Este capítulo tem o propósito de explicar conceitos básicos da astronomia para facilitar o aprendizado de muitos fenômenos e ocorrências do universo.
Como o universo é imensamente grande e está a milhões de quilômetros de distância é impossível estudá-lo “in locco”, por isso os astrônomos criaram um sistema de estudo relativo, tudo que está no universo é feito no papel (ou computador), desenvolvendo raciocínios para medir e explicar o universo.
De saída criaram a ideia de uma esfera que envolvesse a Terra, com todas as características da Terra, seu eixo, polos, horizonte, pontos cardeais e tudo o mais que tem na Terra e desenvolveram meios de fazer medições usando a geometria.
Vejamos a seguir estes mecanismos de estudo.
Esfera celeste
A esfera celeste é uma esfera gigantesca, imaginaria, ao redor da Terra. Nela estão repousados todos os objetos que podem ser vistos no céu. Popularmente falando, é o céu que nos contorna.
A esfera celeste tem um raio infinito, quer dizer, não tem medida, a medida é o ponto em que o olho do observador vê.
Ela tem um eixo de rotação, que é o prolongamento do eixo terrestre, em torno do qual a esfera celeste gira, como se fosse um movimento de rotação, aparentemente de Leste para Oeste, no sentido contrário ao do movimento de rotação da Terra, que é de Oeste para Leste. Este movimento de rotação aparente perfaz uma volta completa a cada dia, pois ele é o reflexo do movimento de rotação da Terra.
O movimento verdadeiro de rotação da Terra faz com que os demais astros pareçam mover-se no firmamento de Leste para Oeste, nascendo no setor Leste, elevando-se através do céu até a passagem meridiana e se pondo no setor Oeste. Este movimento é denominado movimento aparente e também, movimento diurno, porque acontece todos os dias.
Horizonte
É o ponto onde se localiza o plano tangente à Terra, onde o observador vê a linha imaginária da esfera celeste se encontrar com a Terra.
Imaginemos o observador no centro da esfera celeste vendo a Terra projetada no espaço. O horizonte é o ponto em que ele “vê” a Terra cruzar a esfera celeste.
Zênite
Ponto acima da cabeça do observador, onde a linha vertical perpendicular ao horizonte corta a esfera celeste. A linha vertical deve estar a prumo e não inclinada.
É o ponto mais alto da esfera celeste em relação ao observador.
Nadir
Ponto abaixo do observador, onde a linha vertical perpendicular ao horizonte corta a esfera celeste. A linha vertical deve estar a prumo e não inclinada.
É o ponto mais baixo da esfera celeste em relação ao observador.
Então Nadir é o ponto, diametralmente, oposto ao zênite.
Como o observador, imaginariamente, está na linha do equador da Terra, que se prolonga até o equador da esfera celeste, ele divide a esfera celeste em dois hemisférios Hemisfério zenital e hemisfério nadiral.
Equador Celeste
É o ponto máximo em que o prolongamento do equador da Terra corta a esfera celeste. É a continuação do equador terrestre. Como a linha do equador terrestre é circular, também o é a linha do equador celeste.
Então, podemos dizer que o equador celeste é a linha imaginária determinada pelo plano equatorial celeste
Mas o que é plano equatorial celeste?
Primeiro precisamos dizer que plano é um espaço delimitado por linhas. Aí podemos dizer que plano equatorial celeste é um espaço delimitado pela linha imaginária do equador celeste.
Tecnicamente, plano equatorial celeste é um plano imaginário, perpendicular ao eixo da Esfera Celeste, equidistante dos polos Norte e Sul celestes, que passa no centro da Esfera Celeste e a divide em duas partes iguais.
Polo Norte Celeste
É o ponto em que o prolongamento do eixo terrestre encontra a esfera celeste, no hemisfério Norte.
É a continuação do eixo da Terra, no hemisfério Norte.
Polo Sul Celeste
É o ponto em que o prolongamento do eixo terrestre encontra a esfera celeste, no hemisfério
Sul.
É a continuação do eixo da Terra, no hemisfério Sul.
Círculo Vertical
Um semicírculo que começa no zênite, corta o equador celeste e termina em nadir. O semicírculo será vertical.
Ponto Geográfico Norte
É o ponto em que o círculo vertical que passa pelo Polo Norte Celeste corta o Horizonte. Também é chamado de Ponto Cardeal Norte.
Ponto Geográfico Sul
É o ponto em que o círculo vertical que passa pelo Polo Sul Celeste corta o Horizonte. Também é chamado de Ponto Cardeal Sul.
Círculo de altura
Qualquer círculo paralelo ao horizonte. Também é chamado de paralelo de altura ou almucântara.
Meridiana
É a linha que liga os pontos geográficos Norte e Sul.
Pontos geográficos Leste e Oeste
São que os pontos que estão no extremo do horizonte. São encontrados traçando uma linha perpendicular à meridiana de um extremo do horizonte a outro. Esta linha se chama Leste/Oeste.
Paralelo Celeste
Qualquer círculo paralelo ao equador celeste. É como os paralelos da Terra.
É também chamado de círculo de altura.
Meridiano Celeste
Qualquer círculo que passa pelo zênite e nadir. É como os meridianos da Terra.
É também chamado de círculo vertical.
Movimento diurno
É o movimento aparente diurno do Sol no sentido Leste/Oeste.
O movimento de rotação terrestre ocorre no sentido anti-horário, isto é, no sentido Oeste/Leste. Se observássemos a Terra do lado de fora, sobre o polo norte, veríamos seu giro no sentido oposto ao dos ponteiros do relógio, no sentido Oeste/Leste. Mas estando na Terra nós vemos o Sol nascer primeiro no Leste e caminhar para o Oeste. Isso causa a impressão de que a esfera celeste está girando de leste para oeste, em torno de um eixo imaginário. Na verdade, esse movimento aparente, chamado movimento diurno dos astros, é um reflexo, no espelho (a imagem no espelho é invertida), do verdadeiro movimento da Terra. Ele é chamado movimento diurno porque a esfera celeste imaginária leva um dia para completar o giro sobre seu eixo imaginário.
Eclíptica
É o movimento aparente anual do Sol. É a trajetória anual do Sol entre as estrelas, reflexo do movimento orbital da Terra
O movimento de translação terrestre ocorre no sentido anti-horário, isto é, no sentido Oeste/Leste, mas aparentemente, a Terra está parada e é o Sol que se move entre as estrelas no sentido Leste/Oeste. É como se fosse o reflexo, num espelho (a imagem no espelho é invertida), do movimento de translação da Terra descrevendo uma trajetória chamada eclíptica.
Assim, o Sol, ao mesmo tempo que descreve seu círculo diurno como consequência da rotação da Terra, nascendo a Leste e se pondo a Oeste, também percorre uma órbita aparente anual ao redor do nosso planeta, como efeito do movimento de translação da Terra, caminhando de Leste para Oeste.
Como o plano da órbita da Terra, no seu movimento de translação em torno do Sol, é inclinado com relação ao seu plano equatorial, no período de um ano a órbita aparente do Sol em torno da Terra também será inclinada.
CUIDADO! Não confundir elíptica com eclíptica.
Elíptica é a órbita (caminho) verdadeira que a Terra faz ao redor do Sol, durante um ano.
Eclíptica é a órbita (caminho) aparente que o Sol faz ao redor das estrelas, durante um ano.
O plano da eclíptica é traçado pela Terra, pois a eclíptica é a projeção da elíptica.
Não confundir com a elíptica da Terra.
À medida que a Terra roda em torno do seu eixo, os objetos na esfera celeste parecem rodar em torno dos polos celestes. Por exemplo, o Sol parece surgir todos os dias a Leste e desaparecer a Oeste, da mesma forma que as estrelas, os planetas e a Lua. Como a Terra gira de oeste para leste, a esfera celeste aparenta girar de leste para oeste.
Efeitos da inclinação da Terra
Para entender os efeitos da inclinação do eixo da Terra é preciso relembrar sobre o eixo terrestre.
Eixo terrestre é uma linha imaginária que corta o centro da Terra de cima abaixo, do polo Norte ao polo Sul. Ele atravessa a Terra em linha reta. É ele que determina o movimento de rotação.
Esta linha não é totalmente perpendicular ao Sol, está ligeiramente inclinada. A inclinação acontece com todos os planetas que giram em torno do Sol, todos têm a mesma inclinação em relação ao equador do Sol.
Tal inclinação tem a ver com a origem do sistema solar: todos os planetas giram em torno do Sol aproximadamente no mesmo plano, que é o plano do equador do Sol. Isto não é nenhuma coincidência, é o efeito duma propriedade física bem conhecida, a conservação do “momentum angular”: a nebulosa protosolar girava num dado eixo, o Sol gira no mesmo eixo e o disco planetário de onde se formaram os planetas também gira no mesmo eixo.
Efeitos da inclinação da Terra.
Mudança da exposição da Terra aos raios solares
Diferença do tempo de duração do dia e da noite
Equinócio e Solstício
Estações do ano
Mudança de exposição da Terra aos raios solares
A exposição da Terra aos raios solares não é igual durante o ano. Quando a Terra faz o movimento de translação, conforme ela vai girando sobre o seu eixo (movimento de rotação) de forma inclinada, ela vai se distanciando ou se aproximando do Sol e isto faz com que a parte que está mais próxima do Sol receba mais raios solares do que a que está mais distante.
Na figura a seguir podemos entender isto: a parte branca é a parte iluminada. Veja que ela muda de tamanho, ora vai crescendo, ora vai diminuindo, conforme a quantidade de raios solares que recebe. Quando os raios solares atingem diretamente a Terra, na linha do equador, os dois hemisférios ficam igualmente iluminados (a parte branca é a metade do globo). A parte branca vai diminuindo conforme os raios solares vão ficando distantes.
Diferença do tempo de duração do dia e da noite
O movimento de rotação, que a Terra faz sobre seu eixo, forma o dia e a noite. No movimento de translação, que a Terra faz ao redor do Sol, este eixo está inclinado em relação ao Sol. Por causa da Terra girar inclinada durante a translação, sua posição em relação ao Sol vai se modificando. Se a Terra está mais perto do Sol a atração é maior e a inclinação se modifica, aumentando a exposição dos hemisférios aos raios solares. É isto que determina a duração do dia e da noite, se um hemisfério estiver recebendo mais raios solares o dia será mais longo e a noite mais curta.
As regiões próximas ao equador possuem dias de duração mais uniformes ao longo do ano, com doze horas de dia e doze horas de noite. Na região tropical, delimitada pelo trópico de Capricórnio e pelo trópico de Câncer, a duração dos dias varia e nas regiões entre os trópicos e os polos, varia ainda mais. Quanto mais distante uma pessoa estiver do equador, maior será a diferença entre o dia e a noite.
Há dois dias no ano em que os dias e as noites são iguais, com doze horas cada um; são os dias 21 de março e 23 de setembro.
Há, também dois dias no ano em que ocorre o dia mais curto e a noite mais longa, são os dias 21 de junho e 21 de dezembro.
Pay attation: No dia 21 de junho ocorre o dia mais curto e a noite mais longa, no hemisfério Sul e o dia mais longo e a noite mais curta, no hemisfério Norte. O mesmo acontece no dia 21 de dezembro, no hemisfério Norte acontece o dia mais curto e a noite mais longa, enquanto no hemisfério Sul acontece o dia mais longo e a noite mais curta.
Quanto mais distante uma pessoa estiver do equador, maior será a diferença entre o dia e a noite.
Solstícios e equinócios
Os solstícios e equinócios são outra consequência da inclinação da Terra. Como já vimos os raios solares incidem sobre a Terra de acordo com a inclinação em que ela está; ora um hemisfério recebe mais raios solares, ora o outro hemisfério é que é mais iluminado. Está diferença produz dois fenômenos astronômicos, os solstícios e os equinócios.
Solstícios
Há dois dias no ano em que a luz solar reflete mais sobre um hemisfério do que sobre o outro. Quando o hemisfério Norte recebe mais luz, o hemisfério Sul está recebendo menos luz e vice-versa. Isto é o que chamamos de solstício. Tecnicamente, solstício é o momento em que o Sol, durante seu movimento aparente na esfera celeste, atinge a maior declinação em latitude, medida a partir da linha do equador. Neste momento ele estará incidindo mais sobre um dos trópicos, portanto o trópico contrário estará recebendo menos luz. Isto acontece nos dias 21 de junho e 21 de dezembro.
Em 21 de junho temos o solstício de inverno, no hemisfério Sul
Veja na figura a seguir, como a parte iluminada é pequena e a parte escura é grande, o Sol nasce tarde e se põe cedo, fica poucas horas no céu de inverno.
Em 21 de dezembro temos o solstício de verão, no hemisfério Sul.
Veja na figura a seguir, como a parte iluminada é grande e a parte escura é pequena, o Sol nasce cedo e se põe tarde, fica muitas horas no céu de verão.
No hemisfério Norte as datas são ao contrário, mas o processo é o mesmo.
Equinócios
Há dois dias no ano em que a luz solar reflete igualmente sobre os dois hemisférios. Isto é o que chamamos de equinócio. Tecnicamente, equinócio é o momento em que a duração do dia é idêntica à da noite e os hemisférios Norte e Sul recebem a mesma quantidade de luz. Neste momento ele estará incidindo sobre a linha do equador, portanto os dois hemisférios estarão igualmente iluminados. Isto acontece nos dias 21 de março e 23 de setembro.
Equinócios: acontecem em dois dias do ano, 21 de março e 23 de setembro.
Em 21 de março temos o equinócio de outono, no hemisfério Sul.
Veja na figura a seguir, como a parte iluminada e a parte escura são iguais, o Sol nasce e se põe no intervalo de doze horas.
Em 23 de setembro temos o equinócio de primavera, no hemisfério Sul.
Veja na figura a seguir, como a parte iluminada e a parte escura são iguais, o Sol nasce e se põe no intervalo de doze horas.
No hemisfério Norte as datas são ao contrário, mas o processo é o mesmo.
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