Eclipses

Um eclipse acontece sempre que um corpo entra na sombra de outro. Assim, quando a Lua entra na sombra da Terra, acontece um eclipse lunar. Quando a Terra é atingida pela sombra da Lua, acontece um eclipse solar.

Sombra de Um Corpo Extenso

Na parte superior da figura acima vemos a região da umbra e da penumbra da sombra. Na parte inferior, vemos a aparência da fonte de luz (Sol) vista por alguém que esteja nos pontos A a D na sombra.

Quando um corpo extenso (não pontual) é iluminado por outro corpo extenso definem-se duas regiões de sombra:

Umbra: região da sombra que não recebe luz de nenhum ponto da fonte.

Penumbra: região da sombra que recebe luz de alguns pontos da fonte.

A órbita da Terra em torno do Sol, e a órbita da Lua em torno da Terra, não estão no mesmo plano, ou ocorreria um eclipse da Lua a cada Lua Cheia, e um eclipse do Sol a cada Lua Nova.

Linha dos Nodos

O plano da órbita da Lua em torno da Terra não é o mesmo plano que o da órbita da Terra em torno do Sol. A figura acima representa as configurações Sol-Terra-Lua para as fases Nova e Cheia em quatro lunações diferentes, salientando os planos da eclíptica (retângulo maior) e da órbita da Lua (retângulos menores). Nas lunações (a) e (c), as fases Nova e Cheia acontecem quando  a   Lua  está  um pouco  acima  ou  um pouco  abaixo  da  eclíptica,   e  não  acontecem eclipses. Nas lunações (b) e (d) as fases Nova e Cheia acontecem quando a Lua está nos pontos da sua órbita em que ela cruza a eclíptica, então acontece um eclipse solar na Lua Nova e um eclipse lunar na Lua Cheia.

O plano da órbita da Lua está inclinado 5,2 ° em relação ao plano da órbita da Terra. Portanto só ocorrem eclipses quando a Lua está na fase de Lua Cheia ou Nova, e quando o Sol está sobre a linha dos nodos, que é a linha onde o plano da órbita da Terra em torno do Sol e o plano da órbita da Lua em torno da Terra se encontram.

Eclipses do Sol e da Lua são os eventos mais espetaculares do céu. Um eclipse solar ocorre quando a Lua está entre a Terra e o Sol. Se o disco inteiro do Sol está atrás da Lua, o eclipse é total. Caso contrário, é parcial. Se a Lua está próxima de seu apogeu (ponto mais distante de sua órbita), o diâmetro da Lua é menor que o do Sol, e ocorre um eclipse anular.

Como a excentricidade da órbita da Terra em torno do Sol é de   0,0167, o   diâmetro   angular   do   Sol   (isto   é,   o   tamanho aparente do Sol no céu) varia 1,67% em torno de sua média, de 31'59". A órbita da Lua em torno da Terra tem uma excentricidade de 0,05 e, portanto, seu diâmetro angular varia 5% em torno de sua média, de 31'5", chegando a 33'16", muito maior do que o diâmetro máximo do Sol.

Um eclipse total da Lua acontece quando a Lua fica inteiramente imersa na umbra da Terra; se somente parte dela passa pela umbra, e resto passa pela penumbra, o eclipse é parcial. Se a Lua   passa   somente   na   penumbra,   o   eclipse   é   penumbral.   Um   eclipse   total   é   sempre acompanhado   das   fases   penumbral   e   parcial.   Um   eclipse   penumbral   é   difícil   de   ver diretamente com o olho, pois o brilho da Lua permanece quase o mesmo. Durante a fase total, a Lua aparece com uma luminosidade tênue e avermelhada. Isso acontece porque uma parte pequena da luz solar é desviada e concentrada na atmosfera da Terra e atinge a Lua. Porém essa luz está quase totalmente desprovida dos raios de cor azul, que foram filtrados na espessa camada atmosférica atravessada. O eclipse total da Lua também é um indicativo da qualidade 

a atmosfera da Terra, quanto mais poluída a atmosfera estiver mais vermelha e escura a Lua vai ficar durante o eclipse.

Eclipses do Sol

Durante um eclipse solar, a umbra da Lua na Terra tem sempre menos que 270 km de largura. Como a sombra se move a pelo menos 34 km/min para Leste, devido à órbita da Lua em torno da Terra, o máximo de um eclipse dura no máximo 7 1/2 minutos. Portanto um eclipse solar total só é visível, se o clima permitir, em uma estreita faixa sobre a Terra, chamada de caminho do eclipse. Em uma região de aproximadamente 3000 km de cada lado do caminho do eclipse, ocorre um eclipse parcial.

Um   eclipse   solar   total   começa   quando   a   Lua   alcança   a   direção   do   disco   do   Sol,   e aproximadamente  uma   hora   depois   o   Sol   fica   completamente   atrás   da   Lua.  Nos   últimos 

instantes antes da totalidade, as únicas partes visíveis do Sol são aquelas que brilham através de   pequenos   vales   na   borda   irregular   da   Lua,   um   fenônemo   conhecido   como   "anel   de diamante",   já   descrito   por   Edmund  Halley   no   eclipse   de   3   de  maio   de   1715.   Durante   a totalidade, o céu se torna escuro o suficiente para se observar os planetas e as estrelas mais brilhantes. Após a fase de "anel de diamante", o disco do Sol fica completamente coberto pela Lua,   e   a coroa solar,   a   atmosfera   externa   do   Sol,   composta   de   gases   rarefeitos   que   se estendem   por  milhões   de   km,   aparece. Note   que   é   extremamente   perigoso   olhar   o   Sol diretamente. Qualquer exposição acima de 15 segundos danifica permanentemente o olho, sem apresentar qualquer dor!

Eclipses da Lua

Um eclipse lunar ocorre quando a Lua entra na sombra da Terra. À distância da Lua, 384 mil km,  a  sombra  da  Terra,  que  se  estender  por  1,4  milhões  de  km,  é  suficiente  para  cobrir aproximadamente 3 luas cheias. Ao contrario de um eclipse do Sol, que só é visível em uma pequena região da Terra, um eclipse da Lua é visível por todos que possam ver a Lua. Como um eclipse  da  Lua  pode ser  visto,   se o  clima permitir,  de   toda a parte  noturna  da  Terra, eclipses da Lua são muito mais fáceis de ver que eclipses do Sol, de um dado local na Terra. A duração máxima de um eclipse lunar é 3,8 hr, e a duração da fase total é sempre menor que 1,7 hr.

Temporada de Eclipses

Se o plano orbital da Lua coincidisse com o plano da eclíptica, um eclipse solar ocorreria a toda Lua nova e  um eclipse  lunar  a  toda Lua cheia.  Entretanto,  o  plano está  inclinado 5,2 °  e, portanto, a Lua precisa estar próxima da linha de nodos (cruzando o plano da eclíptica) para que um eclipse ocorra. Como o sistema Terra-Lua orbita o Sol, aproximadamente duas vezes por ano a linha dos nodos está alinhada com o Sol e a Terra. Estas são as temporadas dos eclipses,   quando   os   eclipses   podem  ocorrer.  Quando   a   Lua   passar   pelo   nodo   durante   a temporada de eclipses, ocorre um eclipse.

Como a órbita da Lua gradualmente gira sobre seu eixo, as temporadas de eclipses ocorrem a cada 173 dias, e não exatamente a cada meio ano e podem durar entre 31 a 38 dias, dependendo dos tamanhos aparentes e velocidades aparentes do Sol e da Lua, que variam porque as órbitas da Terra e da Lua são elípticas,   de   modo   que   pelo   menos   um   eclipse ocorre a cada 173 dias.

Entre dois e sete eclipses ocorrem anualmente. Em cada   temporada   usualmente   acontece   um  eclipse solar   e   um   anular,   mas   podem   acontecer   três eclipses por  temporada,  numa sucessão de eclipse solar, lunar e solar novamente, ou lunar, solar e lunar novamente. Quando acontecem dois eclipses lunares na mesma temporada os dois são penumbrais. 

Eclipses do Sol 2010-2020

Data Tempo Dinâmico Latitude Longitude Tipo de

(centro) (centro) (centro) Eclipse

15 Jan 2010 07:07:39 2 N 69 E Anular do Sol

11 Jul 2010 19:34:38 20 S 122 O Total do Sol

4 Jan 2011 08:51:42 65 N 21 E Parcial do Sol

1 Jun 2011 21:17:18 68 N 47 E Parcial do Sol

1 Jul 2011 08:39:30 65 S 29 E Penumbral do Sol

25 Nov 2011 06:21:24 69 S 82 O Parcial do Sol

20 Mai 2012 23:53:54 49 N 176 E Anular do Sol

13 Nov 2012 22:12:55 40 S 161 O Total do Sol

10 Mai 2013 00:26:20 2 N 175 E Anular do Sol

3 Nov 2013 12:47:36 3 N 12 O Total do Sol

29 Abr 2014 06:04:33 71 S 131 E Anular do Sol

23 Out 2014 21:45:39 71 N 97 O Parcial do Sol

20 Mar 2015 09:46:47 64 N 7 O Total do Sol

13 Set 2015 06:55:19 72 S 2 O Parcial do Sol

9 Mar 2016 01:58:19 10 N 149 E Total do Sol

1 Set 2016 09:08:02 11 S 38 E Anular do Sol

26 Fev 2017 14:54:33 35 S 31 O Anular do Sol

21 Ago 2017 18:26:40 37 N 88 O Total do Sol

15 Fev 2018 20:52:33 71 S 1 E Parcial do Sol

13 Jul 2018 03:02:16 68 S 127 E Parcial do Sol

11 Ago 2018 09:47:28 70 N 174 E Parcial do Sol

6 Jan 2019 01:42:38 67 N 154 E Parcial do Sol

2 Jul 2019 19:24:07 17 S 109 O Total do Sol

26 Dez 2019 05:18:53 1 N 102 E Anular do Sol

21 Jun 2020 06:41:15 31 N 80 E Anular do Sol

14 Dez 2020 16:14:39 40 S 68 O Total do Sol

Eclipses da Lua 2010-2020

Data Tempo Dinâmico Tipo de

(centro) Eclipse

26 Jun 2010 11:39:34 Parcial da Lua

21 Dez 2010 08:18:04 Total da Lua

15 Jun 2011 20:13:43 Total da Lua

10 Dez 2011 14:32:56 Total da Lua

04 Jun 2012 11:04:20 Parcial da Lua

28 Nov 2012 14:34:07 Penumbral da Lua

25 Abr 2013 20:08:38 Parcial da Lua

25 Mai 2013 04:11:06 Penumbral da Lua

18 Out 2013 23:51:25 Penumbral da Lua

15 Abr 2014 07:46:48 Total da Lua

08 Out 2014 10:55:44 Total da Lua

04 Abr 2015 12:01:24 Total da Lua

28 Set 2015 02:48:17 Total da Lua

23 Mar 2016 11:48:21 Penumbral da Lua

16 Set 2016 18:55:27 Penumbral da Lua

11 Fev 2017 00:45:03 Penumbral da Lua

07 Ago 2017 18:21:38 Parcial da Lua

31 Jan 2018 13:31:00 Total da Lua

27 Jul 2018 20:22:54 Total da Lua

21 Jan 2019 05:13:27 Total da Lua

16 Jul 2019 21:31:55 Parcial da Lua

10 Jan 2020 19:11:11 Penumbral da Lua

05 Jun 2020 19:26:14 Penumbral da Lua

05 Jul 2020 04:31:12 Penumbral da Lua

30 Nov 2020 09:44:01 Penumbral da Lua

O Trânsito de Vênus

O trânsito   de   Vênus é   a passagem   astronômica do planeta Vênus diante   do Sol,   ocultando   uma   pequena parte do disco solar visto da Terra, um fenômeno que só é possível quando os três corpos celestes se encontram alinhados. Esta passagem é semelhante ao eclipse solar. Apesar de o diâmetro de Vênus ser mais de três vezes maior   que   o   da   Lua,   o   planeta   aparece   bem   menor durante o trânsito e viaja bem mais lentamente sobre a face do Sol, devido a sua maior distância em relação à Terra. O tempo da passagem é medido em horas; a ocorrência de 2012 teve a duração de 6 horas e 40 minutos.

Os   trânsitos   de   Vênus   estão   entre   os   fenômenos astronômicos   previsíveis  menos   freqüentes.  Ocorrem numa seqüência que geralmente se repete a cada 243 anos,   com   pares   de   trânsitos   espaçados   de   8   anos, seguidos de longos intervalos de 121,5 e 105,5 anos. O trânsito de Vênus mais recente ocorreu entre os dias 5 e 6 de junho de 2012 (UTC) e foi o último do século XXI; o anterior a este deu-se em 8 de junho de 2004. O par anterior de trânsitos aconteceu em dezembro de 1874 e em dezembro de 1882 e o próximo será em 10 e 11 de dezembro de 2117 e em dezembro de 2125. 

O fenômeno tem historicamente grande importância científica, já que foi usado para se chegar às   primeiras  estimativas   realistas  do   tamanho  do Sistema  Solar.  As  observações  de   1639, combinadas com o princípio da paralaxe, permitiram uma estimativa da distância entre o Sol e a Terra mais acurada do que qualquer outra até aquela época. O trânsito de 2012 trouxe para os   cientistas   um   número   de   outras   oportunidades   de   pesquisa,   particularmente   no refinamento de técnicas a serem utilizadas na busca de exoplanetas.

A par da sua raridade, o interesse científico original na observação de um trânsito de Vênus era que  ele  poderia   ser  usado  para  determinar  a  distância  da  Terra  ao  Sol  e,  a  partir  daí,  o tamanho do Sistema Solar, empregando-se o método de paralaxe e a terceira lei de Kepler. A técnica envolvia fazer precisas observações das diferentes durações do trânsito em pontos bastante separados na superfície da Terra.  A distância entre os pontos da Terra era então utilizada como base para calcular a distância até Vênus e o Sol por triangulação, essa técnica funciona de maneira semelhante ao método que o nosso cérebro e os nossos olhos juntos calculam a distancia dos objetos que estamos olhando. 

Embora por volta do século XVII os astrônomos pudessem calcular a distância relativa entre cada planeta e o Sol em termos da distância entre a Terra e o Sol (uma unidade astronômica), um valor absoluto preciso desta distância  não havia sido determinado.  Em 1627, Johannes 

Kepler tornou-se a primeira pessoa a predizer um trânsito de Vênus, ao prever o evento de 1631. Seus métodos não eram suficientemente precisos para prever que o trânsito não seria visível na maior parte da Europa e, como conseqüência, ninguém foi capaz de se preparar para observar o fenômeno.