Vaz Tolentino Observatório Lunar

Análise Preliminar do Eclipse Lunar de 31 de Janeiro de 2018 Mostra Estratosfera Isenta de Cinzas Vulcânicas

Por Helio C. Vital*

Além de apreciarmos a beleza encantadora de um eclipse lunar total, existem duas atividades que podemos realizar para contribuir com o conhecimento científico sobre este tipo de fenômeno porque nos informam sobre as condições de duas camadas muito importantes da atmosfera de nosso planeta. São elas: estimar o brilho da Lua eclipsada e medir o raio da sombra da Terra. A primeira nos informa sobre a presença de aerosois vulcânicos na estratosfera, enquanto a segunda, relaciona-se com as propriedades ópticas do topo da mesosfera.

Neste artigo, vamos nos deter apenas à primeira atividade. Existem dois parâmetros que podemos tentar estimar no meio da totalidade e que, até os dias de hoje, despertam o interesse científico, já que podem nos informar sobre a presença de cinzas na estratosfera terrestre, lançadas por recentes erupções vulcânicas de grande porte.

O mais precioso deles é a magnitude visual (m), que podemos estimar, comparando o brilho da Lua no meio do eclipse com o brilho de planetas ou estrelas próximas. Um dos métodos mais utilizados para isso é o do binóculo invertido, que faz com que a imagem da Lua se torne um ponto de luz, facilitando a comparação com a imagem dos astros próximos a ela.

O outro indicador do brilho de um eclipse é o Número de Danjon, o qual se baseia nas cores apresentadas pela Lua no meio da fase total. Assim, um eclipse muito escuro, onde quase não se vê cores, mas apenas tons de cinza, poderia ter L=1 e a magnitude da Lua poderia chegar a m=+2,0, enquanto outros, algo menos escuros, onde se observa a predominância de um vermelho escuro, apresentariam L=2 e a magnitude visual da Lua tenderia a m=-1. Além disso, para eclipses moderadamente brilhantes, com predominância das cores laranja e vermelho claro, o Número de Danjon aproximar-se-ia de L=3 e a magnitude da Lua beiraria m=-2,5. Finalmente, nos eclipses muito brilhantes, onde vemos as cores amarelo e laranja clarinho predominando, muitas vezes com uma calota azulada bem brilhante na borda, L=4 e a magnitude da Lua tende a m=-3,5. Ao estimarmos L, devemos tentar evitar valores extremos, como L=0 ou L=4. Na maioria das vezes, estimativas intermediárias, como L=2,5, tendem a se aproximar mais da realidade. Além disso, estimativas decimais para L podem ser ainda mais precisas e são muito bem-vindas.

E onde entrariam as cinzas vulcânicas estratosféricas nessa história? É simples: quanto maior for a concentração delas, mais escuro torna-se o eclipse, além do que foi previsto.

Podemos prever o brilho da Lua com base apenas na magnitude umbral dos eclipses, que indica a posição do disco lunar em relação à borda da sombra da Terra, sendo que, quanto maior for o valor dele, mais profundamentamente imersa na sombra e, consequentemente, mais escura, a Lua ficará no meio do eclipse. Então, é possível correlacionar a magnitude visual da Lua com a magnitude umbral do eclipse? Sim, deduzimos essa correlação com base na análise de mais de 30 eclipses que observamos com vários colegas da REA durante mais de 25 anos de monitoração sistemática desses eventos. Então, hoje podemos prever o brilho aproximado de um eclipse lunar total antes de ele acontecer, se não houver influência de vulcões. Dessa forma, nossa correlação previu m=-2,3+-0,4 para o eclipse de 31/01 e m=-0,8+-0,5 para 27/07, com base na magnitude umbral desses eclipses, isso para o caso da estratosfera estar isenta de cinzas vulcânicas. Então, a diferença entre nossas previsões e as estimativas feitas por observadores experientes irá nos dizer se o eclipse foi realmente mais escuro do que previsto devido à presença de cinzas vulcânicas estratosféricas.

E o que aconteceu durante o eclipse de 31/01/2018? A estratosfera continua limpinha ou não?

Na seção de comentários de um artigo sobre o eclipse do portal da Revista Sky&Tel. foram postadas duas estimativas da magnitude visual da Lua no meio do eclipse. O artigo encontra-se em:

http://www.skyandtelescope.com/astronomy-news/the-january-31-total-lunar-eclipse/

Elas foram feitas por dois observadores de grande experiência:

m=-1,8 (3 magnitudes mais brilhante que Pollux) e m= 2,3 (entre -2,0 e -2,5), com média, m=-2,1+-0,3, que praticamente coincide com nossa previsão para uma atmosfera limpa.

E quanto ao valor do Número de Danjon (L)? Bem menos preciso que a magnitude visual, L também pode nos informar sobre o brilho do eclipse. Nesse mesmo artigo, foram publicadas 3 estimativas de observadores experientes. Vejam como variam: L= 1, 3,5 e 3,5, cuja média aritmética é: 2,7+-0,8.

Outra forma de estimar L seria analisar as melhores fotografias publicadas do evento, como algumas do SpaceWeather.com ou assistir o excelente vídeo do eclipse disponibilizado pelo Observatório Griffith.  Um método bem prático que criei para determinar L a partir de uma imagem consiste em segmentar o disco lunar em 3 partes, de acordo com a cor e o brilho em cada uma delas. Dessa forma, considerei 3 diferentes áreas de uma excelente foto, para as quais atribuí diferentes valores de L. Além de L, estimei também a fração do disco ocupado por cada uma dessas áreas. Obtive então os seguintes valores: L=2,0 (0,40), L=3,0 (0,35), L=3,5 (0,25). A média ponderada desses valores fornece então: L= 2,7, em perfeita concordância com a média das estimativas visuais diretas.

Podemos ainda estimar L utilizando outra correlação semi-empírica que desenvolvemos e que relaciona m com L. Substituindo m=-2,1, ela fornece L=2,7, confirmando as duas estimativas anteriores.

Os parâmetros m=-2,1 e L=2,7 consistentemente indicam tratar-se de um eclipse moderadamente brilhante, com coloração predominantemente alaranjada e/ou vermelho clara. Por isso, optei por chamar este eclipse de 31/01 de "Laranjão".

E o que devemos esperar para o nosso eclipse lunar total de 27 de Julho, com base nesses achados? Como já nos estendemos bastante, então vamos deixar essa história pra daqui a alguns meses. Enquanto isso, procurem conhecer o nosso trabalho de monitoração e análise de eclipses lunares no Lunissolar, onde encontrarão também as duas correlações mencionadas neste artigo e nossas previsões pro eclipse de Julho. Obrigado aos editores pela oportunidade de divulgar o nosso trabalho e pela honrosa atenção cordial de vocês!

 Lunissolar: http://www.geocities.ws/lunissolar2003

*Helio C. Vital é físico, astrônomo (especialista em eclipses lunares) e PhD em Engenharia Nuclear.