Parte 1
Quando pensamos em Astronomia, pensamos nas estrelas, galáxias e planetas. Vemos fotos pelos jornais, revistas e pelas telas da TV e do monitor. Porém, há muito o que saber por trás de tanta beleza. Nesta página estão os primeiros passos para o astrônomo amador e as noções básicas de Astronomia, desde a identificação dos astros no céu até os dados de vários deles.
A Esfera Celeste:
A Esfera Celeste é uma esfera imaginária de raio infinito onde se "localizam" os astros e em cujo centro está a Terra.
Os movimentos da esfera celeste são aparentes. Sabemos que é a Terra que gira em torno de si e se desloca ao redor do Sol, mas, estando o observador preso ao nosso planeta, é mais fácil entender fenômenos como solstício, equinócio, posições planetárias e outros, imaginando a Terra imóvel e transferindo os movimentos para a esfera celeste.
A Terra gira em torno de seu eixo em 24 horas. Nesse eixo estão localizados os pólos norte e sul terrestres. Prolongando-se o eixo até a esfera celeste, teremos os pólos norte e sul celestes.
O círculo perpendicular ao eixo de rotação que corta a Terra ao meio denomina-se equador terrestre que, projetado na esfera celeste, dará origem ao equador celeste que, a exemplo do terrestre, divide o céu em dois hemisférios: o norte e o sul.
O zênite é o ponto da esfera celeste que fica exatamente sobre a nossa cabeça. Em oposição ao zênite, existe o nadir.
O plano tangente à superfície da Terra onde se encontra o observador definirá o horizonte.
Se descermos uma vertical do pólo celeste sul até o horizonte, localizaremos o ponto cardeal sul. O mesmo ocorre com o pólo celeste norte.
A esfera celeste "gira" no sentido leste-oeste. No hemisfério sul vemos lentamente as estrelas girarem ao redor do pólo celeste, no sentido horário. O contrário se dá no hemisfério norte.
A latitude do observador é definida como sendo o ângulo medido , a partir do centro da Terra, entre a posição do observador e o equador. A latitude pode ser também visualizada na figura pelo ângulo entre o pólo no qual o observador está "vendo" e o ponto cardeal sul.
Com o movimento da esfera celeste, haverá estrelas que jamais cruzarão o horizonte, sendo ou sempre visíveis (as "próximas" ao pólo elevado) ou nunca visíveis (as "próximas" ao pólo abaixado).
Vamos imaginar o aspecto do céu a partir de observadores colocados em pontos particulares:
1- Nos pólos da Terra: Como as estrelas sempre giram em torno dos pólos celestes, um observador não vê as estrelas nascerem nem se porem. As estrelas que ele pode ver estão sempre acima do horizonte. Ele só vê as estrelas do seu hemisfério e estas fazem trajetórias paralelas ao horizonte.
2- No equador da Terra: Um observador no equador tem acesso a todas as estrelas do céu, pois os pólos celestes estão coincidindo com o horizonte. Consequentemente, as trajetórias das estrelas são perpendiculares à linha do horizonte.
Percebemos, agora, que o aspecto do céu depende da posição do observador e da hora. Um observador terá acesso a todas as estrelas de seu hemisfério e à parte das do outro, que será tão maior quanto à distância do pólo oposto. Esta parte será tanto maior quanto mais próximo do equador terrestre estiver o observador.
Pólo norte celeste.
O plano, na esfera celeste, que une os pontos cardeais e o zênite do observador chama-se meridiano.
As estrelas, em seu movimento ao redor da Terra (movimento diurno), levam 23h e 56min para dar uma volta. Quando uma estrela cruza o meridiano, nós dizemos que ela está culminando. O Sol culmina próximo ao meio-dia.
Vamos introduzir mais um elemento na esfera celeste - a eclítica, que é o plano de órbita da Terra em torno do Sol projetado na esfera celeste. Podemos também imaginá-la como a trajetória aparente do Sol, quando vista da Terra. Esta linha imaginária passa por doze constelações, as chamadas constelações zodiacais, que representam os doze signos do zodíaco.
Estes são os principais elementos da esfera celeste. Porém, assim como em uma mapa, temos que saber as coordenadas de um astro na esfera celeste, possibilitando, assim, a sua localização.
Coordenadas na esfera celeste:
Altazimutal:
- Azimute:
Azimute é o ângulo medido ao longo do horizonte que determina a posição dos astros em relação aos pontos cardeais. O ângulo é medido em graus. A contagem começa ao norte indo em sentido horário, ou seja, norte=0º, leste=90º, sul=180º e oeste=270º.
- Altitude:
Altitude é o ângulo que um astro faz em relação ao horizonte. Quando está na direção do horizonte, o astro está à 0º de altitude, e quando está no zênite está à 90º de altitude, sendo a maior altitude de um astro.
Usando estes dois critérios temos como achar as coordenadas dos astros.
No exemplo acima, as coordenadas do Sol são: Az.:202,5º/Alt.:10º, enquanto as do astro X são: Az.:180º/Alt.20º.
Equatorial:
- Ascensão Reta:
Da mesma forma que projetamos os pólos terrestres nos céus, projetamos as longitudes terrestres, graduadas em horas, minutos e segundos, até 24h.
- Declinação:
As Declinações são as projeções das latitudes terrestres na Esfera Celeste. São graduadas em graus, minutos e segundos, onde o pólo Sul é -90º, o Norte é +90º e o Equador Celeste é 0º.
As Constelações:
As constelações são grupos aparentes de estrelas vistas da Terra que parecem ter uma forma definida. Elas são muito úteis, hoje em dia, na localização de astros e mapeação do céu.
Mais detalhes sobre constelações.
Solstícios e Equinócios:
Como o plano de translação da Terra não coincide com o equador celeste (está inclinado cerca de 23,5º), há ocasiões em que o Sol cruza o equador no decorrer de uma volta (um ano). Quando isto se dá ocorrem os equinócios (outono e primavera), época em que o Sol ilumina com igual intensidade os dois hemisférios da Terra.
Outros dois pontos importantes são os solstícios (verão e inverno). Eles ocorrem quando o Sol se encontra em pontos de afastamento máximo do equador celeste. Quando isto se dá no hemisfério diferente do qual se encontra o observador, dizemos que ocorre o solstício de inverno para ele. Quando o afastamento do Sol em relação ao equador ocorre no hemisfério do observador, se dá o solstício de verão para ele. Nos solstícios de verão, os dias têm duração máxima e as noites, duração mínima para o hemisfério em que ocorre. A duração do dia irá depender da latitude. Próximo ao equador este efeito é quase imperceptível.
Nas altas latitudes as diferenças entre os dias e as noites no decorrer do ano são muito acentuadas; acima de 67 graus, por exemplo, acontece o "Sol da meia-noite". O observador no pólo tem acesso somente ao hemisfério ao qual ele pertence. Como o Sol fica seis meses no hemisfério sul e seis no hemisfério norte, ele ficará igual período acima do horizonte.
O deslocamento do Sol pela esfera celeste é que ocasiona as estações do ano. Quando o Sol está no solstício de verão no hemisfério sul, é esta parte da Terra que recebe maior incidência de raios solares - é o verão. Enquanto isso, o inverso ocorre no hemisfério norte - é o inverno.
Datas prováveis dos equinócios e solstícios:
Mapas Celestes:
Os mapas celestes são mapeações das estrelas e astros de acordo com suas coordenadas. Como já vimos, os astros mudam de posição, de acordo com os movimentos da esfera celeste. Por isso, quando desenhamos um mapa celeste, devemos anotar a data e a hora. Já vimos também que cada hemisfério vê um céu "diferente". Por causa disto, devemos anotar a localização exata da observação, de preferência em latitudes e longitudes. A atmosfera também afeta as observações. Sendo assim, devemos, anotar as condições do tempo, como a nebulosidade, e, quando possível, anotar a pressão atmosférica do local, , a temperatura ambiente e a velocidade dos ventos.
Magnitudes:
Magnitude é a medida do brilho de uma estrela. A magnitude aparente mede o brilho da estrela vista da Terra a olho nu. Quanto menor é a magnitude, mais brilhante ela é. Numa noite bem escura, as estrelas menos brilhantes tem magnitude de cerca de +6.
O Sol tem magnitude -26,7, e a Lua -12,4. Sirius, a estrela mais brilhante do céu na constelação de Cão Maior, tem magnitude -1,4. A estrela mais usada para comparar magnitudes é Vega, na constelação de Lira. Sua magnitude é 0,03. Os planetas também tem magnitude aparente, já que são vistos como estrelas, e sua luz é comparável à de algumas delas. Como, porém, não produzem sua luz, apenas refletem a luz do Sol, suas magnitudes não são reais.
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