Eclipse solar

Eclipse solar

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FIGURA 1. Fotografia de um eclipse solar tomada desde França em 1999.

Um eclipse solar é o fenómeno que se produz quando a Lua oculta ao Sol, desde a perspectiva da Terra. Isto só pode passar durante a lua nova (Sol e Lua em conjunción ).

Tipos de eclipse solar

FIGURA 2. Quando a Lua nova se encontra mais próxima à Terra (perigeo, esquerda), a umbra atinge a superfície desta e um observador em A verá um eclipse total. Se a Lua nova está mais longe (apogeo, direita) a umbra não chega à Terra, e um observador em B, na antumbra, verá um eclipse anular. Os observadores em C , na penumbra, apreciarão eclipses parciais.

Existem quatro tipos de eclipse solar:

• Parcial: a Lua não cobre por completo o disco solar que aparece como um crescente.
• Semi Parcial: a Lua quase cobre por completo o Sol, mas não o consegue.
• Total: desde uma faixa (banda de totalidade) na superfície da Terra, a Lua cobre totalmente o Sol. Fora da banda de totalidade o eclipse é parcial. Ver-se-á um eclipse total para os observadores situados na Terra que se encontrem dentro do cone de sombra lunar, cujo diâmetro máximo sobre a superfície de nosso planeta não superará os 270 km, e que se desloca em direcção este a uns 3.200 km/h. A duração da fase de totalidade pode durar vários minutos, entre 2 e 7,5, atingindo algo mais das 2 h todo o fenómeno, conquanto nos eclipses anulares a máxima duração atinge os 12 minutos e chega a mais de 4 h nos parciais, tendo esta zona de totalidade uma largura máxima de 272 km e uma longitude máxima de 15.000 km.
• Anular: ocorre quando a Lua se encontra cerca do apogeo e seu diâmetro angular é menor que o solar, de maneira que na fase máxima permanece visível um anel do disco do Sol. Isto ocorre na banda de anularidad; fora dela o eclipse é parcial.

Para que se produza um eclipse solar a Lua tem de estar em ou próxima a um de seus nós, e ter a mesma longitude celeste que o Sol.

A cada ano sucedem sem falta duas eclipses de Sol, cerca dos nós da órbita lunar, conquanto podem suceder quatro e inclusive cinco eclipses. Sucedem cinco eclipses solares em um ano quando o primeiro deles tem lugar pouco tempo após o primeiro de janeiro. Então o segundo terá lugar no novilunio seguinte, o terceiro e o quarto sucederão dantes de que decorra médio ano, e o quinto terá lugar passados 345 dias após o primeiro, já que esse é o número de dias que contêm 12 meses sinódicos.

Por meio-termo sucede um eclipse total de Sol no mesmo ponto terrestre uma vez a cada 200-300 anos. Para que suceda um eclipse de Sol, é preciso que a Lua esteja em conjunción inferior (Lua nova) e ademais que o Sol se encontre entre os 18º 31´ e 15º 21´ de um dos nós da órbita lunar.

Geometria de um eclipse total de sol.

A maior ou menor distância da Lua a sua perigeo vai determinar que o eclipse seja total ou anular, como se explica na figura 2. Os valores extremos para o perigeo e apogeo lunares no século XXI, tomados do Anuario do Observatório Astronómico de Madri, são os seguintes:

• Perigeo lunar: entre 356.375 km e 370.350 km
• Apogeo lunar: entre 404.050 km e 406.712 km

Considerando os valores extremos dos anteriores resulta que a distância da Lua à Terra variará em nosso século em 50.337 km como máximo, quantidade importante que supõe uns 4 minutos de arco para o diâmetro angular lunar, em mais ou em menos, um 8% do diâmetro angular médio de nosso satélite.

Magnitude e oscurecimiento

A magnitude de um eclipse solar é a fracção do diâmetro solar ocultado pela Lua, enquanto o oscurecimiento refere-se à fracção da superfície solar que fica oculta. São quantidades completamente diferentes. A magnitude pode dar-se em forma decimal ou como uma percentagem: falaremos indistintamente de uma magnitude 0,2 ou de 20%, por exemplo.

Se o eclipse é total considera-se o cociente entre os diâmetros angulares lunar e solar. No momento da totalidade este cociente valerá 1, ou mais, no caso de uma Lua nova muito próxima ao perigeo.

Por outra parte, não pode se dar uma correspondência única entre magnitude e oscurecimiento porque devido à variável distancia Terra-Lua varia assim mesmo o diâmetro angular desta e a eclipses de igual magnitude não lhes corresponde sempre um mesmo oscurecimiento. Isto se representa -de forma muito exagerada- na figura 3: tanto na como em B a magnitude é de 0,5 -oculta a metade do diâmetro solar-, mas o oscurecimiento -fracção de superfície solar depois da Lua- é maior na que em B.

Na tabela de eclipses dão-se as magnitudes dos eclipses solares até o ano 3698

Inclinação da órbita

Animação do passado eclipse de sol, do 22 de julho de 2009 .

Animação do passado eclipse de sol, do 1 de agosto de 2008 .

Animação do passado eclipse de sol, do 3 de outubro de 2005 .

Animação do passado eclipse de sol, do 29 de março de 2006 .

Em um eclipse os centros do Sol, a Terra e a Lua estão totalmente alinhados, estando a Lua sempre cerca da linha que une a Terra e o Sol. Se a órbita da Lua estivesse sobre a eclíptica (plano da órbita da Terra), na cada revolução lunar daria lugar a um eclipse de sol durante o Novilunio e a um eclipse de lua durante o Plenilunio, ao cabo de uns 15 dias. Em realidade o plano da órbita lunar está inclinado com respeito à eclíptica um ângulo de 5°08'13", o que motiva, as mais das vezes, que a Lua passe por em cima ou por embaixo do Sol ou por acima ou embaixo do cone de sombra da Terra sem que tenha lugar o eclipse. Só terá eclipses nas sicigias (palavra que engloba as conjunciones e oposições do Sol e a Lua) quando o Sol esteja cerca dos Nós da Lua ou pontos em que a órbita lunar curta à Eclíptica. Este nome prove de que os eclipses sempre ocorrem na proximidade a dito plano.

Se o alinhamento é bastante perfeita, a Lua está bem perto do nó durante a sicigia, ou sua latitud não excede de um determinado valor, ocorre um eclipse total. Se a coincidência não é completa por não estar a Lua sobre a eclíptica, ainda que sim cerca dela, se produz um eclipse parcial, ficando o Sol parcialmente oculto pela Lua (eclipse parcial de Sol) ou esta parcialmente inmersa no cone de sombra da Terra (eclipse parcial de lua).

Período Saros

Esta série de condições são motivo de que os eclipses sejam fenómenos raros que se reproduzem ao cabo de 223 lunaciones, ou seja 18 anos 11 dias, e que se chama período Saros e que é múltiplo comum de dois das diferentes revoluções lunares.

Em um ano há duas estações de eclipses quando o Sol passa cerca dos Nós. Ao longo de um ano não podem ocorrer menos de dois eclipses, que serão obrigatoriamente de sol, nem mais de 7: 5 de sol e 2 de lua, 4 de sol e 3 de lua, 2 de sol e 5 de lua. Há 8 eclipses a cada 6 lunaciones que se denominam séries curtas. Depois de um período Saros há um eclipse homólogo muito similar, mas que vai evoluindo ao longo dos diferentes saros, formando uma série longa que pode durar uns 1.280 anos.

Importância histórica dos eclipses

Existem numerosas referências históricas deste tipo de fenómenos em diferentes épocas e culturas; assim constam documentados eclipses no ano 709 a. C. na China ou no 332 a. C. em Babilonia. O eclipse solar mais antigo do que existe constancia sucedeu na China o 22 de outubro do ano 2137 a. C., e que ao que parece custou a vida aos astrónomos reais Hi e Ho, os quais não souberam o predizer a tempo.

Os eclipses de Sol e Lua têm representado muito para o desenvolvimento científico. Foram os gregos os que descobriram o período Saros que lhes permitiu predizer eclipses. Por outra parte, Aristarco de Samos (310 a. C.-230 a. C.) determinou pela primeira vez a distância da Terra à Lua mediante um eclipse total de Lua. Hiparco(194 a. C.-120 a. C.) descobriu a Precesión dos equinoccios baseando-se em eclipses lunares totais cerca dos Equinoccios e em umas tabelas para o Sol, e melhorou a determinação da distância da Terra à Lua realizada por Aristarco. Kepler propôs usar os eclipses de Lua como um sinal absoluto para medir a longitude geográfica de um lugar sobre a Terra.

Para 1700 os astrónomos chegam à conclusão de que os eclipses antigos observados por chineses, caldeos e árabes eram incompatíveis com a duração do dia actual. As marés tinham alongado no dia 1,45 milisegundos a cada século e em 20 séculos o retardo acumulado é de 3 horas. Durante o século XIX produz-se um grande avanço em espectroscopia que permite descobrir o helio no Sol e Einstein resolve o enigma do excessivo avanço do perihelio de Mercurio e a curvatura da luz cerca do Sol. Os eclipses do Sol são uma brilhante confirmação da Teoria da Relatividad

Circunstâncias locais

Os eclipses de Sol e Lua diferenciam-se em dois aspectos fundamentais: Os eclipses de Lua são:

• Fenómenos objectivos
• Iguais e únicos para todos os observadores.

Os eclipses de Sol são:

• Fenómenos subjetivos
• Diferentes para a cada observador local.

Isto significa que o eclipse de Lua é objectivo porque a lua alumiada pelo Sol entra no cone de sombra da Terra durante o eclipse e deixa de receber a radiación solar. O solo lunar (da cara visível e na parte da Lua que entra na sombra) sofre em poucas horas uma flutuação de temperatura que oscila entre 130 e -100 °C. Enquanto a cara oculta só sofre esta oscilação lentamente a cada 29,5 dias.

Suponhamos o pólo formado pelo observador que tem a Lua em sua cenit no momento do eclipse de Lua. Todos os observadores deste hemisfério vêem o eclipse de Lua e o vêem todos igual. Basta a descrição de um observador para ser fiel reflito do fenómeno.

Pelo contrário, os eclipses de Sol são fenómenos subjetivos, pois residem na sensação do observador e não no objecto eclipsado, o Sol.

Um observador que desfruta de um eclipse total de Sol, vive sobre a Terra em uma zona circular de 200 km de diâmetro. A rotação da Terra encarrega-se de que esta zona se vá deslocando pela superfície da Terra sempre de oeste a este, formando uma banda de totalidade. Fora dela os observadores falarão de eclipse parcial, e mais longe ainda o Sol terá brilhado como todos os dias. Por conseguinte as características do fenómeno e a hora à que ocorre são diferentes para a cada observador.

Naturalmente, na zona eclipsada da Terra a falta de radiación solar produz uma série de fenómenos objectivos, como diminuição da temperatura, ventos pela diferença de temperaturas com a zona não eclipsada, etc. Segundo as últimas teorias acha-se que estes efeitos locais estão relacionados com o efeito Allais, consistente na inexplicable variação do período do péndulo de Foucault durante o eclipse solar.

Recomendações para ver um eclipse

Um eclipse é um fenómeno muito interessante; no entanto pode pôr em risco a vista do observador, quem em uma tentativa por apreciar o fenómeno, força a seus olhos a ver directamente o Sol. Isto pode provocar queimaduras na retina. Nunca deve se ver directamente o Sol. Há formas de apreciá-lo sem comprometer a vista do observador:

• Filtro solar ou anteojos especiais, garantidos pelo fabricante. Os filtros caseiros ou anteojos comuns não devem se utilizar nunca pelo perigo que implicam para os olhos humanos.
• Observação indirecta:
• Sombras nas folhas das árvores: normalmente os raios do Sol produzem uma projecção do disco solar ao passar através das folhas das árvores. Quando ocorre um eclipse se pode observar como os discos na sombra das árvores "minguam" refletindo as mudanças no disco solar.
• Projecção através de um buraco pequeno: perfura-se um buraco diminuto, com a ajuda de um alfiler, em uma folha de cartón. Faz-se passar a luz solar através do buraco e projecta-se sobre uma de papel ou uma superfície lisa.
• Projecção com binoculares: tampa-se um das lentes dos binoculares e se faz passar a luz através da lente aberto. Nunca ver o sol directamente através de binoculares, já que pode produzir queimaduras graves na retina.
• Projecção com telescópio: é uma de melhore-las técnicas para observar um eclipse. Faz-se passar a luz do Sol através do telescópio e projecta-se sobre uma superfície lisa. Podem-se observar alguns detalhes da superfície solar. É recomendável utilizar as lentes de menor aumento, já que produzem imagens maiores e geram menos calor, protegendo assim o instrumento.
• O horizonte: durante o ponto máximo de um eclipse total de sol pode apreciar-se como todo o horizonte se vê alumiado ao redor do observador produzindo uma bela e estranha sensação.
• As reacções dos animais: os animais são muito sensíveis a este fenómeno. Na etapa de oscurecimiento os animais de hábitos diurnos preparam-se para dormir, enquanto outros reagem com nervosismo. Durante o ponto máximo a maior parte dos animais faz silêncio.
• Sombras: durante o ponto de máxima ocultação formam-se sombras "estranhas" no solo.

Fotografia de eclipses solares

Sequência do eclipse anular de 3 de outubro de 2005.

Fotografia com protecção de filtro e das nuvens da fase parcial dantes do eclipse total do 11 de julho de 1991, Guanacaste, Costa Rica.

Fase de totalidade do eclipse total do 11 de julho de 1991, vista desde Guanacaste, Costa Rica. Esta é a única fase em que se pode observar e fotografar o sol directamente.

A fotografia de um eclipse solar é uma das actividades astronómicas mais agradecidas e ao mesmo tempo das mais perigosas. Dizemos que é agradecida, porque se temos tido cuidado à hora de apertar o disparador, o resultado encher-nos-á de satisfação e será motivo de orgulho.

Mas ao mesmo tempo é uma actividade muito perigosa, pois se não seguimos ao pé da letra os conselhos de segurança, podemos sofrer lesões muito graves e permanentes que podem variar desde um enrojecimiento dos olhos até uma cegueira total.

As medidas de obrigado cumprimento em toda a observação solar são:

• Não olhar jamais directamente ao Sol.
• Não olhar jamais directamente ao Sol através de gafas escuras, filmes velados, radiografias ou cristais ahumados com uma vela.
• Não olhar jamais directamente ao Sol através de lentes, lupas, oculares, gémeos, prismáticos, telescópios nem demais aparelhos de ampliação de imagens.
• Não olhar jamais directamente ao Sol através do visor das câmaras fotográficas, nem sequer ainda que esta seja do tipo réflex, salvo que se disponha de um filtro adequado, e nunca mais de um minuto seguido.

Uma vez conhecidas estas medidas de segurança básica, deve-se saber que para fotografar o Sol serve qualquer câmara de controle manual, especialmente as do tipo S.L.R., sendo preferíveis os objectivos de distância focal longa, de maneira que se possa impressionar o Sol ao maior tamanho possível. Devemos saber que o diâmetro lunar em filme é o mesmo que o solar, podendo empregar dita tabela para calcular qual será seu tamanho final no negativo já impressionado.

O objectivo ideal é um 500 mm, pois permite-nos uma imagem de quase 5 milímetros, com boas possibilidades de ampliar a mesma se desejamos criar um póster de nosso trabalho.

Para realizar uma reportagem sobre o Sol, já seja de um eclipse ou das manchas solares, devemos contar com bons filtros solares que nos protejam da radiación infravermelha.

Muito falou-se a respeito dos filtros caseiros, conquanto é muito importante dizer que só são seguros aqueles filtros destinados unicamente à função de filtrar a luz, deixando as radiografias, os cristais ahumados, os negativos velados e outros similares para outras funções que não sejam a de assegurar nossa vista.

O ideal é empregar umas “gafas de eclipse”, fabricadas expressamente para visionar este tipo de eventos e de venda em ópticas a um preço muito asequible, ou um filtro do tipo mylar, criado para a observação e fotografa solar, conquanto podemos dispor como substituto de um cristal inactínico de solda eléctrica de tom superior a doze, pois os inferiores não protegem das fatais radiaciones.

Convém recordar que jamais devemos observar através destes filtros mais de um minuto seguido. Os filtros devem necessariamente ser instalados adiante do objectivo do telescópio, e nunca por trás do ocular, pois corremos o risco de que o calor concentrado pelas lentes faça estallar o cristal do filtro com o consiguiente perigo de lesões nos olhos.

Se utilizamos uma câmara com teleobjetivo, o filtro deverá ir instalado de forma estável adiante da óptica; por isso é necessário dispor de uma máquina do tipo réflex ou S.L.R. que nos permita observar justo o que vamos fotografar.

É recomendável empregar um filme de baixa sensibilidade, entre 50 e 100 ALÇA, ou menos se é possível.

Como o brilho da superfície solar não sofre variações ao longo do eclipse, não é necessário compensar a exposição excepto durante as breves fases de totalidade, em que terá que abrir em um par de pontos o diafragma.

Sempre é recomendável empregar um rollo de filme dantes do eclipse, para assim calcular os tempos de exposição e diafragmas necessários para uma boa tomada.

Tabela para a fotografia de um eclipse solar com filme de 100 ALÇA (21 DIN) a f11.

coroa externa : 2 segundos

coroa interna : 1/4 segundo

protuberâncias : 1/60 segundo

anel de diamantes : 1/25 segundo

cromosfera : 1/500 segundo

pérolas de Baily : 1/1000 segundo

Uma boa opção para documentar um eclipse é realizar todas as tomadas em um único negativo, sendo necessário dispor então de uma câmara capaz de fazer exposições múltiplas.

Dado que o Sol move-se no céu a uma velocidade de 15º por hora, com um objectivo de 35-50 mm o astro irá passando pelo campo de visão. Se orientamos a câmara em direcção sul, de maneira que o Sol percorra em diagonal o fotograma, empregaremos algo mais de 3 horas para encher o negativo com diferentes imagens solares e com diferentes fases igualmente.

Para obter imagens claras, será necessário disparar o obturador a cada 5 minutos, sendo imprescindible que a câmara se encontre disposta em um trípode estável, e que as tomadas se realizem com a ajuda de um disparador de cabo para evitar vibrações. Uma vez que o Sol se encontra na faixa de totalidade, tirar-se-á o filtro, fazendo uma imagem de um segundo de exposição para realçar a coroa em seu máximo esplendor.

Se não dispomos de uma câmara de exposições múltiplas, se pode seguir o Sol manualmente, e realizar imagens a cada 10 minutos, obtendo assim uma faixa completa de imagens solares em suas diferentes fases.

Tabela de eclipses, desde o ano 1860 até o 2026

Veja-se também

• Eclipse
• Eclipse lunar
• Magnitude de um eclipse
• Efeito Allais
• Órbita
• Nó

Referências

Bibliografía

• Glossário selenográfico, José Carlos Violat Bordonau. Espanha, 2006.

Enlaces externos

• Wikimedia Commons alberga conteúdo multimédia sobre eclipses solares. Commons
• NASA Eclipse Informação sobre eclipses
• Cálculo de um eclipse de Sol
• Pagina site de Juan Pedro Gómez Sánchez
• eclipsedesol.é, contador de tempo para o próximo eclipse, imagens e vídeos

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