Por que acontecem os eclipses
Em poucas palavras
Um eclipse acontece quando Sol, Terra e Lua ficam quase alinhados. Se a Lua passa entre o Sol e a Terra, sua sombra cai sobre uma parte do planeta e temos um eclipse solar. Se a Terra fica entre o Sol e a Lua, a Lua entra na sombra terrestre e temos um eclipse lunar.
Status do conhecimento: Consolidado
Fato ou mecanismo bem estabelecido, confirmado por observação e experimento repetidos.
A geometria que produz eclipses solares e lunares e sua previsibilidade são conhecimento plenamente estabelecido. Não há ponto em aberto relevante para a explicação básica.
Aprofundamento científico
Dois tipos de alinhamento
No eclipse solar, a Lua nova passa na frente do Sol e projeta uma sombra sobre a Terra. Quem está dentro da sombra mais escura, chamada umbra, vê o Sol totalmente coberto. Quem está na penumbra, a sombra parcial ao redor, vê o Sol parcialmente coberto. A região em que o eclipse total é visível é estreita, uma faixa de algumas dezenas a poucas centenas de quilômetros de largura.
No eclipse lunar, a Lua cheia atravessa a sombra da Terra. Como a sombra é grande, o eclipse é visível em todo o lado noturno do planeta e dura horas. Durante a fase total, a Lua costuma ficar com tom avermelhado, porque a atmosfera terrestre desvia para a sombra a luz vermelha do Sol, enquanto dispersa as outras cores.
Por que não há eclipse todo mês
A Lua completa uma volta em torno da Terra em cerca de um mês, então haveria uma Lua nova e uma Lua cheia a cada ciclo. Mas o plano da órbita lunar é inclinado, em cerca de cinco graus, em relação ao plano da órbita da Terra em torno do Sol. Na maior parte dos meses, a Lua passa um pouco acima ou abaixo da linha entre Sol e Terra, e a sombra não atinge o alvo.
Os eclipses só ocorrem quando a Lua nova ou cheia coincide com o ponto em que sua órbita cruza o plano da órbita terrestre, chamado nodo. Isso acontece algumas vezes por ano, em épocas conhecidas como temporadas de eclipses, e permite que os astrônomos calculem datas com grande antecedência.
A coincidência dos tamanhos
O Sol é muito maior que a Lua, mas está muito mais distante. A razão entre os dois é parecida: vistos da Terra, ambos têm tamanho angular quase igual, cerca de meio grau. Por isso a Lua pode cobrir o disco solar quase exatamente. Essa semelhança é uma coincidência da época atual, não uma lei física.
Como a órbita da Lua é elíptica, a distância varia. Quando ela está mais perto, cobre todo o Sol e há eclipse total. Quando está mais longe, parece menor e deixa um anel brilhante de luz solar ao redor, formando um eclipse anular.
Eclipses como ferramenta científica
Durante um eclipse total, a luz intensa do disco solar fica bloqueada e é possível observar a coroa, a atmosfera externa do Sol. Esses momentos foram valiosos para estudos solares.
Observar o Sol diretamente, inclusive durante um eclipse parcial, danifica os olhos e exige filtros próprios para esse fim. Já os eclipses lunares podem ser vistos a olho nu com segurança.
Diagrama
- Órbita da Lua é inclinadaO plano orbital lunar forma cerca de 5 graus com o da Terra.
- Lua passa por um nodoEm algumas épocas, a órbita cruza o plano da órbita da Terra.
- Corpos se alinhamSol, Terra e Lua ficam quase na mesma linha.
- Sombra é projetadaA Lua sombreia a Terra ou a Terra sombreia a Lua.
- Eclipse é observadoA região dentro da sombra vê o Sol ou a Lua escurecidos.
A inclinação da órbita explica por que os eclipses não ocorrem todo mês.
Tabelas e comparações
| Eclipse solar | Eclipse lunar | |
|---|---|---|
| Fase da Lua | Lua nova | Lua cheia |
| Quem fica no meio | A Lua | A Terra |
| Onde é visível | Em faixa estreita da Terra | Em todo o lado noturno do planeta |
| Duração da fase total | Poucos minutos | Mais de uma hora, em geral |
| Observação direta | Exige filtro próprio; é perigoso sem proteção | Seguro a olho nu |
Exemplos do cotidiano
- Um eclipse solar total faz o dia escurecer de repente, com queda de temperatura e silêncio dos animais, segundo relatos de observadores.
- Durante um eclipse lunar, a Lua adquire tom alaranjado ou avermelhado, popularmente chamado de Lua de sangue.
- Nos eclipses anulares, o Sol aparece como um anel luminoso em volta do disco escuro da Lua.
- Sob árvores, as frestas entre as folhas projetam pequenas imagens do Sol em forma de crescente durante um eclipse parcial.
- Calendários astronômicos listam eclipses com anos de antecedência, porque o movimento de Sol, Terra e Lua é regular e calculável.
Conceitos relacionados
- Umbra
- Região da sombra em que a fonte de luz fica totalmente bloqueada.
- Penumbra
- Região de sombra parcial, onde só parte da fonte de luz é bloqueada.
- Nodo lunar
- Ponto em que a órbita da Lua cruza o plano da órbita da Terra em torno do Sol.
- Eclipse anular
- Eclipse solar em que a Lua, mais distante, não cobre todo o Sol e deixa um anel visível.
- Ciclo de Saros
- Período de pouco mais de 18 anos após o qual a geometria de Sol, Terra e Lua se repete de forma semelhante.
Curiosidades
- A Lua se afasta da Terra a poucos centímetros por ano, então, no futuro distante, eclipses totais deixarão de ocorrer.
- O ciclo de Saros era conhecido por astrônomos antigos, que o usavam para prever eclipses.
- Um eclipse total de Sol dura, no máximo, alguns minutos em cada ponto da faixa de totalidade.
Contexto histórico
Os eclipses foram registrados por várias civilizações antigas, e astrônomos da Mesopotâmia e da China identificaram padrões de repetição que permitiam prever eclipses com razoável precisão.
Em 1919, durante um eclipse total do Sol, expedições britânicas, incluindo uma em Sobral, no Ceará, mediram o desvio aparente da posição de estrelas próximas ao Sol. O resultado foi interpretado como favorável à previsão da relatividade geral de Einstein sobre a curvatura da luz pela gravidade.
Em resumo
- Eclipses ocorrem quando Sol, Terra e Lua se alinham.
- No eclipse solar, a Lua cobre o Sol; no lunar, a Lua entra na sombra da Terra.
- Não há eclipse todo mês porque a órbita da Lua é inclinada.
- Seus tamanhos aparentes parecidos permitem eclipses solares totais.
Fontes
- Eclipses — NASA, Science, Institucional
- Eclipse — Encyclopaedia Britannica, Enciclopédia
- Five Millennium Catalog of Solar Eclipses — Fred Espenak e Jean Meeus, NASA, 2006, Institucional
- A Determination of the Deflection of Light by the Sun's Gravitational Field — F. W. Dyson, A. S. Eddington e C. Davidson, Philosophical Transactions of the Royal Society, 1920, Artigo científico
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