Ficha de Astronomia 18

Movimento dos Planetas Interiores

Planeta

Planeta é um termo de origem grega. Significa objeto errante. Ao contrário das estrelas distantes que são “fixas” (FICHA N°14), os corpos do Sistema Solar (Sol, planetas, satélites, asteróides e cometas) se movem na esfera celeste. Já os antigos sabiam que o Sol se desloca na eclíptica (FICHA N°16) e, perto dela, a Lua (FICHA N°17). Os cinco planetas conhecidos pelos antigos e visíveis a olho nu (Mercúrio, Vênus, Marte, Júpiter e Saturno), se movem na esfera celeste dentro de uma faixa ao longo da eclíptica chamada zodíaco (FICHA N°16). Essa faixa tem 16° de largura, sendo 8° para o Norte e 8° para o Sul da eclíptica. Os planetas são vistos nessa faixa do céu porque suas órbitas pouco se afastam do plano da órbita da Terra em torno do Sol (plano da eclíptica). O movimento dos planetas no céu difere do movimento do Sol ou da Lua. A velocidade não só varia aumentando ou diminuindo. As vezes o seu sentido que normalmente é para o Leste (direto) se inverte para o Oeste e torna-se retrógrado. Principalmente por este motivo os planetas foram considerados errantes. Explicar esse comportamento dos planetas foi um desafio para os astrônomos durante muito tempo. Hoje sabemos que ele resulta da translação dos planetas ao redor do Sol. Mas os homens tiveram que se dar conta também de que a Terra, de onde observamos os movimentos celestes, não está parada, nem é o centro do Universo, mas é um dos planetas que orbita ao redor do Sol.

Planetas interiores e exteriores

Os planetas conhecidos do Sistema Solar são: Mercúrio, Vênus, Terra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano e Netuno. Eles estão citados na ordem crescente da distância média ao Sol. Podemos então dividir os planetas em dois grupos: interiores e exteriores à órbita da Terra. Os interiores são Mercúrio e Vênus. Os exteriores são: Marte, Júpiter, Saturno, Urano e Netuno.

Configurações planetárias

Configurações planetárias consistem em posições especiais de um planeta em sua órbita, em relação à Terra. A Figura 1 ilustra as configurações de um planeta interior.

  

Figura 1. Configurações planetárias. A Terra é representada por uma bola preta. O planeta interior, por uma bola branca.

Uma seta indica o sentido de rotação da Terra, o mesmo da sua translação ao redor do Sol. O sentido é de Oeste para Leste. Para um observador na Terra, a metade esquerda da Figura 1 está a Leste do Sol, e o lado direito o Oeste.

Elongação é a distância angular vista da Terra entre o Sol e um astro. No caso de um planeta interior esse ângulo jamais atinge 180°. A elongação máxima de Mercúrio é cerca de 28°, e a de Vênus, 48°. Portanto os planetas interiores estão no zodíaco, mas sempre perto do Sol. Vênus, o astro de maior brilho no céu depois do Sol e da Lua, é chamado estrela vespertina ou estrela matutina. A designação estrela é imprópria, pois trata-se de um planeta. Mas a natureza vespertina ou matutina de um planeta interior decorre de fato de ele estar sempre perto do Sol no céu. Se o planeta estiver a Oeste do Sol (Figura 1), ele será observado perto do horizonte Leste antes do nascer do Sol. Se estiver a Leste, será observado perto do horizonte Oeste logo após o pôr do Sol.

Um planeta interior está mais perto da Terra na conjunção inferior e mais longe na conjunção superior.

Trânsito pelo disco do Sol

Na conjunção inferior pode ocorrer o trânsito de um planeta interior na frente do disco solar. Trânsitos só podem ser de planetas interiores. Eles não ocorrem em todas as conjunções inferiores porque a órbita de Mercúrio faz um ângulo de 7° com o plano da eclíptica e a de Vênus, 3,4°. Os últimos trânsitos de Vênus ocorreram em 08/06/2004 e 06/06/2012, o próximo será apenas em 2117. Para saber os anos dos trânsitos seguintes, somar 105 a 2012, depois somar sucessivamente ao resultado 8, 122, 8, 105 e assim por diante. Os trânsitos de Vênus ajudaram a determinar a distância da Terra ao Sol (Unidade Astronômica) no século XVIII. O fenômeno era observado simultaneamente de diferentes pontos da Terra, o que permitia determinar a paralaxe (FICHA N°5) de Vênus e sua distância à Terra. Depois, com ajuda da 3a. Lei de Kepler (FICHA N°5), a distância da Terra ao Sol podia ser calculada.

Os trânsitos de Mercúrio são mais frequentes. Cerca de 13 por século. Ocorrem por volta de 7 de maio e 9 de novembro, mas a intervalos de no mínimo 3 anos e no máximo de 13 anos. O próximo ocorrerá dia 11/11/2019.

Movimento direto e retrógrado

Num mesmo intervalo de tempo o planeta interior descreve um ângulo maior do que a Terra. Com ajuda da Figura 1 podemos concluir que o movimento do planeta interior projetado no céu é direto (para Leste) após a elongação máxima a Oeste até a elongação máxima a Leste, e retrógrado (para Oeste) após a elongação máxima a Leste até a elongação , máxima a Oeste. O movimento do planeta no céu se assemelha ao de um pêndulo que oscila em torno do Sol entre duas elongações máximas.

A sucessão de dias em que o planeta interior é vespertino começa logo após a conjunção superior e termina na seguinte conjunção inferior (lado esquerdo da Figura 1). O planeta se afasta cada vez mais do Sol para o Leste (movimento direto) até chegar a elongação máxima a Leste (Figura 2 à esquerda). Depois o planeta começa a se aproximar cada vez mais do Sol para o Oeste (movimento retrógrado) até ocorrer a conjunção inferior.

Logo depois o planeta passa a ser visto antes do amanhecer (lado direito da Figura 1). De início ele vai se afastando cada vez mais do Sol indo para o Oeste (movimento retrógrado) até ocorrer a elongação máxima a Oeste (Figura 2 à direita). Logo depois o movimento se torna direto, o planeta se aproxima do Sol e o alcança na conjunção superior. E o ciclo se repete.

 

Figura 2. A órbita do planeta (Figura 1) aparece aqui projetada no céu. A Figura da esquerda ilustra a visibilidade de um planeta interior no horizonte Oeste logo após o pôr do Sol. A da direita ilustra a visibilidade no horizonte Leste antes do nascer do Sol.

Fases

À semelhança da Lua, os planetas interiores apresentam fases (Figura 3). O tamanho angular (aparente) desses planetas também varia conforme varia a sua distância à Terra.

Figura 3. Um planeta interior visto da Terra apresenta fases como a Lua. Seu tamanho angular é máximo na conjunção inferior e mínimo na conjunção superior.

Períodos sinódico e sideral dos planetas interiores

O período sinódico é o intervalo de tempo para a repetição de uma mesma configuração planetária. Pode ser medido diretamente através de observações. Mas esse não é o verdadeiro período orbital do planeta, pois é medido da Terra que também tem movimento orbital. O verdadeiro período orbital ou período sideral de um planeta interior, é dado através da seguinte equação:

1/(Período sideral) = 1/(Período sinódico) + 1/(Ano sideral) onde Ano sideral = 365,256 dias. Através dessa equação construímos a Tabela abaixo:

Leitura recomendada:

Boczko, Roberto: “Astronomia e Astrofisica”, Ed.: W. J. Maciel, Cap. 2, Estrutura do Sistema Solar, 29-42, IAG/USP, 1991

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

Mourão, Ronaldo Rogério de Freitas: “Eclipses, da superstição à previsão matemática”, Editora Unisinos, São Leopoldo, 1993.

Texto, Figuras e Composição: Oscar T. Matsuura (MAST/MCTIC) Diagramação: Henrique Lins de Barros (MAST/MCTIC) MUSEU DE ASTRONOMIA E CIÊNCIAS AFINS (MAST/MCTIC) Rua General Bruce, 586 (São Cristóvão) (021)3514-5200

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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