Observação de fenômenos astronômicos Como e Para Quê Norte Poente Nascente ESFERA CELESTE Esfera e semi-esfera celestes Coordenadas astronômicas alti-azimutal e equatorial Eq ua do r Tr ó Câ pic nc o d er e Pl an o ve rti ca l T Ca róp pr ico ic ór de ni o Oeste Polo Sul Latitude 20o Sul Sul Sul 20o Plano Horizontal Norte Norte Leste Leste So ls tíc ze de io m br o Equador Eq do r ver al Póloo Norte 40 38' Norte Po Su lo l Oeste Pólo Sul tic Latitude 4o 38' Norte Sul de S de ols ju tíci nh o o no Oeste 20o Sul Norte Sul Latitude 33o 48' Sul 33o 48' Leste Leste ua do r Pólo Sul Sul Oeste 20o Norte Plano Horizontal Leste Francisco de Borja López de Prado Johanna A.E. de Knegt López de Prado Gilson Antônio Nunes Mestre não é quem sempre ensina, mas quem, de repente, aprende. Guimnarães Rosa Belo Horizonte 2016 ua do r Norte Leste Eq Eq So de lstí jun cio ho Oeste Plano Horizontal Plano Horizontal Plano Horizontal So lst d íci ze e o mb ro ua Pla Trópico de Capricórnio de Trópico de Câncer Por que este curso? Alguns esclarecimentos Depois de ter escrito vários textos para possibilitar a observação, análise e explicação de fenômenos astronômicos, achamos oportuno elaborar um curso em poucas folhas para diminuir os gastos em papel e impressão. Desta maneira, esperamos, que mais alunos, educadores e público em geral possam conhecer, observar e explicar fenômenos astronômicos. Por isso foi feita uma seleção de temas e, sobretudo uma redução de material impresso. São suficiente pucas folhas impressas na frente e no verso para editar todos os textos deste curso. Além disso foi possível disponibilizar os aparelhos e modelos para serem impressos simplesmente em papel. Para dar continuidade a este curso estamos elaborando outro curso dedicado a identificar estrelas e constelações. Alguns termos ou conceitos que orientam este curso Ensino: derivado de duas palavras latinas: in (em, no) e signum (sinal), isto quer dizer ir no sinal ou assinalar caminhos. Complicar: derivado de duas palavras latinas: cum (com) e plicare (fechar) que podemos traduzir como ir no que está fechado. Explicar: derivado de duas palavras latinas: ex (de, desde) e plicare (fechar) que podemos traduzir como ir no fechado e abrí-lo. Aplicar: derivado de uma palavra grega a (não, negação) e uma palavra latina plicare (fechar) que podemos traduzir como negar ou sair do fechado ou criar novo conhecimento. Implicar: derivado de duas palavras latinas in (em, dentro) e plicare (fechar) que podemos traduzir como entrar no fechado e sair dele elaborando novo conhecimento. Os termos aplicar e implicar são análogos e podem ser interpretados como «navegar por mares dantes nunca navegados» O que se pretende com este curso O que pretendemos, pois, com este curso é: - assinalar caminhos para que cada um e todos os participantes do curso, se informem sobre quando acontecem fenômenos astronômicos e possam observá-los. - com-plicar, isto é, possibilitar que todas as perguntas, questões, dificuldades sobre cada fenômeno se tornem presentes. - ex-plicar, isto é, «abrir» todas as dificuldades, evidenciar cada fenômeno, patente-á-lo a-plicar ou im-plicar, isto é, partido dos conhecimentos, atitudes e capacidades anteriormente conquistados, partir para novos conhecimentos, novas questões, novos fenômenos que queremos observar e explicar. Belo Horizonte e Brumadinho Francisco de Borja López de Prado A ESFERA OU ABÓBADA CELESTE A nossa percepção de distâncias é limitada. Só distinguimos as diversas distâncias entre nós e os objetos só quando eles estão relativamente próximos de nós. É por isso que quando olhamos para a Lua e para o Sol não percebemos quanto mais longe de nós está o Sol do que a Lua. Quando à noite olhamos para a Lua, para os planetas ou para as estrelas não damos conta de perceber quem está mais perto ou mais longe de nós. No desenho acima a moça e o rapaz estão observando o Sol e a Lua no céu no 21o dia da lunação aproximadamente às 8:00h da manhã. Eles, no entanto, não podem perceber que o Sol está muito mais distante deles do que a Lua. Norte Poente Nascente A Lua, o Sol, os planetas, as estrelas e todos os astros aparecem para nós igualmente distanciados. Temos a impressão que eles se movimentam numa semi-esfera no céu acima de nosso olhar. Baseados nisso os astrônomos elaboraram a imagem da abóbada celeste ou esfera celeste que passamos a apresentar nas páginas seguintes. Modelo da esfera celeste O desenho nesta página mostra como aparece a esfera celeste para um observador situado na latitude 20º Sul. A elipse cinza representa o plano horizontal onde está situado o observador. Ela divide a esfera celeste em duas regiões. Uma semi-esfera situada acima desse plano, é nela que podemos observar todos os astros desde seu nascer até seu ocaso. A outra semi-esfera está situada abaixo desse plano e os astros que nela se movimentam permanecem invisíveis para o observador. T Ca róp pr ico ic ór de ni o Eq ua do r Pl an o ve rti ca l Na semi-esfera visível os arcos com linhas cheias representam o plano do equador e os trópicos de Câncer e de Capricórnio. A posição do polo Sul celeste está 20º acima do plano horizontal Sul que tem mesmo valor que a latitude local. A direção dos planos do equador e dos dois trópicos forma um ângulo com o horizonte Norte igual à 90º menos a latitude local (em valor absoluto), isto é 70º. Pol o Sul Latitude 20o Sul Sul Sul Tr ó Câ pic nc o d er e Oeste 20o Norte Norte Plano Horizontal Leste Leste Fig.1 1 Passamos a representar, a partir de agora, somente a semi-esfera que está acima do horizonte, isto é, a semi-esfera visível na qual identificaremos as posições do Sol, Lua, planetas, estrelas e constelações. Nos desenhos, a seguir, representamos a Semi-esfera celeste para a latitude mais ao Norte do Brasil, 4o 38' Norte (Fig. 2) , para a latitude média, 20o Sul (Fig.3) e para a latitude mais ao Sul do Brasil, 33o 48' Sul Fig. 4). Equador Trópico de Câncer Pla Trópico de Capricórnio no ver tic Oeste al o Latitude 4 38' Norte Póloo Norte 40 38' Norte Sul Plano Horizontal Leste Fig. 2 So Eq ls tíc d io e ze m br o ua de do r S de ols ju tíci nh o o Oeste Pól o Sul 20o Sul Norte Plano Horizontal Leste Fig. 3 So lst d íci ze e o mb ro de Po Su lo l Eq ua do r So de lstí jun cio ho Oeste o Latitude 33 48' Sul o 33 48' Sul Norte Plano Horizontal Leste Fig. 4 2 Semi-esfera celeste para um observador na latitude 20o Sul. Nesta semi-esfera estão representadas com linhas contínuas as trajetórias do Sol no solstício de junho (inverno), nos equinócios de setembro e março (primavera e outono) e no solstício de dezembro (verão). Em cada uma das trajetórias foi desenhada a posição do Sol no nascer, na passagem pelo meridiano (m.d.s.) e no ocaso. Eq ua do r Pól o Sul Sul Oeste 20o Norte Plano Horizontal Leste Nesta semi-esfera estão também representadas, mas com linhas tracejadas, as trajetórias das estrelas Acrux do Cruzeiro do Sul, Castor da constelação dos Gêmeos e Deneb da constelação do Cisne. Em cada uma das trajetórias foi desenhada a posição do nascer, da passagem pelo meridiano (trânsito) e do ocaso. Diferentemente do Sol, as estrelas sempre descrevem a mesma trajetória numa dada latitude. isto é, nascem, passam pelo meridiano e se põem sempre na mesma posição. COORDENADAS ASTRONÔMICAS Sistema alti-azimutal Coordenadas: azimute e altura O azimute é o ângulo medido ao longo do horizonte partindo do Norte. A altura indica quanto um astro está afastado do horizonte do observador. Esse ângulo é positivo acima do horizonte e negativo abaixo do horizonte. Sistema equatorial, Coordenadas: Ascensão Reta e Declinação A Ascensão Reta é o ângulo horário medido sobre o equador partindo do ponto gama (g ) ou ponto do equinócio de março. As ascensões retas são consideradas positivas quando coincidem com o sentido do movimento aparente do Sol pela eclíptica. A Decclinação representa o ângulo de afastamento do equador de um astro. É assinalada declinação 0o no equador celeste. As declinações são positivas e aumentam do equador até o Pólo Norte, onde a declinação é de +90º ou 90º Norte..Elas são negativas do equador ao Pólo Sul cuja declinação vale – 90º ou 90º Sul. Sugestão de atividades Com uma luneta de montagem alti-azimutal mostrar as coordenadas deste sistema. Com um telescópio de montagem equatorial, depois de orientá-lo para a latitude local, mostrar as coordenadas de Ascensão Reta e de Declinação. 3