Ficha de Astronomia 16

Eclíptica

Esse termo de origem grega tem a mesma raiz da palavra eclipse. É que eclipses do Sol e da Lua somente ocorrem quando a Lua se encontra na eclíptica, ou perto dela.

Movimento do Sol na esfera celeste:

O Sol é uma estrela, mas não uma estrela “fixa” (FICHA DE ASTRONOMIA N°.14). Ele se move na esfera celeste em relação às estrelas “fixas” e descreve uma trajetória chamada eclíptica. A eclíptica consiste num círculo cujo centro ocupamos como observadores (Figura 1).

Figura .1. Enquanto as estrelas distantes permanecem praticamente fixas na esfera celeste, o Sol percorre a eclíptica, o círculo pontilhado. As setas indicam a direção do movimento do Sol na eclíptica que é de Oeste para o Leste.

Ao cabo de 1 ano sideral (365d 06h 09m 9,72s) o Sol completa uma volta de 360° ao longo da eclíptica e retorna à mesma posição inicial no céu.

O plano da eclíptica faz com o plano do equador celeste (hachuriado na Figura 1) um ângulo de cerca de 23,5° chamado obliqüidade da eclíptica.

Translação da Terra ao redor do Sol:

Na verdade o movimento do Sol no céu ao longo da eclíptica é um movimento aparente que apenas reflete o movimento de translação da Terra ao redor do Sol. Segundo uma das leis de Kepler a órbita da Terra consiste numa elipse. Essa elipse tem excentricidade (achatamento) tão pequena que, na prática, é quase uma circunferência. Nessa aproximação, o Sol se encontraria no centro dessa circunferência (Figura 2). O importante aqui é que a órbita da Terra é plana, ou seja, se acomoda inteiramente num plano. Portanto a órbita da Terra em torno do Sol define um plano que também é chamado eclíptica.

 

Figura 2. A circunferência pontilhada representa a órbita da Terra ao redor do Sol. Essa órbita jaz num plano (nesta representação é o plano do papel) também chamado eclíptica. Tanto o Sol, quanto a Terra, estão o tempo todo no plano da eclíptica.

 

 

 

Estando o observador na Terra que orbita ao redor do Sol, ele vê o Sol descrever um círculo na esfera celeste também chamado eclíptica (Figura 3). Esse círculo é a intersecção do plano da órbita da Terra, também chamado eclíptica, com a esfera celeste.

 

Figura 3. A Terra é representada por uma bolinha preta. Quando ela está na posição 1 da órbita, vemos o Sol projetado na esfera celeste em 1′. Quando ela está na posição 2 vemos o Sol em 2′. Assim, conforme a Terra descreve sua órbita ao redor do Sol, vemos o Sol descrever a trajetória chamada eclíptica no céu.

 

Dia sideral. Dia solar:

Na FICHA anterior sobre o Movimento diurno dos astros, vimos que a Terra completa uma volta em tomo de seu eixo de rotação, não em 24 h, mas em 23h 56m 04,09053, período esse chamado dia sideral. Esse período tem esse nome porque é o tempo entre duas passagens meridianas sucessivas de uma estrela distante ou “fixa” e, assim, representa o verdadeiro período de rotação da Terra no espaço. Já o dia solar é o tempo entre duas passagens meridianas do Sol. A Figura 4 ilustra porque o dia solar é mais longo do que o dia sideral.

 

 

 

Figura 4. É representado um pequeno trecho da órbita da Terra em torno do Sol. A Terra se desloca da posição 1 para a posição 2 no sentido da seta cheia. Um observador na Terra, representado por um traço grosso, observou a passagem meridiana do Sol em 1. Na posição 2 ele é mostrado de novo quando a Terra completou uma rotação, pois, nesse momento ocorre a passagem meridiana da mesma direção no céu onde o Sol se encontrava no dia anterior. Todavia, o Sol já não é mais visto naquela direção, pois a Terra se deslocou. Notar que a próxima passagem meridiana do Sol só ocorrerá mais tarde, pois a Terra precisará girar de um ângulo adicional indicado na Figura. Por isso o dia solar é mais longo que o dia sideral. Seria o contrário se a Terra girasse no sentido oposto.

Não é o dia sideral, mas o dia solar que rege nossas atividades cotidianas. O dia solar não tem a mesma duração todos os dias do ano. Seria muito complicado se tivéssemos que acelerar ou retardar a marcha dos nossos relógios cada dia para ajustá-los às variações do dia solar. Por isso foi definido o dia solar médio que tem a duração constante de 24 h.

Zodíaco:

A região do céu por onde o Sol passa tem estrelas e constelações. Elas não são visíveis atrás do Sol (exceto em eclipses totais do Sol) porque os gases e a poeira da atmosfera da Terra refletem e espalham a luz do Sol tornando o céu diurno tão claro que ofusca as estrelas de fundo. A luz de outros astros (Lua, planetas e estrelas) também é espalhada pela atmosfera da Terra à noite, mas o céu permanece escuro porque o brilho desses astros é muito menor do que o do Sol. Ao se deslocar no céu pela eclíptica o Sol cruza 12 constelações chamadas zodiacais (Figura 5). O termo zodíaco tem a mesma raiz grega de zoológico e significa círculo dos animais, uma alusão às constelações que tinham nomes de animais.

Figura 5. No círculo externo que representa a eclíptica são indicadas as constelações zodiacais. No círculo interno, que representa a órbita da Terra, são indicados os meses do ano na posição ocupada pela Terra. Por exemplo, em janeiro o Sol é visto da Terra em Capricórnio, em fevereiro em Aquário e Peixes, e assim por diante.

Precessão. Ano trópico. Ano sideral:

O eixo de rotação da Terra não é fixo, porém descreve um movimento cônico. Por outras palavras, a Terra bamboleia à semelhança de um pião

Balança (Figura 6). Esse movimento do eixo de rotação é chamado precessão.

 

Figura 6. À semelhança do eixo de um pião, o eixo da Terra precessiona descrevendo um movimento cônico (círculo tracejado).

 

A Figura 7 mostra o eixo da Terra e os pólos celestes hoje. Por causa da precessão os pólos celestes descrevem um movimento cônico na esfera celeste (círculos tracejados) com período de 26 mil anos aproximadamente.

Figura 7.A intersecção do equador celeste com a eclíptica define dois pontos na esfera celeste, mas só um é indicado com uma bolinha preta. É o ponto vernal y (letra grega gama). Nele o Sol cruza o equador celeste  vindo do hemisfério celeste Sul e indo para o hemisfério celeste Norte a cada 365d 05h 48m 45,3s (ano trópico). Isso ocorre no equinócio de outono. Junto com o eixo da Terra o equador celeste também precessiona e, assim, o ponto vernal “desliza na eclíptica no sentido oposto ao do Sol. Por isso o ano trópico (ano das estações) fica uns 20 minutos mais curto que o ano sideral.

Os signos zodiacais foram introduzidos há vários milênios para uso astrológico. Na época correspondiam à constelação em que o Sol se encontrava. Mas o ponto vernal y muda de constelação a cada 2.200 anos em média, pois percorre as 12 constelações do zodíaco em 26 mil anos. Por isso os signos zodiacais já não correspondem às atuais posições do Sol nas respectivas épocas do ano.

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Leitura recomendada:
Leitura recomendada: Matsuura, Oscar T.: “Atlas do Universo” com Errata, Editora.Scipione, S.Paulo, 1996

Texto e Figuras: Dr. Oscar T. Matsuura
Colaboração: Dr. Henrique Lins de Barros
Colaboração de atualização: Omar Martins
Revisão: Dr. Eugênio Reis

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