INTRODUÇÃO

A Astronomia vem despertando um interesse cada vez maior nas pessoas. Os meios de comunicação, principalmente a televisão e o jornal, vêm dando um espaço grande para esta ciência.

Os currículos escolares adotam alguns conceitos de Astronomia já há algum tempo. A maioria dos professores, porém, não teve em sua formação o preparo necessário para ministrar aulas sobre o assunto. Muitos conceitos fogem do senso comum e a Fundação Planetário vem, por isso, oferecendo cursos de capacitação para os professores do ensino fundamental há alguns anos.

Nossa idéia é fornecer um material de apoio aos professores de fácil consulta, mas que não dispensa o livro adotado. Nos textos a seguir, estão informações sobre os fundamentos de Astronomia e do Sistema Solar, tirando as principais dúvidas dos alunos e professores, além de retificar alguns conceitos errados que porventura se apresentem em algumas publicações didáticas.

Apresentamos, também, experiências simples que facilitam a compreensão dos fenômenos e dos objetos, podendo, inclusive, servir como atividade em sala de aula.

Ao final desta publicação, sugerimos uma bibliografia, com livros de nossa biblioteca, além de endereços eletrônicos na internet.

MOVIMENTOS DA TERRA

Nosso planeta se desloca continuamente no espaço. Entre os vários movimentos que descreve, dois se destacam: rotação e revolução (translação). O primeiro é responsável pela alternância de dias e noites e pelo movimento aparente das estrelas à noite. Aqui vale a pena destacar que a palavra dia tem dois significados diferentes e freqüentemente isso é causa de alguma confusão. Dia pode ser usado para expressar o período de 24 horas (uma rotação completa da Terra) e pode significar também o período claro do dia, quando o Sol fica acima do horizonte. Os gregos chamavam o período de 24 horas de nictêmero para diferenciar do dia claro.

A Terra orbita em torno do Sol em 365,2422 dias (graças a essa fração, a cada quatro anos ocorre um ano com 366 dias). Nesse período a Terra passa por quatro pontos especiais, os dois solstícios e os dois equinócios, que marcam o início das estações do ano.

Os planetas percorrem órbitas elípticas (muito pouco achatadas, quase circulares). Desse modo, há períodos em que o planeta fica mais próximo do Sol e em outras épocas fica mais afastado (essa diferença contudo é mínima).

Embora vários livros ainda definam como a causa das estações do ano esta diferença na órbita do planeta, a explicação correta não é esta.

Estações do ano

A Terra leva um ano para descrever uma órbita em torno do Sol, ao longo de um plano denominado eclíptica.

A Terra gira em torno de si cerca de 24 horas. O eixo de rotação projetado na superfície dá lugar aos pólos norte e sul. Perpendicularmente ao eixo e passando pelo centro da Terra, temos o plano do equador. A projeção desse plano na superfície da Terra recebe o nome de linha do equador, e na esfera celeste de equador celeste.

O equador celeste não coincide com a eclíptica; um está inclinado em relação ao outro cerca de 23,5 graus. O eixo de rotação terrestre, projetado na esfera celeste, indica os pólos norte e sul celeste; este eixo “sempre” aponta para o mesmo ponto na esfera celeste. Graças a isso, ao longo de um ano o nosso planeta passa por quatro posições particulares: dois solstícios que marcam os inícios do verão e do inverno, e dois equinócios que marcam os inícios da primavera e do outono.

Solstícios (verão ou inverno) − Ocorrem quando o Sol atinge seu máximo afastamento angular do equador celeste. O hemisfério da Terra em que estiver acontecendo o solstício de

verão, terá o dia (período de insolação) com duração mais longa, enquanto o hemisfério oposto marca o solstício de inverno, quando as noites têm duração mais longa.

Quanto mais afastados estivermos do equador terrestre, maiores serão as diferenças entre os dias e as noites ao longo do ano. No equador, em qualquer época, os dias e as noites têm sempre a mesma duração.

Equinócios (primavera ou outono) − Ocorrem quando o Sol cruza o equador celeste. Nestes dias, em qualquer ponto da Terra, dias e noites têm igual duração (12 horas). Quando em um hemisfério estiver acontecendo o equinócio de outono, no outro estará ocorrendo o de primavera.

Os equinócios podem ocorrer em 20 ou 21 de março e 22 ou 23 de setembro, já os solstícios nos dias 21 ou 22 de dezembro e 20 ou 21 de junho. Essa variação é conseqüência de o ano civil ter um número inteiro de dias, 365 ou 366, e o período decorrido entre uma mesma estação consecutiva ser de 365,2422 dias.

Para latitude de 0º00’00”

2422

1820

16141210 8 6 4 2 0

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

EQM = Equinócio de março

SOJ = Solstício de junho

EQS = Equinócio de setembro

SOD = Solstício de dezembro

Mês

Hora

Dia

Noite

Para latitude de 90º00’00” S

2422

1820

16141210 8 6 4 2 0

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

EQM SOJ EQS SOD

Mês

Hora

NoiteDia

Para latitude de 65º31’00” S

2422

1820

16141210 8 6 4 2 0

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

EQM SOJ EQS SOD

Mês

Hora

DiaNoite

Para latitude de 22º53’43” S

2422

1820

16141210 8 6 4 2 0

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Dia

NoiteHora

Duração do Dia ao Longo do Ano

Mês

EQM SOJ EQS SOD EQM SOJ EQS SOD

Dia Dia

(Rio de Janeiro)

(Pólo)

No desenho acima vemos, além do equador, outras duas linhas denominadas Trópico

de Câncer e Trópico de Capricórnio. Estas linhas delimitam a faixa na superfície da Terra em que ocorre o “Sol a pino”. No equador isso ocorre no dia dos equinócios; já no Rio de Janeiro, que está pertinho do Trópico de Capricórnio, o Sol a pino acontece em dois dias muito próximos: 10 de dezembro e 2 de janeiro. Em alguns anos pode ocorrer nos dias 11 e 3.

Fora da região intertropical, no dia em que se dá o solstício de verão, o Sol estará culminando com a sua altura máxima, perto do meio-dia. No dia do solstício de inverno, a altura será mínima na culminação.

Nas regiões polares e equatoriais, as estações têm características bastante particulares. Próximo aos pólos o ano é dividido simplesmente em períodos claro e escuro, e cada um deles dura vários meses. Já nas proximidades do equador, o ano se divide em períodos de chuva e estiagem. A conhecida descrição das estações − primavera (período das flores), outono (período dos frutos), etc. − é válida apenas em locais de clima temperado.

Em alguns livros explicam-se de maneira equivocada as estações do ano. Segundo estas publicações, as estações ocorreriam devido à variação da distância entre a Terra e o Sol (no verão a Terra estaria mais perto do Sol e no inverno mais afastada). De fato a órbita da Terra é uma elipse, mas a variação da distância ao longo do ano em termos percentuais é muito pequena, menos de 2%. Além disso, por esta explicação, teria que ocorrer a mesma estação em toda a Terra ao mesmo tempo. A variação anual da distância entre o Sol e a Terra afeta, contudo, a duração das estações do ano, em função da segunda lei de Kepler (o planeta se desloca mais rápido quanto mais próximo ele estiver do Sol). Com isso, o verão no hemisfério Sul e o inverno no hemisfério Norte são as estações mais curtas, atualmente (ano 2000) duram 88,99 dias, pois a Terra passa pelo periélio em 2 ou 3 de janeiro. Já o inverno do hemisfério Sul e o verão do hemisfério Norte duram 93,65 dias, sendo as estações mais longas.

Atividade: Altura do Sol com poste ao meio-dia

Anote o comprimento da sombra de um poste ao meio-dia uma vez por semana, ao longo de um ano, e responda às seguintes questões:

O momento em que o comprimento da sombra é mínimo é exatamente ao meio-dia?

O Sol passa a pino no local onde você observou?

Em que épocas do ano a sombra foi mais comprida e mais curta?

Atividade: Duração dos dias e das noitesAnote o horário do nascer e do pôr-do-sol uma vez por semana, ao longo de um ano.

Ao final, compare as épocas em que as durações do dia foram máxima, mínima e iguais à da noite, com as datas dos solstícios e equinócios.

Atividade: Nascer ou pôr-do-sol no horizonteProcure um local elevado e observe o nascer ou o pôr-do-sol uma vez por semana,

assinalando num desenho, previamente feito do horizonte, o local onde ele nasceu ou se pôs. Usando o método descrito abaixo, identifique os pontos cardeais leste ou oeste. Em que épocas o Sol atinge seu máximo afastamento do leste ou do oeste? Em que ocasiões ele nasce ou se põe exatamente nos pontos cardeais leste ou oeste? Compare com as duas atividades anteriores.

Atividade: Determinação dos pontos cardeaisA regra normalmente conhecida para orientação pelo Sol diz que: estendendo-se o

braço direito para onde o Sol nasce, tem-se o Leste; à esquerda, encontra-se o Oeste; à frente, o Norte e às costas, o Sul. Mas, como varia muito a direção em que o Sol nasce ao longo do ano, esta regra não é precisa. Então, necessitaremos, para uma determinação mais correta, de um local onde incida a luz solar diretamente na parte da manhã e à tarde.

Parte daManhã

Parte daTarde

Fixe uma haste perpendicularmente no chão. Faça agora uma circunferência tendo a haste como centro e o raio igual à metade da altura desta. Assinale com um “X” os pontos em

que a sombra da ponta da haste toca na circunferência (isso ocorrerá aproximadamente às 9h e às 15h). Uma linha que passe pelos “Xs” indicará a direção leste-oeste. Uma linha perpendicular a esta indicará a direção norte-sul. O ponto cardeal oeste é indicado pelo primeiro “X”, e o leste, pelo segundo.

Atividade: Modelos de isoporUtilizando-se uma bola de isopor de uns 20 centímetros de diâmetro, transpassada por

uma agulha de tricô ou algo semelhante, fixada em uma base de madeira com uma inclinação de 23 graus em relação à vertical, teremos um modelo da Terra com seu eixo de rotação. Marcam-se agora os pólos e a linha do equador. Sobre uma mesa instale o modelo e uma lâmpada para simular o Sol. Mantendo o eixo de rotação “apontado” para a mesma direção, pode-se demonstrar que ora um hemisfério receberá mais luminosidade, ora o outro. Percebe-se ainda que durante seis meses um pólo receberá continuamente a luz solar, enquanto o outro permanecerá de noite no mesmo período.

Ainda sobre este assunto, sugerimos um experimento que permita compreender porque a altura do Sol no céu influencia a temperatura, tanto anualmente como diariamente. O efeito é causado pela variação do ângulo de incidência dos raios solares, que se espalham sobre uma superfície maior no planeta (ou volume maior da atmosfera) nas regiões em que o Sol está baixo, e menor nas regiões em que está mais alto no céu.

Atividade: Construção de relógio solarExistem vários tipos de relógios solares. Vamos construir, por hora, o tipo horizontal.

Este consiste de uma base disposta horizontalmente, onde são inscritas as horas e frações. O tempo é indicado pela sombra de uma haste denominada gnomo, que é inclinada em relação à base de um ângulo igual à latitude do lugar; no caso do Rio de Janeiro, 23 graus.

Normalmente os relógios solares são de metal ou pedra. Nossa proposta é montar um simples de papel. A partir daí é possível se construir um maior, que possa ser instalado definitivamente em um pátio ou jardim.

Tire uma cópia do desenho abaixo, cole-o sobre um papel cartão, recorte, monte e cole nos locais indicados. Para orientá-lo, use o método apresentado acima. Este relógio foi concebido para a latitude do Rio de Janeiro.

6

7

8

9 10 1112

13 14 15

16

17

18

1

2

3

4

Relógio - 2 peças

Leitura complementar: Hora de verãoMuitos são aqueles que reclamam a respeito da adoção do horário de verão em nosso

país tropical, visando um maior aproveitamento da iluminação que nos proporciona o Sol. Especial revolta causa o fato de este artifício ter seu começo na primavera. Esta aparente precocidade não constitui um erro. Ela tem uma razão astronômica.

O verão, como o definimos, começa em fins de dezembro, em um dia particular que abriga o solstício. Este dia do solstício é registrado quando o Sol, em sua peregrinação anual pelo céu (um movimento aparente devido ao movimento da Terra), atinge seu máximo

afastamento do equador celeste, em direção ao Sul. Podemos perceber, também, que a duração da parte iluminada do dia (que também chamamos dia, em oposição à noite) é a maior possível no hemisfério Sul.

Neste dia do solstício, teremos a noite mais curta do ano. A partir dele, as noites vão ficando cada vez mais longas, com a mesma duração dos dias (no equinócio), e continuam crescendo até o máximo (no solstício de inverno). Assim, o dia do solstício de verão, com seu período de máxima iluminação, deveria ser o meio do verão, e não o seu início.

Mas falávamos do horário de verão. Pois bem, o solstício de dezembro − no hemisfério Sul − marca o início desta estação. Isso é um fato histórico, pois os antigos podiam medir muito bem solstícios e equinócios. Na verdade, astronomicamente falando, o solstício deveria ser entendido como o auge do verão.

(Aqui vale a pena enfatizarmos o termo “astronomicamente”. As temperaturas mais quentes do ano, o que alguns poderiam querer chamar de auge do verão, acontecem depois, devido ao tempo que a atmosfera da Terra leva para se aquecer. Este fato pertence aos domínios de estudo de outra ciência: a meteorologia.)

Não é de se estranhar, então, que o início do verão como o conhecemos abrigue o meio do horário de verão. É por isso que o horário de verão começa em plena primavera e termina antes que o verão acabe. É bom lembrarmos que quanto mais afastado estivermos do equador, mais acentuada será a diferença entre dias e noites ao longo do ano. Nas regiões Norte e Nordeste, esta diferença é tão pequena que o horário não justifica esta adoção.

Os que não são favoráveis ao horário de verão podem ainda achar vários pontos negativos em sua adoção. Só não podem, agora, reclamar que o horário de verão começa na primavera.

Fases da Lua

A alternância do aspecto da Lua foi um dos primeiros fenômenos astronômicos observado com atenção pelo homem. A periodicidade das fases foi, desde tempos mais remotos, usada como unidade de tempo; os doze meses derivam das doze lunações que ocorrem em um ano.

As fases da Lua se devem à iluminação que a Lua recebe do Sol e como esta é refletida para a Terra. Como a Lua se desloca em torno da Terra e esta ao redor do Sol, vemos a fração iluminada da Lua mudar constantemente.

Costuma-se dividir em quatro as fases da Lua: nova, quarto crescente, cheia e quarto minguante.

Lua nova − É o instante em que da Terra a distância angular entre a Lua e o Sol é mínima. Nesta situação, a face escura da Lua acha-se voltada para a Terra e, desse modo, nosso satélite não é visível.

Lua quarto crescente − Ocorre quando, visto da Terra, o ângulo compreendido entre a Lua e o Sol é de 90 graus. Nesta fase observamos metade da metade, ou seja, um quarto da face iluminada. É visível desde o começo da tarde, quando nasce, até o meio da noite, quando se põe.

Lua cheia − Ocorre quando a distância angular entre nosso satélite e o Sol é máxima, cerca de 180 graus (oposição). Neste caso, o lado voltado para a Terra é o mesmo voltado para o Sol; nasce com o anoitecer e se põe ao amanhecer, sendo, portanto, visível durante toda a noite.

Lua quarto minguante − Como na Lua minguante o ângulo visto da Terra é também 90 graus, mas em sentido contrário ao da Lua crescente, o correto seria dizer 270 graus. Agora o lado que vemos iluminado é o que estava escuro na fase crescente e vice-versa. Nasce no meio da noite e se põe no final da manhã.

Note que as fases são instantes, embora seja comum a referência da fase nova como o período entre a nova e a quarto crescente, a fase crescente entre a quarto crescente e a cheia, e assim por diante.

São necessários cerca de 29,5 dias para ocorrerem duas Luas novas consecutivas. A Lua leva 27,3 dias para dar uma volta completa ao redor da Terra (tomando as estrelas como referência). Essa diferença se explica porque em um mês nosso planeta também se desloca, de

modo que a Lua necessita de 2,2 dias para ocupar a mesma posição em relação ao Sol que na fase anterior. Na maior parte do Brasil, a cada dia a Lua nasce cerca de 50 minutos mais tarde que na noite anterior.

Uma curiosidade com respeito à Lua é que ela apresenta o movimento de rotação em torno de si com a mesma velocidade e no mesmo sentido com que translada ao redor da Terra. Assim ela apresenta sempre a mesma face voltada para a Terra. Um habitante hipotético na Lua, na face voltada para o nosso planeta, vê a Terra sempre na mesma altura (não ocorre nascer nem ocaso da Terra) e, ainda mais, vê o nosso planeta Terra apresentar fases: cheia, minguante, nova e crescente.

Atividade: Acompanhamento do movimento da LuaAcompanhe as fases da Lua dia a dia, estimando o ângulo em que a mesma faz com o

Sol. Aproveite o momento em que o Sol esteja se pondo ou nascendo, porque fica bem mais fácil. Estime o ângulo nas fases quarto crescente, cheia e quarto minguante.

Atividade: Modelos de isoporUma lâmpada simulará o Sol e uma pequena bola de isopor com uns cinco centímetros

presa por um lápis fará o papel da Lua, com o braço esticado. Conforme a posição em que a “Lua” é vista em relação ao Sol, vemos as diversas fases. Veja no desenho a seguir.

Nota: É provável que ocorram “eclipses”. Isto vai acontecer com mais freqüência que na natureza, porque o plano de órbita da Lua tem uma inclinação e, além disso, nossa simulação não reproduz com fidelidade a escala de tamanhos e distâncias. (Veja em Eclipses mais detalhes.)

Eclipses

Ao olharmos o desenho, pode parecer que a Lua na fase nova fique exatamente na frente do Sol ou que na fase cheia a Terra se interponha entre a Lua e o Sol. Isso não ocorre sempre porque o plano da órbita da Lua ao redor da Terra está inclinado em relação ao plano orbital da Terra ao redor do Sol (cerca de cinco graus). Periodicamente, contudo, se a Lua se encontrar na interseção dos dois planos e, além disso, for Lua nova ou cheia, ocorrerá o eclipse do Sol no primeiro caso, e da Lua, no segundo.

Eclipses da Lua − Ocorrem quando a Terra bloqueia a luz solar, impedindo que esta atinja nosso satélite. Mesmo na totalidade, ainda podemos ver a Lua que, nesse momento, adquire um tom avermelhado ou alaranjado. Isso se deve aos raios solares, que atingem a atmosfera da Terra e espalham-se, iluminando nosso satélite. Nessa situação, só a luz vermelha consegue atravessar a espessa atmosfera e atingir a Lua.

Eclipses solares − Ocorrem quando a Lua passa entre a Terra e o Sol. A Lua e o Sol apresentam quase o mesmo diâmetro angular. Mas como as distâncias entre estes astros e a Terra variam, os seus tamanhos angulares também variam, de modo que ora o Sol é angularmente maior, ora a Lua. Então um eclipse que ocorra no segundo caso, a Lua encobrirá totalmente o disco solar; é o eclipse total. Já no primeiro caso restará, na fase máxima, um pequeno anel; é o eclipse anular.

Nos eclipses totais, o observador tem oportunidade de ver as estrelas mais brilhantes, além de planetas. Contudo, o mais espetacular é a observação da coroa solar, um halo luminoso, em geral não uniforme, que aparece em torno do Sol e alcança temperaturas superiores a um milhão de graus.

Tanto os eclipses solares como os lunares podem ser parciais quando, mesmo na fase de maior encobrimento, resta ainda uma parte não eclipsada.

Os eclipses totais do Sol só são observados em uma pequena faixa. Fora dessa região os eclipses aparecerão, no seu auge, ainda parcialmente. Dependendo da posição do observador, ele pode mesmo não presenciar o eclipse, embora com o Sol acima do horizonte. Já com o eclipse lunar isso não acontece. Como ele ocorre por causa da sombra da Terra, independe da posição do observador; basta que a Lua esteja acima do horizonte para ele ser visível.

A totalidade dos eclipses solares é de no máximo sete minutos; já nos eclipses lunares a totalidade pode durar 1 hora e 40 minutos.

Durante a parcialidade, a observação do Sol só pode ser feita com o uso de filtros apropriados. Sem essa proteção corre-se o risco de ocorrerem danos irreparáveis aos olhos.

O número de eclipses durante um ano pode variar de quatro a sete, incluindo os solares e lunares.

Leitura complementar: Histórias de eclipsesOs eclipses foram os fenômenos celestes que mais preocupação e angústia trouxeram

para as civilizações passadas e, até mesmo hoje, geram grande temor em alguns segmentos menos esclarecidos de nossa sociedade.

O homem da Antiguidade considerava o céu imutável. Quando ocorriam fenômenos como os eclipses ou mesmo a passagem de algum cometa, naturalmente ele julgava que os deuses estavam zangados ou que anunciavam tragédias, como guerra, fome ou a morte de algum rei.

Muitas vezes o eclipse era atribuído à ação de dragões, lobos, porcos ou serpentes que devoravam o Sol ou a Lua. Magos ou bruxos eram, então, convocados para expulsar os “monstros” ou os “maus espíritos”.

Chineses e indianos, temerosos, batiam panelas e faziam muito barulho para afugentar o monstro que, acreditavam, engolia o astro. Os romanos erguiam tochas para o céu, na tentativa de substituir a sua fonte de luz.

A previsão dos eclipses era, portanto, muito importante para os antigos. Diz-se que os chineses, há centenas de anos antes de Cristo, conseguiam calcular os eclipses. Segundo uma lenda, os astrônomos Ho e Hi colocaram em risco o Império por não terem previsto um eclipse. Por esta razão, foram imediatamente executados.

Muitas são as histórias acerca dos eclipses e suas conseqüências. Uma delas conta que, em 584 antes de Cristo, os hídios e os medos, povos que habitavam a Ásia Menor, estavam em guerra quando se deu um eclipse solar. Aqueles povos, supondo que o fenômeno se tratava de um sinal divino, logo buscaram negociar a paz.

Outra registra um episódio ocorrido durante as viagens de Colombo. Em 1504, ele e sua tripulação estavam quase morrendo de fome na Jamaica, porque os indígenas se recusavam a fornecer-lhes comida. Colombo tinha a informação de que ocorreria um eclipse da Lua naquela noite. Ameaçou, então, apagá-la, caso não lhes dessem alimentos. Quando o eclipse se iniciou, os indígenas prontamente atenderam ao pedido.

Os eclipses são, também, bastante úteis aos historiadores, pois, sendo eles registrados com freqüência pelos cronistas, podem servir para fixar a data de importantes fatos. Um bom exemplo para ilustrar esta idéia é a história da descoberta do ano da morte do rei da França, Luís − o Bom, o que, até há algum tempo, ninguém tinha conhecimento. Mas, em relato da época, foi mencionada a ocorrência de um eclipse total do Sol, visto na região algumas semanas antes da morte do monarca. Os astrônomos, então, concluíram que o falecimento ocorrera no ano 840 de nossa era.

Atividade: Construção de um simulador de eclipsesO aparelho descrito a seguir possibilita demonstrar a ocorrência de eclipses solares

totais, anulares e parciais. Seu funcionamento é muito simples. No desenho, vê-se o esquema de uma caixa de madeira onde há um furo de uns cinco centímetros que simulará o Sol. Pode-se encobrir o furo com um celofane amarelo; a fonte pode ser uma lâmpada de 25 watts com bulbo fosco. Uma bola de isopor de uns dois ou três centímetros representará a Lua, presa por um prego a um caibro. Aproximando-se ou afastando-se esta ripa do “disco solar”, serão produzidos eclipses anulares ou totais, respectivamente. Observando-se através dos furos (0,5 cm), teremos as diversas fases.

V

Marés

As marés consistem do aumento periódico do nível dos oceanos. São causadas pelas forças gravitacionais do Sol e, principalmente, da Lua. O Sol tem muito mais massa que a

Lua, mas em compensação está muito mais distante; daí sua influência sobre a maré ser 1/3 da influência da Lua.

De modo simplificado, a maré ocorre porque o nível dos oceanos se eleva um pouco na “direção” voltada para a Lua. A parte “oposta” também sofre uma elevação por estar mais afastada da Lua. Com a soma dos movimentos de rotação da Terra e a revolução da Lua em torno da Terra, em 24h e 50min podemos ter duas marés altas e duas baixas. A altura das marés depende de vários fatores, sendo o principal a fase da Lua. As fases nova e cheia são mais intensas porque as forças gravitacionais do Sol e da Lua se somam por estarem estes dois corpos praticamente alinhados. As marés são então chamadas de vivas. Já nas fases crescente e minguante ocorrem as marés mortas, por serem as diferenças entre a alta e a baixa pequenas e às vezes inexistentes.

A intensidade das marés é influenciada também pelo perfil do litoral e pelas correntes oceânicas. As amplitudes das marés têm em geral 1,5 metro, mas, em alguns lugares (baía de Fundy, no Canadá), podem chegar a 15 metros! As amplitudes mais altas do Brasil ocorrem no Maranhão, com cerca de 5 metros.

A atmosfera e os continentes também apresentam efeitos de maré. Para efeitos práticos, porém, a maré nos continentes pode ser considerada nula.

Atividade: Acompanhamento da variação da maré com a fase da LuaEm um dia de Lua nova, acompanhe a altura da maré. Anote os horários em que ela foi

baixa e alta. Você talvez se surpreenda com os horários das marés altas e baixas, porque em nossa

explicação simplificada foi omitido um fenômeno chamado atraso da maré, provocado pelo atrito do mar com o fundo dos oceanos. Na verdade, a parte elevada dos oceanos não está exatamente na direção da Lua, mas defasada de uns 40 graus.

Repita a experiência em um dia de Lua crescente, cheia e minguante.

SISTEMA SOLAR

Ao contemplarmos o céu noturno, notamos que existem alguns astros que não cintilam como as estrelas e se encontram próximos à eclíptica − o caminho que vemos o Sol percorrer durante o ano. Em uma observação mais demorada, iremos notar, com o passar dos dias, que eles se deslocam em relação às estrelas. A estes astros damos o nome de planetas.

Desde a Antiguidade são conhecidos cinco planetas (são vistos à vista desarmada): Mercúrio, Vênus, Marte, Júpiter e Saturno. Posteriormente foram acrescentados mais três planetas (estes só vistos com o auxílio de telescópios): Urano, Netuno e Plutão. A Terra completa a lista destes “astros errantes”.

O movimento aparente dos planetas e das estrelas no céu levou o homem antigo a pensar que a Terra era o centro do Universo. Foram então elaborados modelos que explicavam a “harmonia” da esfera celeste. O mais influente desses modelos ficou conhecido como Ptolomaico, por ter sido idealizado por Ptolomeu, no século II depois de Cristo.

Esse modelo parecia explicar bem o Universo até serem feitas observações mais apuradas no século XV, quando o astrônomo polonês Nicolau Copérnico “transferiu” o centro para o Sol e tornou a Terra apenas mais um planeta a girar em torno deste astro.

Hoje sabemos que também o Sol não está no centro do Universo, ele é apenas mais uma entre as 200 bilhões de estrelas que giram ao redor do centro de nossa galáxia, a Via Láctea. Esta por sua vez também não está no centro do Universo.

Origem do Sistema Solar

A teoria mais aceita, atualmente, foi elaborada em 1948 por Fred Hoyle e Hannes Alfren. Supõe que o Sistema Solar teve origem numa grande nuvem de gás e poeira de onde foram expelidos anéis de matéria gasosa, a partir dos quais se formaram os planetas, dando lugar ao nosso sistema planetário atual.

Esta teoria permite manter a tese da origem conjunta do Sol e dos planetas, explicando como os processos físicos ocorreram e como os anéis desprendidos do núcleo central puderam atingir pontos tão distantes do centro da órbita de Netuno. A nuvem de gás girava em torno de seu centro. Depois de um certo tempo (100 milhões de anos), essa nuvem começou a esfriar e a contrair-se, fazendo com que ela girasse ainda mais depressa.

Esta rotação criou os anéis que, mais tarde, por sua vez, se resfriaram e se contraíram, formando os planetas, os satélites, os asteróides e os cometas. Enquanto isso, o centro da nuvem se contraía, dando origem ao Sol.

Movimento planetário

O movimento dos planetas é regido pelas três leis de Kepler, descobertas pelo astrônomo Johannes Kepler, no século XVII. São elas:

1ª lei: as órbitas dos planetas são elipses, com o Sol ocupando um dos focos.2ª lei: o raio vetor que une o planeta ao Sol varre áreas iguais em iguais períodos de

tempo, ou seja, quanto mais próximo o planeta estiver do Sol mais rápido ele caminha.3ª lei: a razão entre o quadrado do período e o cubo do semi-eixo maior da órbita dos

planetas é constante.

Esta última lei é um caso particular da lei da gravitação universal de Newton.

Principais características dos astros do Sistema Solar

Sol

O Sol é uma estrela amarela, com uma idade estimada de cinco bilhões de anos. Como as outras estrelas, sua forma é esférica (achatada nos pólos) e é composto de gases, principalmente hidrogênio (75%) e hélio (23%). Todos os outros elementos encontrados aqui na Terra estão presentes, também, no Sol (como ouro, carbono, etc.), completando a composição química dele.

Seu tamanho é imenso se o compararmos aos planetas. Em seu interior poderíamos colocar mais de um milhão de planetas Terra.

A luz que é produzida em seu núcleo leva cerca de um milhão de anos para deixá-lo, pois não sai diretamente, encontrando obstáculos até a superfície. Uma vez na superfície, a luz leva somente 8 minutos e 20 segundos para chegar à Terra, percorrendo, aproximadamente, os 150 milhões de quilômetros que separam nosso planeta do Sol.

A superfície solar é turbulenta, apresentando com freqüência manchas solares, labaredas, jatos de matéria e outros violentos fenômenos provocados pelos fortes campos magnéticos locais.

Em seu núcleo, as temperaturas chegam a 15 milhões de graus, permitindo que ocorram reações nucleares que são a fonte de energia do Sol. Nestas reações, quatro núcleos de hidrogênio são transformados em um núcleo de hélio. Entretanto, a massa de um núcleo de hélio é menor que a de quatro núcleos de hidrogênio. Esta diferença de massa é totalmente convertida em energia. A cada segundo o Sol perde quatro milhões de toneladas de matéria transformada em energia.

Atualmente está sendo estudado pela sonda Ulysses.

Mercúrio

Por ser o planeta mais próximo do Sol é o mais rápido. Os antigos lhe deram o nome em homenagem ao mensageiro dos deuses.

Apesar de ser o planeta mais próximo do Sol, não é o mais quente. Devido à ausência de atmosfera, não há distribuição de calor. Assim, os dias em Mercúrio apresentam temperaturas elevadíssimas, em torno de 400ºC, enquanto nas noites as temperaturas caem a extremos de 170ºC.

Mercúrio é menor que Ganimedes e Titã, satélites de Júpiter e Saturno, respectivamente, mas com massa maior que a deles. Apesar do tamanho, só não é mais denso que a Terra. No seu interior há um núcleo de ferro com diâmetro aproximado de 3.600km.

Este planeta foi explorado pela nave espacial Mariner 10, em 1974. As fotografias então obtidas, mapeando 45% do planeta, mostraram ser a superfície de Mercúrio muito semelhante à da Lua, toda coberta por crateras. Além disso, não possui atmosfera, nem placas tectônicas.

É um planeta de difícil observação por estar sempre muito próximo do Sol.

Vênus

Vênus recebeu o nome da deusa da beleza e do amor, e é também conhecido como Estrela D´Alva, estrela Vespertina ou, ainda, estrela Matutina. É quase do tamanho da Terra e foi descrito muitas vezes como planeta gêmeo da Terra, embora, como veremos mais adiante, o tamanho é uma das poucas características que os dois planetas têm em comum.

Sua órbita é a mais circular do Sistema Solar. É o astro mais brilhante, depois do Sol e da Lua, e facilmente se observa suas fases (Galileu observou estas fases e deu um impulso à teoria heliocêntrica de Copérnico).

Apesar de sua proximidade da Terra, a superfície deste planeta permaneceu misteriosa por muito tempo, obscurecida pelas densas nuvens, até que as sondas espaciais pudessem ser enviadas.

Este é o planeta mais quente do Sistema Solar. Nele ocorre o chamado efeito estufa, que mantém a temperatura deste planeta em torno de 470ºC. Este efeito pode ser descrito da seguinte maneira: o calor proveniente do Sol atravessa as nuvens, chega até a superfície de Vênus, é refletido e, quando vai escapar do planeta, encontra novamente as nuvens que formam uma barreira, aquecendo-o. Na superfície de Vênus, metais como o chumbo estariam na forma líquida.

A pressão atmosférica é imensa. Um astronauta em sua superfície seria rapidamente esmagado, pois sentiria uma pressão equivalente à sentida por um mergulhador a 1.000 metros de profundidade no oceano.

Possui um núcleo de ferro com cerca de 600km de diâmetro, coberto por um manto rochoso de matéria derretida.

Uma de suas características marcantes é o movimento retrógrado, ou seja, contrário dos demais (lá o Sol nasce a oeste e se põe a leste).

A primeira sonda a visitá-lo foi a Mariner 2, em 1962. Mais de 20 sondas já estiveram lá até hoje. A nave Magalhães (lançada em 1989) mapeou 98% da superfície de Vênus com uma resolução superior a 300 metros, através de radar.

Terra

Nosso planeta, uma pequena esfera azul no espaço, é o terceiro em distância do Sol, o quinto em tamanho e o único onde sabemos existir vida. Recebeu este nome em homenagem a Gaia, mãe dos primeiros deuses.

A Terra apresenta dois principais movimentos: rotação (gira em torno de si em 24 horas) e translação (gira em torno do Sol em um ano). Seu eixo de rotação possui inclinação de 23,5º em relação ao plano de sua órbita e, por este motivo, observamos o fenômeno das estações do ano.

A maior parte de nosso planeta é coberta de água (3/4). O restante forma os continentes e ilhas.

Nossa atmosfera é composta de várias camadas e uma delas tem chamado muita atenção: a camada de ozônio. O ozônio filtra os raios provenientes do Sol, nos protegendo de grande parte do ultravioleta e do infravermelho. Gases utilizados em ar condicionado e geladeira, além da poluição, estão destruindo esta camada, o que pode dificultar a sobrevivência do ser humano.

Lua

Recebeu o nome de Selene, a irmã de Hélios (Sol).A luz leva pouco mais de um segundo para percorrer a distância que nos separa de

nosso satélite natural (384.000km, em média).A Lua gira em torno de seu eixo ao mesmo tempo em que dá uma volta completa ao

redor da Terra, de modo a nos mostrar sempre a mesma face.Qualquer pequeno telescópio nos revela uma grande variedade de detalhes da

superfície lunar: crateras, altas montanhas e imensas e escuras planícies conhecidas impropriamente como mares. Existem cerca de 300.000 crateras de vários tamanhos. Elas foram provocadas pela queda de fragmentos de rocha que vagueiam pelo espaço a grandes velocidades: os meteoróides.

Em julho de 1969, os astronautas Neil Armstrong e Edwin Aldrin desceram pela primeira vez na superfície lunar. Seguiram-se mais cinco missões com sucesso ao satélite, totalizando 12 homens a pisá-la. Muito material da superfície foi analisado, inclusive trazido para a Terra.

Na superfície da Lua, a baixa gravidade, 1/6 da força gravitacional da Terra, faz com que os movimentos pareçam em câmara lenta. Um astronauta de 72kg se sentiria como se tivesse apenas 12kg.

A sonda Clementine mapeou toda a superfície lunar com grandes detalhes, em 1994. Já a sonda Lunar Prospector, lançada em 1998, após concluir seus estudos em órbita de nosso satélite, foi ao encontro de uma cratera no pólo sul da Lua, onde se suspeitava existir água em forma de gelo. Porém nenhum vestígio de água foi encontrado.

A Lua projetada na Terra caberia em nosso país, o Brasil.

Marte

É o deus da guerra.A primeira missão com sucesso a Marte foi a espaçonave Mariner 4, em 1965, depois a

Viking I, em 1976, seguida pela Viking II, no mesmo ano, quando foram tiradas fotos inéditas de sua superfície.

O solo marciano é avermelhado, devido à presença de óxido de ferro, mais conhecido como ferrugem. É coberto por uma tênue atmosfera com tempestades de poeira que chegam a cobrir o planeta por vários meses e, à semelhança da Terra, possui calotas polares, formadas de gelo seco, que avançam e se retraem conforme as estações do ano. A temperatura varia entre -123ºC e 22ºC. Seu tamanho não é muito grande: a área dos continentes da Terra cobriria a superfície de Marte.

A existência de formações geológicas semelhantes a vales de rios secos e canyons é forte evidência de que, no passado, havia água líquida com mares e rios de águas correntes na superfície marciana. Além de fotos, as sondas fizeram experiências com material coletado do solo em busca de vida microscópica, mas nada foi encontrado.

Além de vales, canyons, calotas polares e crateras, o planeta vermelho também apresenta formações vulcânicas. Seu maior vulcão − Monte Olympus − se eleva a uma altura três vezes maior que a do Monte Everest, a mais alta montanha da Terra.

Acredita-se que alguns meteoritos tenham se originado em Marte.Na década de 90, três importantes sondas espaciais estudaram o planeta Marte: Mars

Polar Lander, que se perdeu ao pousar no planeta; Mars Pathfinder, uma das mais bem sucedidas missões, que levou um robô (Sojouner) para pesquisar sua superfície; Mars Global Surveyor, que chegou a Marte em 1997.

Asteróides

Entre Marte e Júpiter há uma faixa ocupada por fragmentos de rocha de dimensões e formas variadas que orbitam o Sol. Estes objetos são os asteróides.

Conhecemos mais de 600 asteróides. Apesar da quantidade, a massa total é inferior à da Lua. O maior deles é Ceres, com um diâmetro de 740km.

Esses objetos já foram alvo de missões espaciais. A nave NEAR (sigla em inglês para Encontro de Asteróides Próximos à Terra) alcançou o asteróide 433 Eros em janeiro de 1999. Os dados coletados estão sendo analisados e as primeiras imagens já estão sendo publicadas.

Júpiter

Este é o maior planeta do Sistema Solar; por isso recebeu o nome do deus supremo. Sua massa corresponde a pouco mais que duas vezes e meia a massa de todos os outros planetas reunidos.

Assim como Saturno, Urano e Netuno, trata-se de um planeta gigante e gasoso. Acredita-se que Júpiter tenha um núcleo rochoso envolto por camadas sólidas de hidrogênio metálico e uma superfície de hidrogênio líquido a grande pressão.

Suas nuvens multicoloridas se distribuem em cinturões e turbulências provocadas pelos fortes ventos de sua atmosfera. Um exemplo é a Grande Mancha Vermelha, uma enorme tempestade atmosférica, semelhante a um furacão, que é observada por pelo menos 300 anos. Três planetas do tamanho da Terra enfileirados seriam necessários para cobrir a extensão desta mancha.

Júpiter possui 28 luas (as últimas descobertas em 2000), sendo as quatro maiores conhecidas como luas galileanas – Io, Europa, Ganimedes e Calixto. A mais singular delas é Io, onde vários vulcões em atividade foram registrados pela primeira vez pelas naves Voyager 1 e 2.

Júpiter e suas principais luas foi alvo de estudo da sonda Galileo, que, em 30/12/2000, esteve a apenas 11 milhões de quilômetros daquele planeta.

Saturno

Deus do tempo e filho de Urano (Céu) e Gaia (Terra).Saturno é famoso pelo seu sistema de anéis, que pode ser observado até mesmo através

de um modesto telescópio terrestre. Os anéis são compostos por milhares de pedaços de rocha e gelo em órbita do planeta, com centímetros até metros de diâmetro. Eles se estendem, de uma ponta a outra, por mais de 250.000km e seu diâmetro não ultrapassa 1km. Provavelmente são restos de um satélite natural que, por se aproximar demais do planeta, foi despedaçado ou, então, material de um satélite que nem chegou a se formar.

É o planeta que apresenta a menor densidade média, mais baixa, inclusive, que a densidade da água. Se pudéssemos colocá-lo na água ele flutuaria.

A atmosfera deste planeta é composta principalmente por hidrogênio e hélio. Seus ventos alcançam velocidades acima de 1.600km/h. Seu núcleo é rochoso (como Júpiter).

A primeira sonda a visitá-lo foi a Pioneer 11, em 1979, e depois as Voyager 1 e 2, na década de oitenta. Lançada em 1997, a espaçonave Cassini tem como finalidade estudar o planeta Saturno e suas principais luas, como Titã.

Saturno possui diversos satélites, destacando-se Titã, a única lua com uma densa atmosfera no Sistema Solar. Esta atmosfera chama a atenção por apresentar características semelhantes à da Terra no período de sua formação. Atualmente possui 30 satélites naturais, sendo o recordista do Sistema Solar.

Urano

Deus do céu.Urano foi o primeiro planeta a ser descoberto por telescópio, em 1781.Um detalhe curioso sobre este planeta é a grande inclinação de seu plano equatorial em

relação ao plano de sua órbita. Esta grande obliqüidade gera movimentos aparentes do Sol no céu uraniano muito peculiares. Assim, os pólos ficam voltados para o Sol em parte de seu movimento de translação.

Seu encontro com a espaçonave Voyager 2 (única a visitá-lo), em 1986, revelou 10 novos satélites, além dos cinco já conhecidos. Essa nave também confirmou a presença de

anéis (descobertos em 1972), à semelhança dos outros planetas gasosos e gigantes, com pedras de até 10 metros de diâmetro.

Apresenta um núcleo de gelo e rocha com massa inferior à dos núcleos dos planetas Júpiter e Saturno. Sua cor azulada deve-se à presença de metano em sua atmosfera.

Recentemente foram descobertos novos satélites totalizando 21.

Netuno

Deus dos mares.Netuno é o menor dos quatro planetas gasosos, mas sua massa é maior que a de Urano.

Foi descoberto em 1846, muito tempo após sua previsão, através das perturbações na órbita de Urano. Apresenta grandes tempestades atmosféricas.

A espaçonave Voyager 2, em 1989, fotografou em Tritão um de seus satélites, o que aparenta serem gêiseres de nitrogênio. Detectou, também, a presença de anéis muito escuros.

Seu núcleo se assemelha ao de Urano, formado por gelo e rocha, e com menos massa que os de Júpiter e de Saturno. O metano em sua atmosfera absorve a luz vermelha e dá uma tonalidade azulada. Os ventos atingem 2.000km/h. Como os demais planetas gigantes e gasosos, irradia mais calor do que recebe do Sol.

O telescópio espacial Hubble observou uma grande mancha escura no planeta, e não mais a mancha detectada pela Voyager 2.

Cinturão de Kuiper, Objetos Transnetunianos, Planetas Anões

Situado próximo ao plano da eclíptica, a uma distância aproximada de 40 Unidades Astronômicas (1UA = 150.000.000km), logo após a órbita de Netuno, o Cinturão de Kuiper foi previsto, pela primeira vez, por Kenneth Edgeworth, em 1949, seguido por Gerard Kuiper, em 1951.

Em 1992, foi descoberto o primeiro objeto deste cinturão. Calcula-se que devem existir mais de 70.000 objetos neste cinturão, constituídos de uma mistura de gelo e rocha, e que seriam os cometas de curto período.

Com o aperfeiçoamento das técnicas de observação, vários objetos semelhantes a Plutão foram descobertos e classificados como objetos transnetunianos. Até o presente, são mais de 600, destacando-se: Sedna, com 1.500km; Varuna, com 450km; Quaoar, com 625km; e o UB313, apelidado de Xena por seu descobridor, com um diâmetro maior do que Plutão, acirrando a discussão de como seria a classificação desses objetos. Desde a descoberta de Plutão, em 1930, que sua classificação como planeta tem sido questionada. Isto porque Plutão era uma anomalia numa região dominada por planetas gigantes gasosos, com uma órbita que nem sempre está próxima ao plano da eclíptica e, em determinadas épocas, se sobrepõe à órbita de Netuno.

Em 2005, com a confirmação de que o objeto 2003 UB313 era maior que Plutão, a XXVI Assembléia da União Astronômica Internacional (IAU), que aconteceu em agosto de 2005, aprovou uma resolução definindo o que é um planeta, pois até então não existia uma definição.

“Um Planeta é um objeto que orbita uma estrela, é grande o suficiente para que sua própria gravidade o deixe com forma redonda e tenha limpado sua vizinhança de objetos menores.”

Já os planetas anões também têm forma arredondada, são pequenos e não possuem sua vizinhança limpa.

Por ter causado toda essa controvérsia, o objeto 2003 UB313 ganhou o nome de Eris, deusa grega da discórdia. Plutão, agora denominado planeta anão juntamente com Eris e o ex-asteróide Ceres, possui três satélites: Caronte, descoberto em 1978, Nix e Hidra, descobertos em 2005.

Cometas

Um cometa é formado por um pequeno núcleo rochoso envolto em gelo, juntamente com poeira e uma massa muito tênue de gás.

O diâmetro do núcleo total pode ser de alguns quilômetros e a densidade é muito inferior à da água.

Quando um cometa está longe do Sol, não possui cauda visível e aparece como uma mancha pálida e indistinta.

Contudo, quando começa a se aproximar do Sol, a energia solar evapora parte superficial do seu núcleo e aparece a cabeleira, nuvem esférica de moléculas gasosas. A cauda cometária é formada por essas partículas que o vento solar (um jato de partículas atômicas procedentes do Sol) sopra para o exterior de sua órbita. Uma cauda cometária pode atingir, como foi o caso do cometa de 1843, até 320 milhões de quilômetros.

As órbitas cometárias podem ser elípticas, parabólicas ou hiperbólicas. Somente no primeiro caso é que o cometa passa novamente perto do Sol.

Acredita-se, atualmente, que os cometas são restos da nebulosa primitiva que deu origem ao Sistema Solar, orbitando ao seu redor a uma distância de 104 unidades astrônomicas (UA), numa região esférica chamada nuvem de Oort. Perturbações gravitacionais causadas por estrelas fariam com que núcleos cometários entrassem no Sistema Solar. Dependendo de sua órbita, o cometa se tornaria periódico.

Meteoros e Meteoritos

São pequenos pedaços de matéria (rochas) que, ao penetrarem na atmosfera, são queimados pela fricção com o ar, dando um belo espetáculo luminoso conhecido pelo nome de “estrelas cadentes”. Na verdade, milhares deles penetram diariamente em nossa atmosfera. Há ocasiões em que um grande número dessas partículas penetram conjuntamente na atmosfera, dando origem à “chuva de meteoros”.

Quando um desses objetos consegue atravessar a atmosfera e chega ao solo, recebe o nome de meteorito. Os meteoritos são relativamente raros e, como há mais água do que terra em nosso planeta, a maioria cai no mar. Mas grandes crateras

foram descobertas em várias regiões da Terra, como a cratera do Arizona e a cratera da Serra da Cangalha, no Estado do Maranhão, esta última totalmente encoberta pela vegetação da região.

Na Terra, os efeitos da erosão e do tempo dificultam a localização de crateras de impacto, mas, com o advento dos satélites, tem sido mais fácil identificá-las.

Acredita-se, atualmente, que os meteoros e meteoritos tiveram origem na grande nebulosa primitiva que formou o Sistema Solar.

Dados do Sol e dos planetas

Distância média ao Sol

(km)

Diâmetro equatorial

(km)

Período de

revolução

Período de

rotação

Atmosfera (principais

componentes)

Temperatura (ºC)

Sol 1.390.000 26,8 dias hidrogênio e hélio 6.500Mercúrio 58.000.000 4.880 88 dias 59 dias 350 a -170

Vênus 108.000.000 12.100 224,7 dias

243 dias dióxido de carbono 480

Terra 150.000.000 12.800 365,24 dias

23h56min oxigênio e nitrogênio 60 a –90

Marte 228.000.000 6.800 687 dias 24h37min dióxido de carbono 20 a –140Júpiter 778.000.000 142.800 11,9 anos 9h55min hidrogênio e hélio -110Saturno 1.430.000.000 120.000 29,5 anos 10h40min hidrogênio e hélio -180Urano 2.870.000.000 51.200 84 anos 17h12min hidrogênio, hélio e

metano-220

Netuno 4.497.000.000 49.500 165 anos 16h7min hidrogênio, hélio e metano

-220

Atividade: Representação do Sistema SolarNesta atividade vamos representar a proporção dos tamanhos do Sol e dos planetas,

além das distâncias dos planetas ao Sol. É interessante mostrar isso às crianças. Tente fazer num jardim ou numa praça essa representação.

a) Modelos dos tamanhos

Se o Sol tiver um metro de diâmetro, os planetas terão os seguintes tamanhos:

astro Distância real (quilômetros)

Diâmetro no modelo reduzido

Sol 1390000 1metroMercúrio 4880 3,5 mm

Vênus 12100 8,7 mmTerra 12800 9,2 mmMarte 6800 4,9 mmJúpiter 142800 102,7 mmSaturno 120000 86,3 mmUrano 51200 36,7 mmNetuno 49500 35,6 mm

b) Modelos das distâncias

Suponhamos, agora, que a distância Sol-Terra seja de um metro; as distâncias dos outros planetas e o tempo necessário para um avião chegar ao Sol viajando a 1.000 quilômetros por hora seriam:

Astro Distância real (quilômetros)

Distância em escala reduzida (metros)

Tempo de viagem de avião (anos)

Mercúrio 58.000.000 0,39 6,6Vênus 108.000.000 0,72 12,2Terra 150.000.000 1 17,0Marte 228.000.000 1,52 26,0Júpiter 778.000.000 5,19 88,7Saturno 1.430.000.000 9,53 162,7Urano 2.870.000.000 19,213 327,2Netuno 4.497.000.000 29,98 512,9

estrela Alfa Centauri

43 trilhões 287 quilômetros 4,9 milhões

O CÉU

A esfera celeste

A esfera celeste é uma esfera imaginária de raio infinito, onde se acham projetadas as estrelas, ditas fixas, em cujo centro está a Terra.

Os movimentos da esfera celeste são aparentes. Sabemos que é a Terra que gira em torno de si e se desloca ao redor do Sol, mas, estando o observador preso ao nosso planeta, é mais fácil entender fenômenos como solstício, equinócio, posições planetárias e outros, imaginando a Terra imóvel e transferindo os movimentos para o céu.

A Terra gira em torno de seu eixo em 24 horas. Esse eixo prolongado na esfera celeste dá lugar aos pólos norte e sul celeste. O plano que corta perpendicularmente o eixo da Terra e que passa pelo centro dela delimita, na superfície, o equador terrestre. Esse plano projetado até a esfera celeste irá definir o equador celeste, que, por sua vez, divide a esfera celeste em dois hemisférios: Norte e Sul.

Zênite é o ponto da esfera celeste que fica exatamente sobre a nossa cabeça. Em oposição, existe o nadir, de pouco interesse para nós.

O plano tangente à superfície da Terra onde se encontra o observador delimita o horizonte.

O plano da esfera celeste que une os pontos cardeais norte e sul e passa também pelo zênite do observador chama-se meridiano. Quando uma estrela cruza o meridiano, nós dizemos que ela está culminando. O Sol culmina próximo ao meio-dia.

A esfera celeste “gira” aparentemente no sentido leste-oeste. Na verdade é nosso

planeta que se desloca em torno de si no sentido contrário. No hemisfério Sul, quando estamos voltados para o pólo celeste, vemos lentamente as estrelas girarem ao seu redor, no sentido horário. No hemisfério Norte, isso ocorre em sentido inverso. O aspecto do céu depende da latitude, da hora e do dia da observação.

A latitude do observador é definida como sendo o ângulo medido no meridiano do lugar, a partir do centro da Terra, entre a posição do observador e o equador. Esta pode ser também visualizada, na superfície da Terra, pelo ângulo formado entre o pólo celeste elevado e o ponto cardeal norte ou sul, conforme o hemisfério.

Com o movimento da esfera celeste haverá estrelas que jamais cruzarão o horizonte, sendo ou sempre visíveis (as próximas do pólo elevado) ou nunca visíveis (as próximas do pólo abaixado).

Vamos imaginar o aspecto do céu a partir de observadores colocados em pontos particulares na superfície da Terra.

No pólo da Terra − Nesta posição o pólo celeste está no zênite e o equador celeste coincide com o horizonte. Como as estrelas sempre giram em torno dos pólos celestes, um observador no pólo não vê as estrelas nascerem e se porem. As estrelas que ele vê estão sempre acima do horizonte. Ele só vê as estrelas do seu hemisfério celeste, e estas percorrem trajetórias paralelas ao horizonte.

No equador da Terra − Aqui o pólo celeste está sobre o horizonte (coincidindo com os pontos cardeais norte e sul) e o equador celeste passa pelo zênite do observador. Conseqüentemente, as trajetórias das estrelas são perpendiculares à linha do horizonte. Teoricamente, nessa latitude teríamos sempre acesso à metade de cada hemisfério celeste.

Constelações

O estudo do céu é uma das atividades humanas mais antigas. As primeiras civilizações dividiram e agruparam o céu em constelações e as usaram como ferramenta para criar calendários e marcos para orientação em suas viagens pelos mares e desertos. Esses povos uniram as estrelas de modo mais ou menos arbitrário para criar aqueles grupos. Hoje sabemos que as estrelas de uma dada constelação não têm nenhuma característica especial em comum que as diferencie das demais. Podem estar, no máximo, próximas angularmente. Culturas diferentes criaram grupos diferentes na mesma região do céu. As constelações que usamos hoje derivam da contribuição de vários povos, sendo o principal os sumérios.

Céu segundo as estações do ano para um observador no Rio de Janeiro

As cartas a seguir apresentam o céu das estações do ano. O círculo delimita a linha do horizonte e o centro marca o zênite. Essas cartas apresentam poucas estrelas para facilitar a consulta. Os nomes das constelações estão abreviados. Para usá-las, coloque a carta celeste correspondente à estação do ano, levante-a sobre a cabeça, orientando-a segundo os pontos cardeais. Comece por agrupamentos fáceis, como: Cruzeiro, Órion e Escorpião, e só então vá para constelações menos conhecidas.

Céu do verão

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Carta celeste do verão - início da noite

Nesta época do ano várias estrelas se destacam no começo das noites. Alguns agrupamentos são de reconhecimento muito fácil: Três Marias, Touro, Gêmeos e Plêiades são alguns deles.

A constelação do Órion, “o caçador gigante”, é a que mais chama a atenção no céu do verão. As três estrelas que aparecem alinhadas são por nós conhecidas como Três Marias(1). No ombro direito desta figura encontramos uma estrela avermelhada, Betelgeuse(2), e no pé esquerdo está Rigel(3).

O prolongamento da linha que une as Três Marias para o noroeste nos leva a uma estrela brilhante chamada Aldebaran(4), que representa o olho da constelação do Touro. Ao redor de Aldebaran, vemos um aglomerado que lembra a letra “V”: são as Híades. Mais adiante, quase no mesmo alinhamento, encontramos o belíssimo aglomerado estelar, as Plêiades(5). Ao norte do Touro está o Cocheiro, com a estrela Capella(6).

O prolongamento da linha que une as Três Marias, agora para o sudeste, irá indicar Sirius(7), a mais brilhante do céu na constelação do Cão Maior. Próximo a esta localizamos o Cão Menor com a estrela Prócion(8), que, juntamente com Sirius e Betelgeuse, formam um triângulo equilátero.

A constelação zodiacal de Gêmeos pode ser observada ao norte do Cão Menor. Duas estrelas aí se destacam: Castor(9) e Pollux(10).

Céu do outono

1112

1314

15

16

1718

1920

O grupo que mais se destaca no céu do outono é a constelação do Cruzeiro do Sul. Aí vemos quatro estrelas formando uma cruz, além de uma outra denominada “Intrometida”, porque deforma a simetria da cruz. A estrela mais brilhante chama-se Acrux(11), e a do alto da cruz, Gacrux(12).

Tomando o braço maior da cruz e prolongando-o 4,5 vezes no sentido da estrela Gacrux para Acrux, atingiremos aproximadamente o pólo sul celeste, ponto em que toda a esfera celeste parece girar ao seu redor. Para localizarmos o ponto cardeal sul, basta descer uma vertical do pólo até o horizonte.

Ao lado do Cruzeiro do Sul, vemos duas estrelas muito brilhantes. São Hadar(13) e Rigel Kent(14), respectivamente beta e alfa da constelação do Centauro. Rigel Kent é a estrela mais próxima de nós, depois do Sol.

Seguindo o alinhamento “Acrux-Gacrux” para o norte, atingiremos a estrela Spica(15)

na constelação de Virgem. Continuando o mesmo alinhamento, vamos encontrar a brilhante Arcturus(16) no Boieiro.

Quando o Cruzeiro estiver em sua posição mais alta no céu, olhando para o norte próximo ao horizonte, veremos um grupo cuja forma lembra uma panela que, para nós, se apresenta de cabeça para baixo. É a famosa constelação da Ursa Maior.

A constelação zodiacal que mais se destaca no outono é Leão. Do hemisfério Sul, é visível de cabeça para baixo. Podemos identificar uma curva de estrelas em forma de foice que representa a juba. A estrela mais brilhante é Regulus(17). No dorso do leão localiza-se Denebola(18), que significa cauda.

Olhando agora para o sul, temos um grupo que, até algum tempo atrás, era conhecido como Navio − Argus, a nau que conduziu os argonautas em suas jornadas. Atualmente esta constelação está dividida em três: Carina, Popa e Vela.

A estrela Canopus(19) é a mais brilhante da Carina e só é superada no céu por Sirius. Próximo a Canopus há um grupo, formado por estrelas de Vela e Carina, semelhante ao Cruzeiro do Sul: é o “Falso Cruzeiro”(20).

Céu do inverno

21

22

23

O Escorpião é a principal constelação do inverno e é também uma das mais antigas. Passa pelo zênite quando observada das regiões Sul e Sudeste do Brasil. Esta constelação é formada por muitas estrelas brilhantes e seu contorno lembra realmente aquele aracnídeo. A estrela mais brilhante é Antares(21), cujo nome significa “rival de Marte”, porque seu brilho e sua cor são semelhantes a este planeta. Ao norte do Escorpião estão as constelações de Ofiúco e Hércules. A leste de Hércules vemos a pequena constelação de Lira, com a brilhante Vega(22).

Nas vizinhanças do Escorpião vemos duas outras constelações zodiacais: a oeste a Balança, e a leste, Sagitário. Esta é talvez a constelação mais rica em nebulosas e aglomerados estelares, porque é mais ou menos naquela direção que se localiza o centro da Via Láctea. Contudo, não possui estrelas excepcionalmente brilhantes.

Ao sul da Balança vamos encontrar a constelação do Lobo, e nas proximidades a do Triângulo Austral; sua estrela mais brilhante é Atria(23).

Céu da primavera

24

25

26

27

Nosso ponto de referência nesta época do ano será a constelação do Pégaso. Olhando na direção norte, a aproximadamente 45 graus de altura, veremos um “quadrado” formado por quatro estrelas de médio brilho. A diagonal do quadrado na direção nordeste indica a constelação de Andrômeda.

A leste do Pégaso localizamos a “Cruz do Norte”, nome como é também conhecida a constelação de Cisne. A estrela que se destaca nela é Deneb(24). Ao sul do Cisne vemos a estrela Altair(25), na Águia, que juntamente com Deneb e Vega formam um grande triângulo equilátero. Bem alto no céu temos a modesta constelação de Aquário e, ao lado desta, a leste, Peixes. Ambas só possuem estrelas fracas.

Ao sul do Aquário está a constelação de Peixe Austral com Fomalhaut(26) e, mais ao sul ainda, as constelações de Grou, Pavão e Fênix. Finalmente uma estrela chama a atenção perto de Fênix: é Achernar(27), que identifica a foz do rio Eridano que nasce nas proximidades do Órion, constelação dominante no verão.

SUGESTÕES PARA LEITURA

CANIATO, Rodolpho. Astronomia. São Paulo, vol. 1, 2 e suplemento, 1985.

- - - - -. O céu. Campinas, UNICAMP, vol. 1, 1975.

FARIA, Romildo P. Fundamentos de Astronomia. Campinas, Papirus, 1982.

LACROUX, Jean & BERTHIER, Denis. Guia prático de Astronomia. Lisboa, Gradiva, 1994.

MARCHAND, Pierre. O céu e seus mistérios. São Paulo, Melhoramentos, 1994.

MOURÃO, Ronaldo R.F. Dicionário enciclopédico de Astronomia e Astronáutica. 2ª ed., Rio de Janeiro, Nova Fronteira, 1995.

Revista Ciência Hoje. Rio de Janeiro, SBPC.

Revista Ciência Hoje das crianças. Rio de Janeiro, SBPC.

Revista Galileu. São Paulo, Globo.

Revista Superinteressante. São Paulo, Abril.

SAGAN, Carl. Cosmos. Rio de Janeiro, Francisco Alves, 1980.

VIEIRA, Fernando. Identificação do céu. Rio de Janeiro, Fundação Planetário da Cidade do Rio de Janeiro, 1995.

ENDEREÇOS INTERESSANTES NA INTERNET

http://www.rio.rj.gov.br/planetario (Fundação Planetário da Cidade do Rio de Janeiro)

http://www.on.br (Observatório Nacional)

http://www.info.lncc.br/mast (Museu de Astronomia)

http://www.eciencia.usp.br (Estação Ciência)

http://planetscapes.com/solar/portug/homepage.htm (Sistema Solar)

http://www.if.ufrgs.br/ast (Universidade Federal do Rio Grande do Sul)

http://yabae.cptec.inpe.br/meteoimages/homesetp.html (imagens meteorológicas)

http://spacelink.nasa.gov/index.html (NASA)

http://www.jpl.nasa.gov/calendar (calendário da NASA)

http://www.gsfc.nasa.gov (Goddard Space Flight Center – NASA)