Lua - DAS/INPE

ECLIPSES DA LUA (e do Sol)
&
VISITA AO MINIOBSERVATÓRIO ASTRONÔMICO
27-28 de outubro de 2004
21h30min - 0h30min
Dr. André Milone
Divisão de Astrofísica
Coordenação Geral de Ciências Espaciais e Atmosféricas
&
Coordenação de Relações Institucionais
Avisos:
●
WCs no Centro de Visitantes e Prédio do Restaurante!
●
Proibido fumar e acender luzes!
●
ROTEIRO da PALESTRA
Origem da Lua
Fases e topografia da Lua
Dimensões da Terra, Lua e Sol
Órbita e movimentos da Lua
Eclipses da Lua: tipos e durações
O eclipse de hoje
Eclipses do Sol: tipos e durações
Frequência dos eclipses
Próximos eclipses
Outubro/2004
Dr. André Milone (DAS-INPE)
2
A Terra e o seu satélite natural
Outubro/2004
Dr. André Milone (DAS-INPE)
3
Origem da Lua: quatro hipóteses
• Colisão de um proto-planetóide com a proto-Terra
• Ruptura rotacional da Terra
• Captura gravitacional pela Terra
• Agregação gravitacional simultânea com a Terra
regolito: 60 km, basalto (Fe e Ni) nos mares, voltados para a Terra, e anortosito (Ca, Al e Si) nos montes
1500 km
250 km, abalos sísmicos/parcialmente liquefeito
Animações em:
http://www.brasilolheparaoceu.org.br
Outubro/2004
Dr. André Milone (DAS-INPE)
4
Fases da Lua: quantas são?
(fotos de André Milone, no Obs. do Valongo/UFRJ, 1988)
Outubro/2004
Dr. André Milone (DAS-INPE)
5
Lua em
fases seqüenciais,
Dr. André Milone (DAS-INPE)
a cada ≈2,5 dias (1/12 da lunação)
6
Dr. André Milone (DAS-INPE)
A Lua em
fases seqüenciais
7
Mar da Tranquilidade
(Apollo 11, 1969)
Mar do Néctar
Mar da
Fecundidade
Montes Cáucasos
Mar da Crise
Cratera Eudoxus
Mar da Serenidade
Cratera Aristóteles
A Lua em
fases seqüenciais:
Dr. André Milone (DAS-INPE)
quarto-crescente
8
Dr. André Milone (DAS-INPE)
A Lua em
fases seqüenciais
9
Dr. André Milone (DAS-INPE)
A Lua em
fases seqüenciais
10
Cratera
Tycho
Mar das Mar dos
Nuvens Humores
Mar do
Néctar
Mar da
Fecundidade
Cratera
Mar da
Copérnico
Tranquilidade Mar do
Vapor
Mar da
Crise
Mar da
Serenidade
Mar Imbrium
Cratera
Aristóteles
Oceano
Procellarum
Cratera
Kepler
Cratera
Aristarco
Cratera
Platão
A Lua em
fases
seqüenciais:
Dr. André
Milone (DAS-INPE)
cheia
11
Dr. André Milone (DAS-INPE)
A Lua em
fases seqüenciais
12
Dr. André Milone (DAS-INPE)
A Lua em
fases seqüenciais
13
Mar das Nuvens
Cratera Tycho
100 milhões de anos
Cratera Hiparco
Cratera Ptolomeu
Cratera Eratóstenes
Montes Apeninos
Mar dos
Humores
Cratera Copérnico
1 bilhão de anos
diâmetro=90km
borda=5km
Oceano
Procellarum
Cratera Kepler
Cratera Aristarco
diâmetro=37km
Cratera Arquimedes
Mar Imbrium
Cratera Platão
A Lua em
fases
seqüenciais:
Dr. André
Milone (DAS-INPE)
quarto-minguante
14
Dr. André Milone (DAS-INPE)
A Lua em
fases seqüenciais
15
Dr. André Milone (DAS-INPE)
A Lua em
fases seqüenciais
16
A Lua em fases seqüenciais:
intervalos de 1/12 da lunação ou 2,461 dias (solares)
Julho/2003
Dr. André Milone (DAS-INPE)
Desenhos feitos por Galileu Galilei (1610)
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Percepção da esfericidade da Terra:
sombra circular em eclipses da Lua
(Pitágoras 530 a.C. & Aristóteles 350 a.C.)
Comparando os tamanhos da Lua e Terra
www.brasilolheparaoceu.org.br
Dados técnicos:
• Gravidade superficial, g = G.M/R2 & Densidade Média, ρ = 3M/4πR3
• Terra: g=9,8 m/s2 (veloc. escape=11,2 km/s) & ρ=5,5 g/cm3
• Lua: g=1,6 m/s2 =16% da terrestre! (veloc. escape=2,4 km/s) & ρ=3,3 g/cm3
Outubro/2004
Dr. André Milone (DAS-INPE)
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A LGUNS DADOS FÍSICOS
D iâm etro
equatorial
Terra
M assa
(com parativa à
Terra)
12.756 km
Lua
Sol
DO
3.476 km
1.392.000 km
S OL , T ERRA E
V olum e
(com parativo à
Terra)
1
D istância m édia
à Terra
1
1/80
333.000
L UA .
1/50
1.300.000
-----------------384.400 km
149.600.000 km
Diâmetro
e
Distância
(relativos ao diâmetro terrestre)
Terra
Lua
Sol
Outubro/2004
1
 1/4
 100
--- 30
 12.000
Dr. André Milone (DAS-INPE)
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A translação da Lua
(fora de escala):
fases principais vistas do hemisfério sul da Terra
Dados técnicos:
(exemplo de atividade prática)
• Lunação = 29 dias, 12 h e 44 min
• Período de translação sideral da Lua
= 27 dias, 7 h e 43 min (igual ao
Período sideral de rotação da Lua!)
• A Lua surge no céu ≈50 minutos
mais tarde a cada dia
Outubro/2004
“minguante”
“crescente”
“minguante”
“cheia”
“nova”
“crescente”
Dr. André Milone (DAS-INPE)
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Órbita da Lua em diferentes pontos da órbita da Terra
(fora de escala!)
www.astronomia.if.ufrgs.br
Dados técnicos:
• Sincronia dos movimentos de rotação e translação da Lua ↔ mesma face para a Terra
• Órbita da Lua é elíptica: dTerra-Lua=356.000 a 406400 km ↔ libração da Lua
• O equador da Lua é inclinado em apenas 1° em relação à órbita da Lua
• Inclinação de ≈5° entre as órbitas da Lua e Terra ↔ não há eclipses em todas lunações
• Precessão retrógrada da órbita lunar (Período=18,6 anos) ↔ frequência dos eclipses
Outubro/2004
Dr. André Milone (DAS-INPE)
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A face oculta da Lua visualizada em duas imagens
(repare que a Lua está em fase nova!)
Outubro/2004
Dr. André Milone (DAS-INPE)
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Tipos de eclipses da Lua
Penumbral
• Quando a Lua percorre apenas a penumbra da Terra
• Imperceptível à visão humana
Parcial
• Quando a Lua fica parcialmente imersa na umbra da Terra
Total
• Quando a Lua fica totalmente imersa na umbra da Terra
• Não fica totalmente obscurecida
• Magnitude = diâmetros lunares imersos (dir. radial) @ meio da totalidade
Fenômenos de observação simultânea &
Vistos a partir de todo hemisfério noturno da Terra!
Outubro/2004
Dr. André Milone (DAS-INPE)
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Ilustração em escala
de um eclipse total da Lua
9.200 km
3.700 km/h
1.400.000 km
Julho/2003
Dr. André Milone (DAS-INPE)
25
Imagens de eclipses da Lua
Outubro/2004
Dr. André Milone (DAS-INPE)
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Durações dos eclipses da Lua
Durante um eclipse lunar, a Lua percorre a sombra da
Terra com uma velocidade média de 3.700 km/h
No caso de um eclipse total, a Lua precisa percorrer no máximo
o diâmetro da umbra terrestre que na distância da Lua tem em
média 9.200 km; então a totalidade pode durar até 1 hora e 40
minutos e o fenômeno completo desde o ínício até o fim da
parcialidade pode durar até 3 horas e 48 minutos ou 6 horas
considerando os percursos da penumbra
http://www.brasilolheparaoceu.org.br
Outubro/2004
Dr. André Milone (DAS-INPE)
27
O eclipse total da Lua de hoje:
“passeio” da Lua através da sombra da Terra
Instantes:
• Início da fase penumbral às 21h05 (dia 27)
• Início da fase umbral às 22h15 (dia 27)
• Início da totalidade às 23h25 (dia 27)
• Meio da totalidade às 0h05 (dia 28)
• Fim da totalidade às 0h45 (dia 28)
• Fim da fase umbral 1h55 (dia 28)
• Fim da fase penumbral às 3h05 (dia 28)
Totalidade dura 1 hora e 20 minutos!
Evento visível dura 3 horas e 40 minutos!
Outubro/2004
Dr. André Milone (DAS-INPE)
28
Imagens de eclipses da Lua
Tipos de eclipses do Sol
Parcial
• Quando a Lua projeta apenas sua penumbra na Terra
• O Sol, visto de alguns locais, é parcialmente encoberto pela Lua
Anular
• Quando a Lua está alinhada com o Sol e projeta apenas sua
penumbra na Terra
• É visto como parcial não-anular de certos locais
Total
• Quando a Lua projeta sua umbra (e penumbra) na Terra
• É visto como parcial de certos locais
Fenômenos de observação não-simultânea!
Outubro/2004
Dr. André Milone (DAS-INPE)
Ilustrações fora de escala: http://www.brasilolheparaoceu.org.br
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Durações dos eclipses do Sol
Durante um eclipse solar, a penumbra e/ou umbra da Lua
percorre a superfície da Terra com uma velocidade de
≈2.000 km/h determinada pela translação da Lua projetada
na Terra e pela rotação terrestre (sentidos contrários)
• No caso de um eclipse total, a extensão da umbra lunar na Terra tem no máximo
270 km, então a totalidade pode durar até 7,5 minutos enquanto o fenômeno
completo pode durar 2 horas
Outubro/2004
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Eclipse Total do Sol de 11/08/1999 fotografado da estação orbital MIR
Seqüência de imagens de um eclipse total do Sol:
Zâmbia, 21/06/2001
Outubro/2004
Dr. André Milone (DAS-INPE)
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Imagens de um eclipse anular do Sol:
China, 23/09/1987
Tamanhos angulares comparáveis do Sol e Lua:
semelhança de triângulos!
0,5°
dLua
RLua
dSol
RSol/RLua = dSol/dLua
RSol
Projeção da sombra da Lua em dois eclipses totais do Sol
Outubro/2004
Dr. André Milone (DAS-INPE)
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Frequência dos eclipses da Lua e Sol
Se a órbita da Lua estivesse no mesmo plano da órbita da
Terra:
• Os eclipses da Lua e Sol ocorreriam em todas Luas Cheias e Novas respectivamente
Se a orientação da órbita da Lua não variasse
considerando a inclinação entre os planos orbitais):
(mas
• Os eclipses da Lua e Sol ocorreriam a cada 6 meses (aos pares talvez)
Mas, como a órbita da Lua é inclinada e tem precessão
retrógrada além de outros fatores geométricos:
• Os eclipses ocorrem a cada 173 dias (1, 2 ou 3 eclipses) numa certa ordenação
perfazendo um ciclo a cada 18 anos e 11 dias (Período de Saros, com 41 eclipses
solares e 29 lunares).
Os
eclipses
solares
acontecem
em
maior
número.
Anualmente, ocorrem no mínimo 2 eclipses (que são solares) e
no máximo 7 (5 solares e 2 lunares ou 4 solares e 3 lunares).
• Porém, de um dado local, há mais chance de se observar eclipses lunares!.
Outubro/2004
Dr. André Milone (DAS-INPE)
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PRÓXIMOS ECLIPSES do SOL e da LUA
http://www.das.inpe.br/divulgacao
(até 2010)
Solar
Lunar
08/04/2005: anular-total, visível como parcial do oeste do
Brasil (pôr do Sol).
03/10/2005: anular, não visível do Brasil.
17/10/2005: parcial, não visível do Brasil.
29/03/2006: total, totalidade no RN (nascer do Sol !).
07/09/2006: parcial, não visível do Brasil.
22/09/2006: anular, visível como parcial do Brasil.
18/03/2007: parcial, não visível do Brasil.
03/03/2007: total, visível de todo Brasil.
28/08/2007: total, de difícil visibilidade no
Brasil (ocaso da Lua!).
11/09/2007: parcial, visível do centro-sul do Brasi (manhã!).
Outubro/2004
Dr. André Milone (DAS-INPE)
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Ilustração do efeito de maré total
sobre os oceanos da Terra
na ocasião da Lua cheia (fora de escala)
F1-2 = G.m1.m2/d2
Fo  Mo.R /d3
FL /F  ML /M  .(d /dL )3  2,2
Outubro/2004
Dr. André Milone (DAS-INPE)
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