas nesta foto.

 No hemisfério Sul não conseguimos ver a Estrela Polar, porque a Terra está literalmente a “estorvar”, claro. Caso o leitor se sinta um pouco confuso com esta explicação, convido-o a imaginar o problema, considerando uma esfera (Terra) e um ponto distante no espaço. Ao colocar um observador em diferentes locais da superfície da esfera, o ponto distante irá aparecer em posições aparentes diferentes para o observador. O leitor poderá perguntar: como pode a Estrela Polar aparecer sempre no mesmo sítio no céu nocturno tendo em consideração que a Terra tem um movimento de translação em torno do Sol? O leitor refere-se ao efeito de paralaxe (discutido no artigo das medições astronómicas para calcular a distância da Terra a uma estrela distante). De facto, este efeito faz com que a posição aparente da estrela varie um pouco, mas muito pouco, porque a Estrela Polar está muito distante. Este é um efeito bastante simples que o leitor pode comprovar: se focar os seus olhos num objecto próximo (o seu polegar, por exemplo), se fechar alternadamente o olho esquerdo e o olho direito verifica que a posição aparente do polegar muda, sendo que o desvio é tanto maior quanto mais próximo estiver o polegar dos seus olhos. Se olhar para um objecto muito distante, fechar alternadamente os seus olhos não irá alterar a posição aparente do objecto. Nesta analogia, a distância entre os olhos equipara-se ao diâmetro da órbita da Terra em torno do Sol (considerando em boa aproximação a órbita circular). Voltando à precessão dos equinócios, como o ciclo demora 26 mil anos, tal implica que o leitor durante a sua vida não irá constatar alterações significativas nas estações do ano devido a este fenómeno. O fenómeno só é apreciável a uma escala de milhares de anos. Aqui surge-nos a Astrologia, inventada há milhares de anos, a qual tenta correlacionar a vida de cada um de nós com a posição dos astros. A correlação não existe, e os astrólogos nem se preocuparam em actualizar a posição dos astros tendo em conta a precessão dos equinócios (como referi no artigo Astronomia versus Astrologia). Se o signo do leitor for o Leão, por exemplo, fique sabendo que isso era verdade há milhares de anos, mas não agora: será Caranguejo (aproximadamente um signo “para trás”). Mas não se preocupe em passar a ler as previsões para o seu “novo” signo, porque a aldrabice é a mesma. Moon_front-view_(Clementine_dataset) Passo agora a um outro movimento celeste, o mais fácil de reparar no céu nocturno. A protagonista é a Lua, que periodicamente nos mostra diferentes fases (ainda que a face seja sempre a mesma, como discuti no artigo sobre o efeito de maré). A Lua demora pouco menos de um mês a dar uma volta em torno da Terra, e enquanto dá essa volta, aparece-nos de formas diferentes durante a noite: 1280px-Moon_phases_00 A imagem de cima mostra o movimento da Terra em torno do Sol distante durante aproximadamente 1 mês, bem como o movimento da Lua em torno da Terra. Para diferentes posições da Lua em relação à Terra e ao Sol, temos sucessivamente Lua Nova (1), Quarto Crescente (3), Lua Cheia (5), Quarto Minguante (7), e novamente Lua Nova (9). A área verde na última Lua Nova representa o trajecto que a Lua teve que fazer a mais para voltar a apresentar-se como Lua Nova. Confuso? O leitor recorda-se da distinção entre dia sideral e dia solar apresentada na primeira parte? Neste caso temos algo semelhante: a Lua demora 27.3 dias a dar uma volta em torno da Terra, contudo, como a Terra também anda em torno do Sol, isto implica que a posição relativa da Terra, Sol e Lua sejam diferentes passados 27.3 dias (mês sideral), pelo que a Lua tem que “andar” um pouco mais de modo a ter a mesma aparência no céu nocturno. Assim, o chamado mês sinódico tem 29.5 dias, e corresponde ao período completo que a Lua leva a repetir a sua fase. A posição do Sol é importante porque nós vemos a luz que a Lua reflecte. A Lua em si reflecte sempre a mesma “quantidade” de luz (exceptuando eclipses lunares), mas dependendo da sua orientação em relação à Terra, podemos receber mais ou menos luz (em Lua Nova, a luz é reflectida em direcção ao Sol, não chegando à Terra nenhuma luz proveniente dessa reflexão). Pela imagem podem tirar uma conclusão óbvia: o Sol, a Terra e a Lua não estão no mesmo plano. Se estivessem, não conseguiríamos ver a Lua Cheia, porque a Terra estaria à frente do Sol, impedindo que a luz solar iluminasse a Lua. Notem que na imagem as fotos das fases da Lua correspondem àquilo que podemos ver no hemisfério Norte. No hemisfério Sul observa-se o simétrico (em relação a um eixo de simetria vertical). Por outras palavras, enquanto que em Portugal chamamos mentirosa à Lua por ela se nos apresentar na forma de um ‘C’ enquanto “diminui” de tamanho, e de um ‘D’ quando “cresce”; já no Brasil a Lua não é mentirosa!… Um outro aspecto que se pode compreender da análise da imagem de cima é sobre o porquê de a Lua não aparecer sempre há mesma hora no céu. Como se deve depreender da imagem e do senso comum, em Lua Nova, a Lua não aparece, enquanto que em Lua Cheia podemos contemplar a Lua durante toda a noite. No caminho intermédio entre os dois extremos, temos a Lua a aparecer à tarde e a pôr-se cedo, enquanto “cresce”. Depois de passada a Lua Cheia, a Lua vai aparecendo cada vez mais tarde, à medida que “decresce”, aparecendo já só de madrugada antes de voltar a ser Lua Nova. Desafio o leitor a tentar compreender isto apenas analisando a imagem de cima (bastará considerar cada um dos casos representados na figura de cima, e imaginar a Terra a rodar sobre si própria – durante um só dia poderá considerar a posição da Lua e do Sol fixos). Já agora acrescento que a órbita da Lua em torno da Terra não é um círculo perfeito, é uma elipse. Consequentemente, por vezes está mais próxima, outras vezes está um pouco mais distante. Quando calha a estar mais próxima e a ser Lua Cheia, dá-se aquilo a que chamamos uma Super Lua, onde a Lua aparenta ser ligeiramente maior (muito ligeiramente). eclipse E os eclipses, como é que ocorrem? Já dei a dica essencial em cima: se a Lua, a Terra, e o Sol ficarem no mesmo plano e em linha, então teremos um eclipse. Eclipsar significa tornar invisível, por isso, um eclipse lunar ocorre quando a Lua desaparece do céu nocturno devido à presença da Terra, que impede que a luz do Sol ilumine a Lua. Como é evidente, este eclipse acontece durante a Lua Cheia e é observado de noite: Eclipse_lunar_explicacao Em Lua Nova, temos a situação contrária, isto é, neste caso é a Lua que se coloca à frente da Terra, impedindo a luz solar de chegar à Terra. Como a Lua é relativamente pequena (e tendo em conta a sua distância em relação à Terra), é difícil termos a sorte de estar num local onde a luz solar seja totalmente impedida de nos chegar aos olhos. (É escusado referir que este eclipse ocorre durante o dia.) Esquema do eclipse solar Não temos eclipses todos os meses porque o plano orbital da Lua não coincide com o plano orbital da Terra (em torno do Sol). Os planos intersectam-se, e de vez em quando temos a sorte de encontrar os três astros alinhados (todos estes movimentos são bem conhecidos, de modo que é possível prever com a antecedência que se desejar o próximo eclipse). Faço notar também que é tão provável ter um alinhamento perfeito para um eclipse lunar como para um eclipse solar. Contudo, tendo em conta que a Terra oculta muito mais facilmente de forma parcial ou completa a Lua, do que a Lua oculta o Sol, é então muito mais fácil observar eclipses lunares. Uma vez tendo referido eclipses, para completar, tenho que referir a “eclíptica”. Como já aqui referi várias vezes (neste artigo e na primeira parte), a órbita da Terra em torno do Sol define um plano, o plano da eclíptica: Eclíptica-plano-lateral-ES O nome provém do facto de os eclipses ocorrerem quando a Lua intersecta este plano (em linha com a Terra e com o Sol). No céu diurno, o Sol tem um dado trajecto que corresponde a este plano. O leitor está recordado que o sistema solar aparenta a forma de um disco como na imagem seguinte? Cena 00 Isto significa que os planetas do sistema solar (a despromoção do Plutão já foi discutida noutro artigo) partilham (mais ou menos) a mesma eclíptica. Consequentemente, o trajecto que o Sol faz de nascente para poente no céu diurno é acompanhado por semelhante trajecto, em “linhas” bastante próximas, por todos os planetas do sistema solar (se não está a compreender a que “linhas” me refiro, recorde a antepenúltima imagem da primeira parte). A Lua também anda lá perto, porque a inclinação da sua órbita em relação à eclíptica é de apenas 5º.

A própria galáxia (Via Láctea) tem a forma de um disco (em espiral, como referido na primeira parte). Este disco define um plano que não coincide com a eclíptica, mas que também define uma “linha” no céu, sendo a mesma bem visível no céu nocturno (principalmente em locais escuros, longe da poluição luminosa): Milky_Way_Night_Sky_Black_Rock_Desert_Nevada O nome “Via Láctea” tem origem neste espectáculo visual, claro. Esta “via” é definida pelos milhares de milhões de estrelas que constituem a nossa galáxia. A galáxia não é um disco perfeito, pelo que também encontramos muitas outras estrelas dispersas pelo céu. Todas as estrelas que vêem no céu pertencem à nossa galáxia! Com um pequeno telescópio é possível observar outras galáxias, as quais aparecem ao telescópio como uns pequeníssimos aglomerados de pontinhos luminosos.

Se o leitor gostar de Astronomia e se tiver um smartphone, recomendo-lhe a instalar a aplicação “Google Sky Map”, a qual o ajudará a identificar as constelações, estrelas e planetas visíveis no céu nocturno. No seu computador poderá instalar o Stellarium, com o qual poderá conhecer melhor o céu nocturno, bem como planear futuras observações. Por outro lado, informo que no Verão a Ciência Viva organiza o “Astronomia no Verão” (em Portugal), em que é dada a oportunidade grátis a qualquer pessoa de observar o céu em inúmeros pontos do país através de telescópios (se nunca experimentou, fica o desafio). Infelizmente, a descoberta de como iluminar as nossas cidades conduziu a um ofuscar da beleza dos céus. Contudo, a beleza permanece “lá”, só exige que procuremos o lugar certo para a apreciar. sungod

“Quem é que não rezou esta manhã ao Deus Sol?”

Marinho Lopes

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6 thoughts on “Os Movimentos Celestes – Parte II

  1. Pingback: Os Movimentos Celestes – Parte II | marquespaula71

  2. Ainda não me sinto com força para dar a este texto a atenção que ele merece. mas vou melhorando e espero que breveente volte ao meu estado normal.

  3. Pingback: A beleza do arco-íris | Sophia of Nature

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