Informações Lunares
Como único satélite natural da Terra, a Lua é companheira constante de nosso planeta na sua viagem pelo espaço. Quando olhamos para o céu, percebemos que a Lua cheia é o astro mais brilhante do firmamento, apenas superada pelo Sol. Além disso, ela é o quinto maior satélite do Sistema Solar e o único astro visitado por humanos (apenas 12 astronautas das missões Apollo, de 1969 a 1972). Ela é conhecida como Jaci dentro da Mitologia dos nossos índios brasileiros Tupi e Selene na Mitologia Grega.
Como se formou a Lua ?
A teoria mais aceita atualmente sobre a formação da Lua (teoria proposta em 1975), explica que ela formou-se quando um asteróide do tamanho de Marte colidiu com a Terra há 4,5 bilhões de anos (a Terra tem cerca de 4,57 bilhões de anos). A forte colisão não teria sido frontal e sim de “raspão”. Rochas fundidas dos dois corpos foram lançadas ao espaço, formando um anel de matéria solta, contendo escombros e fragmentos orbitando a jovem Terra, que na época tinha próximo de 100 milhões de anos de idade. Com o tempo o material se aglomerou, dando origem a um novo grande corpo, a jovem Lua, que esfriou, solidificou e adquiriu forma esférica.
Um corpo fica esférico durante a sua formação, quando sua matéria interior é aquecida e comprimida até o ponto de fusão, deixando-se acomodar sob a atração central da força gravitacional, em camadas esféricas e concêntricas. Quando o interior está fluido, através da ação da gravidade, a matéria de constituição mais densa se aglomera e sedimenta mais próximo ao centro.
Os astronautas das missões Apollo instalaram sismógrafos na superfície lunar. Com isso, o interior da Lua começou a ser explorado e analisado com o uso de propagação de ondas sísmicas. A conclusão obtida foi que a Lua possui uma crosta com 65 Km de espessura média, composta predominante por anortosito (mineral rico em feldspato), que é uma rocha ígnea com facilidade de cristalização. O anortosito tem baixa densidade que o faz flutuar no magma para formar a crosta.
Abaixo da crosta existe um manto com 1.200 Km de espessura composto por olivina, que é um mineral também ígneo porém mais denso, que é composto principalmente por silicato de magnésio e ferro. As camadas mais internas do manto ainda continuam fluidas. Na região central existe um pequeno núcleo sólido rico em ferro com aproximadamente 500 Km de raio.
Largura e Distância:
A Lua tem pouco mais de um quarto da largura do nosso planeta, ou seja, 3.474 Km de diâmetro. Sua massa é 1/81 da massa da Terra. Gira numa órbita elíptica ao redor da Terra, fazendo com que, ao longo dessa trajetória, ela atinja um ponto mais próximo, conhecido como perigeu (363.104 Km) e um mais distante, conhecido como apogeu (405.696 Km) da Terra .
imagem: itac.glp.net
Sua distância média da Terra é cerca de 384.400 Km. Para confirmar essa distância, os cientistas medem o tempo de ida e volta de um sinal de radar ou um feixe de laser transmitido para a superfície da Lua e refletido de volta por refletores deixados pelos astronautas das missões Apollo. A Lua tem pouco mais de um quarto da largura do nosso planeta, ou seja, 3.474 Km de diâmetro.
Atmosfera e Gravidade:
A Lua é desprovida de hidrosfera e, sua atmosfera, é extremamente rarefeita ou quase inexistente, pois a gravidade na superfície da Lua, que é cerca de um sexto da gravidade da Terra, não consegue retê-la. Por isso o céu da Lua é sempre escuro.
A hidrosfera e a atmosfera juntas permitem a vida em nosso planeta, tendo sido também os agentes formadores de combustíveis fósseis como o petróleo e o carvão.
Rotação, órbita, face voltada para a Terra, mês sideral, mês sinódico e libração:
Existe uma sincronia entre os movimentos de rotação e revolução da Lua. Por causa disso, ela mantém sempre a mesma face voltada para a Terra. Não podemos observar seu outro lado, que por isso recebeu o nome de “lado oculto”.
A Lua executa uma “rotação síncrona”, ou seja, gira sobre o seu próprio eixo no mesmo tempo que leva para completar uma volta em torno da Terra. Esse tempo de 27 dias, 7 horas, 43 minutos (27,32 dias) é chamado de “mês sideral”, que corresponde ao período orbital da Lua ao redor da Terra e representa o movimento da Lua em relação às estrelas “fixas” no espaço profundo. Isso explica por que a Lua tem sempre a mesma face voltada para a Terra.
O intervalo de tempo entre duas sucessivas fases de “Lua nova” é de 29 dias, 12 horas, 44 minutos (29,53 dias). Esse período é chamado de “mês sinódico” e representa o movimento da Lua no céu em relação ao Sol.
Por causa da rotação síncrona podemos distinguir dois hemisférios na Lua: o próximo (sempre voltado para nós) e o afastado (o lado oculto). Além dos 50% visíveis da face voltada para nós, podemos ver a mais, em torno de 9% da superfície lunar. Isso ocorre por que em sua órbita elíptica em torno da Terra, a Lua imprime uma velocidade variável. Além disso, ocorre um ângulo de 1,5º do equador da Lua em relação ao seu plano orbital. Existe também, os 5,2º que seu plano orbital faz com a eclíptica (órbita da Terra em volta do Sol) e o efeito da paralaxe da Lua quando observada de um mesmo local da Terra, ao nascer e ao se pôr.
Por causa disso tudo, a Lua parece balançar ou oscilar em torno de uma posição de equilíbrio. A esse fenômeno chamamos libração (oscilação). Além das librações aparentes, existe ainda a libração física do eixo da Lua causada pela atração gravitacional da Terra.
Órbita da Terra ao redor do Sol e sistema Terra-Lua:
Assim, como já dissemos, a Lua gira em torno do nosso planeta numa órbita elíptica que a aproxima até 363.104 Km (perigeu) e a afasta até 405.696 km (apogeu).
A Terra por sua vez, também executa uma órbita elíptica (quase circular) em torno do Sol, que também causam diferenças nas distâncias. Seu plano de órbita ao redor do Sol é conhecido como eclíptica. Sua órbita em torno do Sol está a uma distância média de 149.600.000 Km (aproximadamente 150.000.000 Km). Esta distância é definida como sendo uma "Unidade Astronômica" (U.A.).
A Terra está mais próxima do Sol, na posição chamada periélio, por volta de 2 de janeiro de cada ano. Neste momento ela está a uma distância de 147.100.000 Km do Sol. A Terra está mais afastada do Sol, na posição chamada afélio, por volta de 2 de julho de cada ano. Neste momento ela está a uma distância de 152.600.000 Km.
A Terra e a Lua giram juntas no espaço, num sistema duplo ou binário de astros (alguns cientistas não aceitam essa afirmação), onde cada corpo orbita ao redor do centro comum de gravidade. A localização desse ponto está no segmento de reta que une os centros dos dois corpos. O plano de órbita da Lua em torno da terra está inclinado 5,2º em relação ao plano de órbita da Terra em torno do Sol (conhecida como eclíptica).
Caso ambos possuíssem a mesma massa, o centro comum de gravidade ficaria no ponto médio do segmento de reta que une os centros dos dois astros. Assim, se as órbitas fossem circulares, os dois corpos descreveriam um mesmo círculo em torno do centro comum de gravidade, girando com posições diametralmente opostas.
Caso as massas fossem diferentes, o centro comum de gravidade ficaria mais perto do corpo de maior massa. Numa situação extrema em que a massa de um dos corpos é desprezível em relação à outra, o centro comum de gravidade praticamente coincidiria com o centro de gravidade do corpo maior. Então, este centro permaneceria imóvel e o corpo menor descreveria sua órbita em torno dele.
No caso específico do sistema Terra-Lua, nosso satélite natural tem 1/81 da massa da Terra. Assim, o centro de gravidade do sistema Terra-Lua fica a 4.670 Km do centro da Terra, ou seja, 1.710 Km abaixo da sua superfície.
Marés alta e baixa dos oceanos na Terra:
Pelo efeito da interação gravitacional Terra-Lua, ocorre o fenômeno das marés. Marés são o aumento ou diminuições regulares do nível dos oceanos. Ainda que o Sol tenha alguma influência, as marés oceânicas são causadas principalmente pela interação gravitacional entre a Terra e a Lua.
A atração da Lua faz com que ocorra um "abaulamento" dos oceanos na direção da Lua. Com isso, do lado em que a Lua está, as águas da Terra são "amontoadas" por causa da atração. Além disso, no lado contrário, a Terra também é “puxada” das águas, em direção à Lua, deixando assim, uma “protuberância” na água no lado oposto da Terra.
À medida que a Terra gira em seu eixo, cada posição na Terra experimenta duas marés por dia. À medida que a Terra gira, outras regiões passam a sofrer elevações, como se o nível da água se deslocasse seguindo a Lua.
O Sol também contribui com sua força própria de atração .Apesar do Sol ser imensamente mais massivo que a Lua, ele está muitíssimo distante e, por isso, a força de atração do Sol que incide nas marés, tem aproximadamente apenas a metade da magnitude da força da Lua.
Fases da Lua:
O Sol sempre ilumina uma metade da Lua. Num ciclo completo que dura em torno de 29,53 dias, a Lua recebe ou não a luz do Sol na metade que nos é visível. Nesse período, devido ao ângulo mutável entre o Sol, a Terra e a Lua, a luz do Sol vai cobrindo parcialmente a Lua, produzindo formas diferentes conhecidas como fases. Quando a Lua se encontra do mesmo lado da Terra em que o Sol está (ou seja, posicionada entre a Terra e o Sol), a face da Lua voltada para a Terra não está iluminada, é a fase Lua Nova. Quando a Lua se encontra do lado oposto ao nosso em relação ao Sol, podemos vê-la totalmente iluminada, é a fase Lua Cheia. Entre às fases Nova e Cheia, à medida que a Lua se desloca em sua órbita, a luz vai mudando o visual da forma lunar, acontecendo as fases intermediárias, incluindo o Quarto Crescente e Quarto Minguante.
Na Lua Nova a temperatura no centro do disco lunar cai para cerca de -150oC. Na Lua Cheia a temperatura no centro do disco lunar atinge cerca de 110oC.
Uma visão mais detalhada das fases da Lua:
À medida que a Lua se desloca em torno da Terra e ambas giram ao redor do Sol, a cada santo dia a Lua recebe a luz solar sob um ângulo diferente. Um ciclo completo leva 29,53 dias (29 dias, 12 horas, 44 minutos) e se chama lunação, mês lunar, revolução sinódica ou ainda período sinódico da Lua. Porém, apesar dessa dinâmica de mudanças de aspecto visual diário, na prática, geralmente apenas quatro fases lunares recebem denominações especiais: Nova, Crescente, Cheia e Minguante.
É bom lembrar que a mesma fase da Lua ocorre para todo o planeta porém, a Lua quando vista por um observador do hemisfério norte da Terra terá um aspecto invertido em relação ao visto por um observador no hemisfério sul.
Na fase de Lua Cheia vemos o disco lunar 100% iluminado. Quando é Lua Nova não há luz solar refletida (0% iluminado). Nos demais dias do mês a Lua não é Cheia e nem Nova. Ela pode estar na fase Crescente ou Minguante. Somente quando a luz solar iluminá-la pela metade ocorrerá então o “Quarto-Crescente” ou o “Quarto-Minguante”. No caso do “Quartos” Crescente ou Minguante, vemos a metade do lado visível da Lua iluminado. Isso significa que 1/4 da superfície total da Lua está iluminada, daí veio o termo.
Quando a fase é Lua Nova a face voltada para nós está no escuro, mas o lado oposto ou oculto da Lua está 100% iluminado, ou seja é dia.
Durante os Quartos Crescente e Minguante, metade da Lua está de dia e a outra metade está de noite. O mesmo ocorre na metade oculta.
Entre duas fases iguais (entre duas Luas Cheias, por exemplo) existe a diferença de 29,53 dias. Com isso, durante 1 ano, temos uma mesma fase ocorrendo de 12 a 13 vezes.
imagem: moonconection.com
Fase de Lua Nova:
Ocorre quando o lado visível da Lua não reflete nenhuma luz do Sol, pois a Lua está em conjunção com o Sol. A Lua Nova só é visível para nós durante a ocorrência de eclipses do Sol que, por sua vez, só acontecem quando é Lua Nova. Para ocorrer o eclipse lunar, é necessário que a Terra esteja exatamente entre a Lua e o Sol.
A Lua Nova nasce por volta das seis horas da manhã e se põe às seis da tarde, transitando pelo céu durante o dia.
Um fenômeno que acontece próximo da Lua Nova chama-se luz cinérea. Caracteriza-se por uma claridade tênue, porém visível por contraste, que ilumina a porção escura da Lua. A luz cinérea acontece poucos dias antes e depois da Lua Nova, quando a maior parte não iluminada da Lua está voltado para nós. Como a Terra reflete muito mais luz que a Lua, acaba iluminando a superfície lunar por reflexão da luz do Sol.
Fase Crescente:
Cerca de sete dias e meio depois da Lua Nova, a Lua deslocou-se 90° em relação ao Sol e está na quadratura ou primeiro quarto (Quarto-Crescente). A Lua nasce aproximadamente ao meio-dia e se põe à meia-noite. Seu aspecto é o de um semicírculo voltado para o oeste. Vista do hemisfério sul, o Quarto-Crescente lembra a letra “C”, de crescente. Mas vista do hemisfério Norte, ao contrário, a Lua crescente se parece um “D”.
Fase Cheia:
Passados 15 dias da Lua Nova, dizemos que a Lua está em oposição ao Sol. É Lua Cheia. Os raios solares incidem verticalmente sobre a superfície lunar, iluminando 100% da metade voltada para a Terra. O ângulo Sol-Terra-Lua agora é de 180 graus. Lua e Sol estão em lados diametralmente opostos do céu. A Lua Cheia é visível durante toda a noite, nascendo por volta das dezoito horas e se pondo às seis da manhã. Apenas na fase Lua Cheia pode acontecer um eclipse lunar.
O albedo (valor percentual que indica quanto a superfície de um corpo celeste, sem luz própria, consegue refletir a luz que incide sobre ele) da Lua Cheia é 7%, ou seja, ela consegue refletir 7% da luz do Sol. Quando vista da Lua, a Terra totalmente iluminada, reflete 39% da luz solar, devido ao seu maior tamanho (quando vista da Lua, é 13 vezes maior do que a Lua vista da Terra) e componentes que ajudam a refletir luz, como a atmosfera, oceanos, nuvens, desertos, etc.
Quando ocasionalmente uma Lua Cheia coincide com o perigeu (ponto de maior aproximação com a Terra) ela pode se apresentar visualmente 14% maior e até 30% mais brilhante do que uma Lua Cheia no apogeu (ponto de menor aproximação da terra).
Fase Minguante:
Quando a diferença angular da Lua em relação ao Sol é de 270°, uma nova quadratura (Quarto-Minguante) surge. Neste dia, o aspecto da Lua é de um semicírculo voltado para o Leste. A Lua nasce à meia-noite e se põe ao meio-dia, aproximadamente. Visto do hemisfério sul, a Lua lembra uma letra “D” (de decrescente).
O que melhor se observa em cada fase da Lua ?
Em relação à observações envolvendo objetos de “céu profundo” (deep Sky), ou seja, alvos de brilho fraco fora do sistema solar, como galáxias, nebulosas e aglomerados de estrelas, é necessário fugir da poluição luminosa natural que a Lua Cheia produz, pois a claridade ofusca a visão de objetos tênues como galáxias por exemplo. Nesse caso, deve-se buscar principalmente a fase Lua Nova ou próximo dela (observar mais tarde na noite, após a Lua se por, quando a fase for crescente ou mais cedo, antes da Lua nascer, quando a fase for minguante.).
No caso de observações lunares, na fase de Lua Cheia ou próximo dela, com os raios solares atingindo frontalmente, do nosso ponto de observação, a superfície lunar, não ser formam sombras e, algumas estruturas lunares como crateras relativamente jovens com seus sistemas de raios brilhantes, podem ser vistas com destaque.
A Lua Cheia é a pior ocasião para observar a Lua ao telescópio, pois a luz do Sol que incide verticalmente sobre o satélite quase não produz sombra, o que dificulta o reconhecimento de crateras e outros acidentes do terreno.
Nas fases Quarto Crescente, Quarto Minguante ou próximo delas, com os raios solares atingindo obliquamente, do nosso ponto de vista, na superfície lunar (perto da divisão entre a parte iluminada e a parte que está no escuro, ou seja, perto da divisão entre o dia e a noite, que é conhecido como “terminator”) formam-se sombras que realçam muito o visual das formações geológicas, destacando altitudes e profundidades de montanhas e crateras.
“Nascimento” e “morte” da Lua em suas fases:
Lua Nova– nasce com o Sol e morre com ele;
Quarto Crescente– nasce por volta do meio-dia e morre por volta da meia-noite;
Lua Cheia– nasce quando o Sol está se pondo e morre quando o Sol nasce;
Quarto Minguante– nasce por volta da meia-noite e morre por volta do meio-dia.
A Superfície Lunar, o Regolito e os Nomes das Crateras:
A superfície da Lua é coberta por uma fina camada de uma substância poeirenta com pequenos fragmentos de rocha. As rochas da superfície lunar reduzidas a pó, que se fragmentaram e foram pulverizadas ao longo dos tempos pela “chuva” interminável de micrometeoritos vindos do espaço, deram origem ao material de sedimentos finos que cobre a superfície da Lua, conhecido como regolito. O regolito é composto por silíco, ferro, cálcio, alumínio e magnésio, além de outros minerais provenientes do espaço exterior.
Foto: Neil Armstrong- NASA.
Há cerca de 4 bilhões de anos atrás a jovem Lua foi bombardeada por asteroides e cometas, que abriram crateras em toda a sua superfície. Os impactos nas rochas também ergueram montanhas. Com o tempo, a lava que escapou do interior da Lua (por causa dos fortes impactos que causaram falhas e fissuras na crosta) e de antigos vulcões, infiltrou-se pelas rachaduras da superfície e inundou muitas crateras e vastas áreas baixas ou planícies, conhecidas como “maria”. Porém, a atividade geológica da Lua cessou há muito tempo e, sem a erosão causada por vento ou água como ocorre na Terra, a paisagem lunar pouco mudou desde então e preservou sua história. Hoje nosso satélite natural é um mundo geologicamente inerte, coberto por uma manta porosa de pedregulhos, que são bombardeados por micrometeoritos.
Quando observamos a Lua mesmo a olho nu, podemos distinguir os principais acidentes geológicos de sua superfície, divididos em 2 grandes grupos: Partes claras, que são os “continentes" (planaltos - terras altas) e a parte escura, que saõ os “mares" (planície - terras baixas).
Os “continentes” são formações mais antigas, elevadas, irregulares e visualmente mais claras. Os “mares” tem formação mais recente, são planos, lisos e visualmente mais escuros, formados por lava basáltica que escapou do interior da Lua e inundou as regiões mais baixas, até o encerramento dos grandes fenômenos geológicos há cerca de 3,2 bilhões de anos.
Milhares de crateras lunares são visíveis da Terra através de pequenos telescópios. Dentre elas, 810 possuem nomes oficiais (Ex.: Archimedes). Outras 5.425 foram designadas por um nome seguido de uma letra (Ex.: Guericke E), indicando ser uma cratera pequena e não "batizada", situada perto de uma maior que designou seu nome antes da letra. Os nomes das crateras e de outras formações lunares foram definidos pela IAU (International Astronomical Union), fundada em 1919 e com sede em Paris / França. Os nomes são designados em homenagem a grandes personalidades do passado, como cientistas, astrônomos, matemáticos, físicos, filósofos, etc.
Eclipses Lunares:
Um eclipse lunar é um fenômeno celeste que ocorre quando a Lua penetra, totalmente ou parcialmente, no cone de sombra projetado pela Terra, sempre que o Sol, a Terra e a Lua se encontram próximos ou em perfeito alinhamento, estando a Terra no meio destes outros dois corpos.
Por ser iluminada pelo Sol, a Terra sempre projeta uma imensa sombra no espaço, na direção oposta aos raios solares. Sua sombra estende-se formando um cone por mais de um milhão de quilômetros, dividindo-se em duas regiões: a penumbra (região da sombra que recebe pouca luz de alguns pontos da fonte) e a umbra (sombra propriamente dita). O cone de penumbra envolve o cone de sombra ou umbra. Como a Lua gira em torno da Terra, vez por outra ela pode adentrar no cone da umbra ou da penumbra.
Para um eclipse lunar acontecer, é necessário que a Terra esteja exatamente entre a Lua e o Sol. Se por acaso a Lua girasse em torno da Terra no mesmo plano da órbita terrestre em volta do Sol, ocorreria eclipse Lunar a cada Lua Cheia e eclipse solar a cada Lua Nova. Isso não acontece, pois o plano de órbita da Lua em torno da terra está inclinado 5,2º em relação ao plano de órbita da Terra em torno do Sol (conhecida como eclíptica).
Para que um eclipse lunar aconteça é necessário coincidir que a Lua esteja na fase Cheia e o Sol esteja sobre a linha dos nodos (linha de intersecção do plano da órbita da Terra ao redor do Sol, com o plano da órbita da Lua em torno da Terra).
Sendo a Terra maior que a Lua, sua umbra (ou cone de sombra) pode envolver todo o nosso satélite natural. Quando isso acontece, então dizemos que o eclipse é total. Caso somente parte dela atravesse pela umbra, e o resto passe pela penumbra, o eclipse ocorre de forma parcial. Caso a Lua atravesse somente a região da penumbra da Terra, ocorrerá um eclipse penumbral. Um eclipse penumbral é difícil de ver diretamente a olho nu, pois o brilho da Lua permanece perto do normal.
Mesmo totalmente imersa na sombra gerada pela Terra, a Lua não desaparece por completo. Nesse momento, a Lua é tingida por um tênue vermelho-alaranjado. Isso ocorre porque parte da luz solar é refletida na atmosfera da Terra e atinge a superfície da Lua.
Todas as pessoas na Terra que tiverem a Lua Cheia acima de seus horizontes assistirão ao fenômeno e, um observador que estivesse na Lua, veria o Sol totalmente encoberto pelo nosso planeta. Um eclipse lunar demora do início ao fim, cerca de 5 horas e 30 minutos.
A cada ano ocorrem no máximo sete eclipses, sendo que no mínimo dois são lunares. Após 18 anos e 11 dias eles voltam a ocorrem numa mesma seqüência. Este período de tempo é conhecido como “Saros” e já era conhecido em civilizações antigas. Em cada Saros ocorrem 70 eclipses, sendo 29 lunares.
Informações importantes sobre a Lua:
Formas da Superfície:
Crateras, montanhas, vales, terras altas ou planícies e mares de lava (ou mare, plural maria em Latin).
Diâmetro no equador:
3.474 Km
Circunferência no equador:
10.920 Km
Área da superfície:
37,9 milhões de Km2
Temperatura média da superfície:
-23º C
Maior temperatura na superfície:
124º C
Menor temperatura na superfície:
-230º C
Massa:
0,074 (Terra= 1)
Volume:
0,020 (Terra= 1)
Densidade Média:
3,34g por cm3 (Terra=5,5g por cm3)
Gravidade:
0,165 (Terra= 1)
Distância média da Terra;
384.400 Km
Menor distância da Terra (perigeu):
363.104 Km
Maior distância da Terra (apogeu):
405.696 Km
Velocidade média orbital:
1,02 Km/s
Maior velocidade orbital:
1,08 Km/s
Menor velocidade orbital:
0,97 Km/s
Mês Sideral (período de giro sobre seu próprio eixo no mesmo tempo que leva para completar uma volta em torno da Terra. Corresponde ao período orbital da Lua ao redor da Terra:
27 dias, 7 horas, 43 minutos (27,32 dias)
Mês Sinódico (intervalo de tempo entre duas sucessivas fases de “Lua nova”):
29 dias, 12 horas, 44 minutos (29,53 dias)
