Veja a ciência por trás dos eclipses solares e uma programação do próximo

A coroa de luz visível do sol, cuja parte interna só é visível durante um eclipse solar total, é vista aqui como uma coroa de luz perolada ao redor do lado escuro da lua voltado para a Terra, como visto em 21 de agosto de 2017. Crédito da imagem: NASA/C

Um eclipse solar ocorre quando a Terra, a Lua e o Sol estão alinhados no mesmo plano, e a Lua passa entre a Terra e o Sol, cobrindo parcial ou completamente nossa estrela mais próxima. 

Como uma das performances celestes mais dramáticas, os eclipses solares, particularmente os eclipses totais, atraem multidões de observadores do céu; no entanto, independentemente de quanto do sol seja coberto pela sombra da lua, você nunca deve olhar diretamente para o sol.

“Durante esse período, quando qualquer disco é visível, é preciso usar equipamentos de proteção para ver o sol”, disse William Teets, diretor do Vanderbilt Dyer Observatory na Vanderbilt University, em Nashville, Tennessee, por e-mail. Isso pode incluir óculos de sol, telescópios ou binóculos especialmente filtrados, ou usando um método de projeção, disse Teets.

Existem quatro tipos de eclipses solares: Total, anular, parcial e híbrido.

O QUE É UM ECLIPSE SOLAR TOTAL?

Todas as quatro variedades de eclipse solar são um feliz acidente da natureza. O sol se estende por cerca de 1,4 milhão de quilômetros de diâmetro, de acordo com a NASA, tornando nossa “estrela mãe” 400 vezes maior que a lua da Terra, que mede apenas cerca de 3.500 km de diâmetro. Mas a lua também está cerca de 400 vezes mais próxima da Terra do que o sol (a proporção varia conforme as órbitas do sol e da lua que são elípticas); e como resultado, quando os planos orbitais se cruzam e as distâncias se alinham favoravelmente, a lua (chamada de "lua nova" neste alinhamento) pode parecer apagar completamente o disco do sol. Quanto à raridade desse fenômeno: Em média, um eclipse solar total é visível em algum lugar da Terra a cada 18 meses.

Durante um eclipse solar total, a lua lança dois tipos de sombras. A umbra que é a parte mais escura da sombra onde toda a luz solar é bloqueada. A umbra toma a forma de um cone escuro e delgado. Ela é cercada pela penumbra, uma sombra mais clara em forma de funil da qual a luz do sol é parcialmente obscurecida.

Para ver um eclipse solar total, você deve estar localizado no caminho direto da umbra, que pode varrer um terço do caminho ao redor do planeta em apenas algumas horas. Quando nesse caminho direto, você veria o disco do sol diminuir em um crescente à medida que a sombra escura da lua corre em sua direção pela paisagem.

NÃO OLHE DIRETAMENTE PARA O SOL

LEMBRE-SE: Olhar diretamente para o sol, mesmo quando parcialmente coberto pela lua, pode causar sérios danos aos olhos ou cegueira. NUNCA olhe para um eclipse solar parcial sem proteção adequada para os olhos.

Durante o breve período de totalidade, quando o sol está completamente coberto, a bela coroa, a tênue atmosfera externa do sol, é revelada. Um eclipse solar total normalmente dura apenas alguns minutos, disse o astrônomo solar da NASA Mitzi Adams, do Marshall Space Flight Center em Huntsville, Alabama, em um webchat da NASA. O eclipse solar mais longo, em 15 de junho de 743 aC, durou cerca de 7 minutos e 28 segundos, segundo a NASA.

Os eclipses totais raramente são vistos porque a totalidade, quando o sol aparece totalmente oculto pela lua, existe apenas ao longo de um caminho estreito na superfície da Terra, ao contrário dos eclipses parciais, que podem ser vistos em uma região muito mais ampla.

O próximo eclipse solar, em 30 de abril de 2022, será um eclipse parcial e será visível no sul/oeste da América do Sul, nos oceanos Atlântico e Pacífico e em partes da Antártida, de acordo com timeanddate.com. 

O próximo eclipse solar total ocorrerá em 20 de abril de 2023 e será visível no sul/leste da Ásia, na Austrália, nos oceanos Pacífico e Índico e na Antártida, onde os espectadores podem contemplar pelo menos uma cobertura solar parcial. O agora chamado Grande Eclipse da América do Norte cruzará o continente dos EUA em 8 de abril de 2024. O caminho da totalidade percorrerá o México (de Sinaloa a Coahuila), nos EUA (do Texas ao Maine) e no Canadá (de Ontário a Newfoundland), segundo timeanddate.com.

O QUE É UM ECLIPSE SOLAR PARCIAL?

Um eclipse parcial é visto quando o sol nasce atrás do Capitólio dos Estados Unidos, quinta-feira, 10 de junho de 2021, visto de Arlington, Virgínia. Crédito da imagem: NASA/Bill Ingalls

Durante um eclipse solar parcial, a penumbra da lua (a sombra parcial) passa entre a Terra e o sol. Nesses casos, uma parte do sol permanece sempre visível durante o eclipse. Quanto do sol permanece à vista depende de circunstâncias específicas.

Normalmente, a penumbra dá apenas um golpe de relance no planeta sobre as regiões polares; em tais casos, lugares distantes dos polos, mas ainda dentro da zona da penumbra, podem não ver muito mais do que um pequeno recorte curvado do sol escondido pela lua. Em um cenário diferente, aqueles que estão posicionados a alguns milhares de quilômetros do caminho de um eclipse total verão um eclipse solar parcial.

Quanto mais próximo você estiver do caminho da totalidade, maior será o obscurecimento solar. Se, por exemplo, você estiver posicionado fora do caminho do eclipse total, verá o sol diminuir para um crescente estreito, depois tornar-se espesso novamente à medida que a sombra passa.

ECLIPSE SOLAR ANULAR

Uma imagem composta do eclipse solar anular em 15 de janeiro de 2010. Crédito da imagem: Siegfried Layda via Getty Images

Um eclipse anular é muito diferente de um total. O céu vai escurecer... um pouco, causando uma espécie de "crepúsculo falso" estranho, já que muito do sol ainda aparece. O eclipse anular é uma subespécie de um eclipse parcial não total. A duração máxima de um eclipse anular é de 12 minutos e 30 segundos.

O próximo eclipse solar anular ocorrerá em 14 de outubro de 2023, de acordo com a NASA. O eclipse será visível para milhões de pessoas em partes dos EUA, México e muitos países da América do Sul e América Central.

Um eclipse solar anular é semelhante a um eclipse total, pois a lua parece passar centralmente pelo sol. A diferença é que, devido à posição da lua, durante um eclipse anular a lua parece pequena demais para cobrir completamente o disco do sol. Como a lua circunda a Terra em uma órbita elíptica, sua distância da Terra pode variar de 356.400 a 406.700 km (221.457 a 252.712 milhas). Mas o cone de sombra escura da umbra da lua não pode se estender por mais de 379.322 km; isso é menor do que a distância média da lua da Terra.

Portanto, se a lua estiver a uma distância maior do que o limite da umbra, a ponta da umbra não atinge a Terra. Durante esse eclipse, a antumbra, uma continuação teórica da umbra, atinge o solo, e qualquer pessoa situada dentro dela pode olhar além de ambos os lados da umbra e ver um anel, ou "anel de fogo" ao redor da lua. Uma boa analogia é colocar um centavo em cima de uma moeda maior, o centavo sendo a lua, o níquel sendo o sol.

O QUE É UM ECLIPSE SOLAR HÍBRIDO?

Três eclipses solares parciais são vistos neste vídeo do satélite de observação do Sol Proba-2 da ESA enquanto mergulhava dentro e fora da sombra da Lua durante um eclipse solar 'híbrido' em 2013. Crédito da imagem: ESA

Estes também são chamados de eclipses anulares totais ("AT"). Este tipo especial de eclipse ocorre quando a distância da lua está próxima do seu limite para a umbra atingir a Terra. Na maioria dos casos, um eclipse AT começa como um eclipse anular porque a ponta da umbra fica bem perto de fazer contato com a Terra; então torna-se total, porque a circunferência do planeta alcança e intercepta a ponta da sombra perto do meio do caminho, então finalmente retorna ao anelar no final do caminho.

Como a lua parece passar diretamente na frente do sol, os eclipses totais, anulares e híbridos também são chamados de eclipses "centrais" para distingui-los dos eclipses meramente parciais.

De todos os eclipses solares, cerca de 28% são totais; 35% são parciais; 32% anular; e apenas 5% são híbridos. O próximo eclipse solar híbrido ocorrerá em 20 de abril de 2023, que será um eclipse total em algumas áreas.

QUANDO É O PRÓXIMO ECLIPSE SOLAR?

Eclipses solares

COMO VER UM ECLIPSE SOLAR

Um astrônomo na Índia projeta o eclipse solar em uma tela branca para visualização segura em 26 de dezembro de 2019. Crédito da imagem: Shutterstock

Não olhe diretamente para qualquer parte do sol sem equipamento de proteção, mesmo perto da totalidade. COMO VER UM ECLIPSE SOLAR

"Este equipamento pode ser: Óculos de eclipse solar aprovados (não óculos de sol) ou um telescópio devidamente filtrado ou um par de binóculos devidamente filtrado". 

Teets acrescentou que um observador do céu “nunca deve colocar óculos de eclipse solar e usá-los para tentar olhar através de um telescópio ou binóculo não filtrado, a luz não filtrada passará através dos óculos e começará a queimar/cegar você também”.

Método de projeção: Além de visualizar um eclipse através de óculos especiais, telescópios/binóculos devidamente filtrados, você também pode usar um método de projeção para visualizar um eclipse solar. Para fazer isso, você tira a ocular de um telescópio e projeta a imagem em uma folha de papel atrás do telescópio. Ao mover a folha de papel para frente e para trás, você pode encontrar o ponto com a imagem mais focada, de acordo com a Sky & Telescope.

Câmera pinhole: Um pinhole ou pequena abertura é usada para formar uma imagem do sol em uma tela colocada cerca de 1 metro (3 pés) atrás da abertura, de acordo com a Sky & Telescope. Binóculos ou um pequeno telescópio montado em um tripé também podem ser usados para projetar uma imagem ampliada do sol em um cartão branco. Quanto mais longe o cartão, maior você pode focar a imagem. Procure por manchas solares. Observe que o sol parece um pouco mais escuro em torno de sua extensão ou borda. Este método de visualização solar é seguro desde que você se lembre de não olhar através dos binóculos ou telescópio quando eles estiverem apontados para o sol; dito de outra forma, nunca olhe diretamente para o sol quando qualquer parte de sua superfície brilhante for visível.

Espelho pinhole: Uma variação do tema pinhole é o "espelho pinhole". Cubra um espelho de bolso com um pedaço de papel que tenha um buraco de um quarto de polegada. Abra uma janela virada para o sol e coloque o espelho coberto no peitoril iluminado pelo sol para que ele reflita um disco de luz na parede oposta. O disco de luz é uma imagem da face do sol. Quanto mais longe da parede, melhor; a imagem terá apenas 3 centímetros para cada 3 m (ou 1 polegada de diâmetro para cada 9 pés) do espelho, de acordo com a Sky & Telescope. A massa de modelar funciona bem para manter o espelho no lugar. Experimente com furos de tamanhos diferentes no papel. Mais uma vez, um buraco grande torna a imagem brilhante, mas difusa, e um buraco pequeno a torna escura, mas nítida. Escureça o quarto o máximo possível. Certifique-se de experimentar isso antes para garantir que a qualidade óptica do espelho seja boa o suficiente para projetar uma imagem limpa e redonda. Claro, não deixe ninguém olhar para o sol no espelho.

Se você estiver perto de árvores frondosas, observe a sombra projetada por elas durante as fases parciais. O que você vê? Vale uma fotografia? Você verá dezenas de sóis parcialmente eclipsados projetados através de buracos entre as folhas. Isso é causado pela difração, uma propriedade da luz. De acordo com Vince Huegele, um físico óptico do Centro de Voo Espacial Marshall da NASA, os raios de luz não são disparados diretamente pela borda das lacunas, ou por um orifício, mas se dobram ao redor da borda. Este efeito de onda cria um padrão de anéis que lembra um olho de boi.

Filtros aceitáveis para observações solares visuais sem auxílio incluem Mylar aluminizado. Alguns revendedores de astronomia carregam material de filtro Mylar especialmente projetado para observação solar. Também aceitável é o vidro de soldador de arco de tom 14, disponível por apenas alguns dólares em lojas de suprimentos de soldagem. Claro, é sempre uma boa ideia testar seus filtros e/ou técnicas de observação antes do dia do eclipse.

Filtros inaceitáveis incluem óculos de sol, negativos de filme colorido antigo, filme preto e branco que não contém prata, filtros fotográficos de densidade neutra e filtros polarizadores. Esses materiais têm níveis de transmissão de luz visível muito baixos, mas transmitem um nível inaceitavelmente alto de radiação no infravermelho próximo que pode queimar suas retinas. O fato de o sol parecer fraco ou de você não sentir desconforto ao olhar para o sol através desses tipos de filtros não garante que seus olhos estejam seguros.

CARACTERÍSTICAS DO SOL PARA PROCURAR DURANTE UM ECLIPSE

O Solar Dynamics Observatory da NASA capturou esta imagem de uma erupção solar, como visto no flash brilhante na parte superior esquerda da imagem, em 20 de abril de 2022. A imagem mostra um subconjunto de luz ultravioleta extrema que destaca o material extremamente quente em erupções, e que é colorido em amarelo. Crédito da imagem: SDO/NASA

Manchas solares: Essas manchas relativamente frias na superfície do sol parecem escuras. Elas se parecerão com manchas pretas no disco do sol, disse Teets. Esses pontos podem estar sozinhos ou em vários grupos. Para ver esses pontos, você provavelmente precisará de um telescópio devidamente filtrado, pois eles são muito pequenos normalmente para serem vistos através de seus óculos de eclipse solar. 

Proeminências: Se você estiver observando um eclipse com um “telescópio solar de hidrogênio alfa”, poderá vislumbrar mais do que manchas solares. Com este equipamento, você poderá ver proeminências e a cromosfera, que é a segunda das três camadas da atmosfera do sol. 

"As proeminências são nuvens de material levantadas do sol e às vezes parecem chamas na borda do sol", disse Teets. "Se elas estiverem presentes no disco do sol, elas aparecerão como listras levemente escurecidas".

Cromosfera: Com esse mesmo telescópio especializado, você também pode testemunhar o que pode parecer gemas de rubi ondulantes dançando ao redor do disco externo do sol. Essa seria a cromosfera, a atmosfera mais baixa do Sol que é cerca de um milhão de vezes menos densa que a atmosfera da Terra, de acordo com a University Corporation for Atmospheric Research. Em dias típicos, a luz desta camada atmosférica é abafada pela fotosfera muito mais brilhante abaixo dela, segundo a UCAR. 

Corona: Há um momento em que você pode olhar diretamente para o sol com segurança: Durante a totalidade em um eclipse total, quando o disco do sol está totalmente coberto. Durante esses poucos preciosos segundos ou minutos, a magnífica coroa, a atmosfera externa que fica logo acima da cromosfera, brilha em toda a sua glória como um halo ao redor do sol escurecido, uma maravilhosa franja de luz branca perolada. “Aparece como um belo fio branco que circunda completamente o sol”, disse Teets.

Difere em tamanho, em tons e padrões de eclipse para eclipse. É sempre fraco e delicado, com um brilho como uma aurora pálida. Às vezes, a coroa aparece como uma estrutura contínua e macia; outras vezes, longos raios dele são lançados em três ou quatro direções. A coroa também pode sair do disco em pétalas e serpentinas transparentes. Mas quando o sol começa a aparecer novamente, a coroa desaparece rapidamente e você precisa proteger seus olhos mais uma vez.

— Este artigo foi atualizado em 23 de abril de 2022 pelo editor da Gaia Ciência 

♦ Todos os artigos baseados em tópicos são determinados por verificadores de fatos como corretos e relevantes no momento da publicação. Texto e imagens podem ser alterados, removidos ou adicionados como uma decisão editorial para manter as informações atualizadas.

RECURSOS ADICIONAIS

• UCAR tem uma grande compilação de recursos de sol e eclipse solar, juntamente com algumas instruções para atividades de ensino. 
• Se você estiver interessado em fotografar um eclipse, este guia da Nikon fornece instruções sobre como fazer isso para diferentes tipos de eclipses solares.
• Este recurso da NASA fornece uma visão da história dos eclipses e alguns dos registros mais antigos de eclipses solares.

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Referência:

BRYNER, Jeanna; CHOW, Denise; RAO, Joe. What is a solar eclipse? Space, Nova York, 22, abr. 2022. Referência. Disponível em: <https://www.livescience.com/32671-whats-a-solar-eclipse.html>. Acesso em: 23, abr. 2022.

Marcello Franciolle F T I P E
Founder - Gaia Ciência

Marcello é fundador da Gaia Ciência, que é um periódico científico que foi pensado para ser uma ferramenta para entender o universo e o mundo em que vivemos, com temas candentes e fascinantes sobre o Universo e Ciências da Terra para inspirar e encantar as pessoas. Ele é graduando em Administração pelo Centro Universitário N. Sra. do Patrocínio (CEUNSP) – frequentou a Universidade de Sorocaba (UNISO); graduação em Análise de Sistemas e onde participou do Encontro de Pesquisadores e Iniciação Científica (EPIC). Suas paixões são literatura, filosofia, poesia e claro ciência.