Mais do eclipse lunar

Marés

Precessão do eixo de rotação da Terra

Períodos

continuação

Eclipse Lunar

Porque os planos das órbitas da Lua em torno da Terra e da Terra em

torno da Lua não são coincidentes. Apenas quando a reta interseção

entre esses dois planos passar pelo Sol (o que só acontece duas

vezes por ano) podemos ter um eclipse. A lua não precisa estar

exatamente na linha dos nodos, pode estar somente bem

próxima para se configurar um eclipse.

Vemos a Lua avermelhada, porque a atmosferaterrestre também funciona como um filtro; deixandopassar a componente vermelha da luz solar emdireção à Lua e espalhando a componente azul.

Small

animation

Animated

Images of the

total lunar

eclipse 9 Jan

2001Taken from Prestwich, Manchester UK

FORÇA diferencial

Observando o nível do mar

Maré baixa

Maré alta

Nível do mar

Causa das marés : força gravitacional exercida pela Lua

sobre a Terra (Sol o efeito é menor)

FORÇA GRAVITACIONAL:

n

mF

D P

CD

Forças causadoras

das Marés

Maré altaMaré

não tão altaMaré baixa

Lua

Seqüência da Maré

Maré + alta = lua nova

Seqüência da Maré

Efeito combinados do

Sol + Lua (Luas nova e

cheia) produzem as

marés mais altas

Efeito combinados do

Sol + Lua (Luas

crescente e minguante)

produzem as marés

mais baixas.

Efeitos das Marés

O atrito das águas com o fundo dos oceanos

causa a desaceleração da rotação da Terra

(há 400 milhões de anos o dia tinha 22 horas)

1) A massa de água mais alta (bojo) não aponta diretamente para a Lua.

Efeitos de atrito da crosta terrestre com os oceanos fazem com que a

rotação da Terra mova o bojo junto com a mesma. Isso causa um

deslocamento do bojo de um pequeno ângulo em relação a linha Terra-Lua,

na mesma direção da rotação.

Efeitos das MarésO atrito das águas com o fundo dos oceanos

causa adesaceleração da rotação da Terra

2) O efeito líquido da força gravitacional da Lua é reduzir a velocidade

de rotação da Terra. Taxa = 1.5 milisegundos por século

Este processo continuará até a Terra rotar com a mesma velocidade com

que a Lua gira em torno da Terra: rotação síncrona. Terra terá a mesma

face voltada para a Lua. Bilhões de anos para que isso ocorra.

Efeitos das Marés

O atrito das águas com o fundo dos oceanos

causa adesaceleração da rotação da Terra

3) Ao mesmo tempo a Lua vai “espiralando” cada vez mais para

longe da Terra, afastando-se na taxa de 4 cm por ano. Período de

rotação terá 47 dias e distância Terra-Lua = 43% maior que a atual.

Lua tem rotação sincronizada com a translação:

observa-se da Terra sempre a mesma face da Lua.

Precessão

Observe o

bamboleio

do eixo de rotação

Hoje

PN

23.5

Polaris2100 chegará no ponto

mais próximo

PN

Daqui a

13 mil anos

Vega

Hiparco, 130 a.c.26000 anos para

uma volta completa

A direção do eixo de

rotação não é fixa

Precessão

A causa física da precessão é a ação de um torque

provocado pelas forças gravitacionais do Sol e da Lua

agindo sobre a Terra que não é perfeitamente esférica.

Anotações egípcias antigas, de

cerca de 4800 ac, revelam que o

Pólo Norte estava próximo à

estrela Thuban (constelação do

Dragão).

Períodos

Períodos

importantes

• Dia Período fundamental

• Semana Origem astrológica

• Mês Ligado às fases da Lua

• Ano Ligado às estações do ano

Os fenômenos envolvendo Sol - Terra - Lua,

bem como os planetas conhecidos na antiguidade,

Mecúrio, Vênus, Marte, Júpiter e Saturno,

definem os seguintes períodos importantes:

Períodos importantes

• Dia Período fundamental

Um dia (período claro) e uma noite (período escuro)

definem naturalmente um período de tempo fundamental. Em

média o Sol demora o que chamamos de 1 dia, 24 horas,

para passar consecutivamente pelo mesmo meridiano

local. Dividindo esse intervalo em 24 partes iguais temos as

horas, e divindo as horas em 60 partes iguais teremos os

minutos. Estes por sua vez divididos em 60 partes iguais

definem o segundo. Daqui para a frente a divisão é por dez,

definindo o décimo, o centésimo, etc, de segundo.

Dia e Noite

Dia solar médio

intervalo médio entre duas

passagens do Sol pelo

meridiano local

- 24 h -

Z

PS

Meridiano local = linha norte - sul

Dia e Noite

Dia solar médio

intervalo médio entre duas

passagens do Sol pelo

meridiano local

- 24 h -

Dia sideral

intervalo médio entre duas

passagens de uma estrela

pelo meridiano local

- 23:56 h -

Enquanto dá uma volta

em torno de si mesma a

Terra move-se um pouco

(0,986 graus) em torno

do Sol

Dia Solar

e

Dia Sideral

Estrela

distante

23h56m04s (Dia Sideral)

24h00m00s

(Dia Solar)

Sol

Dia e Noite

Dissemos que em média o Sol demora 24 horas para

retornar ao mesmo meridiano, pois, seu movimento não é

uniforme. A Terra não revoluciona o Sol com

velocidade constante: ela é mais rápida em janeiro,

quando está levemente mais perto do Sol e mais lenta em

julho, quando está levemente mais longe do Sol.

Origem da Semana

O período conhecido por semana ao que tudo indica

não está ligado à astronomia. Os Judeus, e

posteriormente os Romanos, tinham o costume de se

abster por um dia a cada período de sete. Os Romanos

acabaram associando esses sete dias aos sete deuses

conhecidos, conforme a tabela seguinte.

Origem da Semana

Dedicado Dia da

Astro ao deus semana

Lua da Noite Segunda

Marte da Guerra Terça

Mercúrio do Comércio Quarta

Júpiter do Olimpo Quinta

Vênus da Beleza Sexta

Saturno do Tempo Sábado

Sol do Dia Domingo

Fases da Lua

Nova CheiaCrescente Minguante

Crescente Minguante

Lunação ou Mês Sinódico

29,530589 dias ~ 29 d 12 h 44 m 03 s

O período compreendido entre duas fases consecutivas da Lua é

denominado de Lunação, ou Mês Sinódico, e dura aproximadamente

29.530589 dias. Isso permitiu que se agrupasse os dias em blocos de 29

ou 30, com o nome de Mês Lunar.

Nova

Quarto

CrescenteQuarto

Minguante NovaCheia

O Ano

Ano Trópico

Primavera OutonoVerão Inverno

365,242199 dias

Ano Trópico ou Ano Solar

O período entre duas primaveras, ou qualquer outra

estação do ano, se chama ano trópico ou solar e

corresponde a aproximadamente 365 dias, mais

precisamente 365,242199 dias.

Construir um calendário consiste em agrupar um número

inteiro de meses, cada um com um número inteiro de dias, que no

final resultem em 365,242199 dias. Isso é possível com correções de

tempos em tempos.

Nosso calendário atual é chamado de Gregoriano, após a

reforma feita no calendário Juliano em 1582, ordenada pelo papa

Gregorio XIII. Pequenas correções anuais fazem com que o erro desse

calendário seja da ordem de um dia a cada 20.000 anos.

365 dias

365.242199 = 365 + 1/4 - 1/100 + 1/400 - 1/3300

365,25

365,24

365,2425

365,2421970

Gregoriano

Ano Bissexto?Ano

Divisível por 4 ? NormalNÃO

Divisível por 100 ? Bissexto

SIM

NÃO

Divisível por 400 ? Normal

SIM

NÃO

Bissexto

SIM

Zênite

O céu noturno

Céu

Alfa Centauri A e B

Aglomerado Globular

Omega Centauri(NGC 5139)

Aglomerado Aberto

Caixa de Jóias(NGC 4755)

Cen

b Cen

e Cen

z Cen

Cru

Estrela de Magalhães

b Cru

Mimosag Cru

Rubídea

d Cru

Pálida

e Cru

Intrometida

Próxima

•O que são? São agrupamentos aparentes de estrelas angularmente

próximas. Estrelas duma mesma constelação podem estar muito longe

umas das outras, porém angularmente próximas na esfera celeste

•Quantas são? 88 de acordo com a União Astronômica Internacional

•Sempre foram as mesmas? Não, cada povo e cultura diferentes definiu

um conjunto de constelações, com nomes diferentes e em número

diferente

•Quantas estrelas tem em cada constelação? A questão não tem sentido

já que as constelação apenas delimitam regiões na esfera celeste.

Contando-se até os objetos mais fracos, na direção de cada

constelação pode haver bilhões de estrelas da nossa galáxia, mais

bilhões de outras galáxias

•NOTAR: quando um astrônomo diz “a galáxia XX está na constelação

do Touro” isto significa que a mesma está na direção desta

constelação. Não há nenhuma relação da direção com a distância.

CONSTELAÇÕES

Tudo o que

vemos é o

projetado na

esfera celeste.

As

constelações

são um

exemplo disto.

Constelação de Orion

Por exemplo (7 estrelas):

América do Norte: grande concha

Europa ocidental: a pá ou o vagão

Grécia antiga: cauda do Grande

Urso

Egito antigo: perna dum boi

Sibéria: cervo macho

Indígenas americanos: procissão

fúnebre

Chineses antigos: funcionário

público

Diferentes culturas tendem a separar o mesmo conjunto de estrelas

como uma mesma constelação, mas cada uma delas associa coisas

bem diferentes a esse mesmo agrupamento de estrelas.

Medições angulares podem ser feitas com as mãos!

Obtem-se posição e separação das estrelas no céu

Não esquecer: ângulo

pequeno NÃO é o mesmo

que distância pequena ! -

O que vemos está

SEMPRE projetado na

esfera celeste.

Mais precisamente:

Linha de visão do céu

noturno

Polaris : referência do pólo norte

Se observarmos o nível do mar durante o intervalo de um

dia, por exemplo, perceberemos que o nível da água

muda. Vai de um extremo em que o nível está mais baixo -

maré baixa - até outro que ele está mais alto - maré alta.

Qual a causa dessas mudanças?

A principal causa das marés é a força gravitacional

exercida pela Lua sobre nosso planeta. O Sol também

colabora, porém em quantidade muito menor, por estar

muito mais afastado de nós.

Essa atração gravitacional rege as marés da seguinte

forma: vamos imaginar primeiro que todo nosso planeta

fosse coberto por água. A água, por ser líquida, não resiste

muito a essa atração gravitacional, e se desloca em direção

à origem da força.

Marés

A força gravitacional é a causadora das marés, como

descrito primeiramente por Isaac Newton. A Lua atrai mais

fortemente a porção de água que fica mais perto dela (P),

atrai um pouco menos a própria Terra, por estar um pouco

mais distante (C), e por fim atrai ainda menos a porção de

água atrás da Terra, mais distante (D). Isso provoca um

levantamento maior das águas na parte mais próxima da

Lua (P), mas também provoca um levantamento, menor, na

parte mais distante da Lua (D). Ou seja, “montanhas” de

água estarão sempre no lado mais próximo da Lua, e no

lado mais distante, mas sempre acompanhando a linha

Terra-Lua.

Sabemos também que as marés variam diariamente

em qualquer ponto da Terra. Isso acontece porque a Terra

gira, e assim determinado ponto é levado até uma região de

maré alta ou baixa.

A maré alta será ainda mais alta se a Lua e o Sol

estiverem alinhados, o que aconterce na Lua Nova.

À medida que a Lua orbita em torno da Terra, completando seu ciclo

de fases, ela mantém sempre a mesma face voltada para a Terra. Isso

indica que o seu período de translação é igual ao período de rotação

em torno de seu próprio eixo. Portanto. a Lua tem rotação

sincronizada com a translação.

É muito improvável que essa sincronização seja casual. Acredita-se

que ela tenha acontecido como resultado das grandes forças de maré

exercidas pela Terra na Lua no tempo em que a Lua era jovem e mais

elástica. As deformações tipo bojos causadas na superfície da Lua

pelas marés teriam freiado a sua rotação até ela ficar com o bojo

sempre voltado para a Terra e, portanto, com período de rotação igual

ao de translação. Essa perda de rotação teria em consequência

provocado o afastamento maior entre Lua e Terra (para conservar o

momentum angular).

Note que como a Lua mantém a mesma face voltada para a Terra, um

astronauta na Lua não vê a Terra nascer ou se pôr. Se ele está na face

voltada para a Terra, a Terra estará sempre visível. Se ele estiver na

face oculta da Lua, nunca verá a Terra.

Outra componente do movimento da Terra é a precessão

do seu eixo de rotação, pouco conhecida por ter um período

muito grande, 26 mil anos, e assim não exercer efeito direto

sobre nós em um curto período de tempo. É atribuido a

Hiparco sua descoberta, isso por volta do ano 150 ac!

A precessão funciona assim: a direção do eixo de

rotação da Terra na verdade não é fixa no espaço, mas

sofre alterações com o tempo. O eixo de rotação executa

um movimento tipo bamboleio, ou seja, tanto seu lado sul

como seu lado norte descrevem um cone no espaço. Esse

movimento é análogo ao de um pião girando.

A causa física da precessão é a ação de um torque

provocado pelas forças gravitacionais do Sol e da Lua

agindo sobre a Terra que não é perfeitamente esférica.

Precessão

O tempo que o eixo demora para dar uma volta

completa é de 26 mil anos. Assim, a cada 13 mil anos, ele

estará apontando para direções opostas no círculo que o

eixo desenha no espaço.

O eixo de rotação terrestre aponta para os Pólos Norte e

Sul celestes, como já sabemos. Como a precessão muda a

direção em que o eixo aponta, com o decorrer do tempo os

Pólos celestes também mudam de orientação.

Atualmente, o Pólo Norte celeste aponta aproximadamente

para a estrela Polaris (em 2100 chegará no ponto mais

perto). No entanto, daqui a aproximadamente 12 mil anos

ele apontará para cerca de 5 graus da estrela Vega

(constelação de Lira). Anotações egípcias antigas, de cerca

de 4800 ac, revelam que o Pólo Norte estava próximo à

estrela Thuban (constelação do Dragão).

Os próximos slides definem alguns dos períodos

importantes do nosso dia-a-dia e que tem origem

astronômica. São eles o dia, a semana e o ano.

Aos interessados em estudar esse assunto, uma boa

referência é o primeiro capítulo do livro do Boczko,

Conceitos de Astronomia. Nesse capítulo você

aprenderá muita coisa sobre calendários, inclusive a

calcular a data da Pascoa!

Um dia (período claro) e uma noite (período escuro)

definem naturalmente um período de tempo fundamental. Em

média o Sol demora o que chamamos de 1 dia, 24 horas,

para passar consecutivamente pelo mesmo meridiano

local. Dividindo esse intervalo em 24 partes iguais temos as

horas, e divindo as horas em 60 partes iguais teremos os

minutos. Estes por sua vez divididos em 60 partes iguais

definem o segundo. Daqui para a frente a divisão é por dez,

definindo o décimo, o centésimo, etc, de segundo.

Dissemos que em média o Sol demora 24 horas para

retornar ao mesmo meridiano, pois, seu movimento não é

uniforme. A Terra não revoluciona o Sol com velocidade

constante: ela é mais rápida em janeiro, quando está

levemente mais perto do Sol e mais lenta em julho, quando

está levemente mais longe do Sol.

Nesta primeira parte do curso de astronomia

você estudou diversos fenômenos envolvendo

o Sol, a Terra e a Lua. Procure fazer um resumo

do que você aprendeu, incluindo conceitos como:

- modelos antigos do universo

- pontos cardeais

- movimentos da Terra

- estações do ano, fases da Lua, eclipses e marés

- períodos importantes: dia, semana e ano

Fim do tópico Sol - Terra - Lua