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No dia 12 de agosto, um eclipse solar voltará a proporcionar um dos fenómenos astronómicos mais fascinantes de observar. Para assinalar a ocasião, o Professor Filipe Ferreira da Silva, do Departamento de Física da NOVA FCT, guia-nos pela ciência dos eclipses solares, mostrando como ocorrem, como são previstos, o contributo que deram para o conhecimento do Universo e os cuidados necessários para os observar em segurança. |
Porque é que a Lua consegue ocultar o Sol, apesar de ser muito mais pequena?
No dia 12 de agosto, a Lua vai tapar o Sol na totalidade! Mas se a Lua é muito mais pequena que o Sol, como pode tapar a totatlidade do Sol? Pode, mas não acontece em toda a parte da Terra. Depende em que ponto está o observador. Há locais onde o Sol fica totalmente tapado pela Lua e outros em que só uma parte, e outros onde não tapa de todo o Sol. Apesar da Lua ser muito mais pequena que o Sol, está também muito mais perto da Terra.
Podemos imaginar uma bola de ping-pong na mão e posicioná-la de forma a tapar o Sol, ou se quisermos de forma a tapar a Lua, numa noite de lua cheia. Em qualquer uma das situações isso acontece; a bola de ping-pong apesar de muito pequena quando comparada com o Sol ou a Lua, está também muito próxima dos nossos olhos do que do Sol ou da Lua.
O sol é cerca de 400 vezes maior que a Lua, mas por sua vez o Sol está cerca de 400 vezes mais distante da Terra do que a Lua está da Terra. Esta diferença de tamanho e de distância faz com que haja certas posiões da Lua no sistema Sol Lua Terra, em que a Lua oculte na totalidade o Sol.
Como é possível prever um eclipse solar com tanta precisão?
A Terra e a Lua estão em constante movimento de translação em relação ao Sol; estes movimentos de translção em ambos os corpos seguem uma trajectória eliptíca (oval), mas contudo em planos não coincidentes. Para haver um eclipse solar, a Lua tem de estar em Lua Nova, ou seja, entre a Terra e o Sol, e tem que nesse período interceptar a orbita da terra, chamada a grande eliptíca.
O plano da órbira da Lua, também ele eliptico, está inclinado em relação ao plano da órbita da terra, em 5º. Para se conseguir determinar quando ocorrem eclipes é preciso calcular a posição tridimensional dos 3 corpos e prever quando estão em posição de eclipse. Há ainda que introduzir que o eclipse solar que o observador vê num determinado ponto da superfície da Terra, é a sombra da Lua, que por esta ser mais pequena do que o Sol, será como em forma de cone.
No fundo a previsão é feita através de cálculo matemático de equações diferenciais que dependem da posição, do movimento translação da Lua e da Terra, do movimendo de rotação da Terra, e da forma cónica da sombra gerada pela Lua. Possivelmente estes modelos terão ainda mais variáveis, mas para compreensão basta pensar nestas quatro.
Porque é que alguns eclipses são totais, outros anulares e outros apenas parciais?
Para um eclipse solar ser total, a face do Sol tem que ficar totalmente tapada pela Lua. O alinhamento dos trés astros tem que ser tal, de forma que a face do Sol fica totalmente tapada pela Lua. Acontece que do ponto de vista do observador da Terra, corresponde a um observador que se encontra na sombra da lua. A sombra da lua é de forma cónica, pelo que ao atingir na terra vai apenas atingir uma certa area, e como a Lua e a Terra estão em movimento, essa área de sombra será uma faixa sobre a superficie da terra.
Como a Lua orbita em torno da Terra numa orbita eliptica, resulta que não está sempre à mesma distância da terra. Quando está afastada o suficiente, a sombra não chega a superficie da Terra e dá lugar ao que se chama de antesombra. Neste caso a Lua tapa apenas uma parte da face do Sol, deixando um anel liminoss a descoberto. A este fenémeno é chamado de eclipse anular. Sempre que a que a Lua não oculte na totalidade a face do Sol, então oculta parcialmente, chamando-se eclipse parcial. As fases que antecedem e precedem o eclipse total, são também chamdas de eclipse parcial.
Que efeitos físicos podem ser observados durante um eclipse solar?
Antes de mais, vale a pena lembrar que os eclipses solares não são apenas fenómenos impressionantes de observar. Ao longo da História, desempenharam um papel fundamental no desenvolvimento da Astronomia e da Física, permitindo responder a algumas das maiores questões
sobre o Universo.
Um dos exemplos mais antigos remonta ao século II a.C. Os astrónomos gregos Aristarco de Samos e Hiparco de Niceia perceberam, através da observação dos eclipses, que a Lua estava muito mais próxima da Terra do que o Sol. A partir dessas observações, conseguiram fazer a primeira estimativa conhecida da distância entre a Terra e a Lua, obtendo um valor de cerca de 379 mil quilómetros. É notável que esta estimativa esteja tão próxima do valor atualmente aceite, de aproximadamente 384 mil quilómetros, sobretudo tendo em conta os meios extremamente limitados de que dispunham na época.
Mais de dois mil anos depois, um eclipse solar voltaria a marcar um momento decisivo na ciência. Em 1915, Albert Einstein apresentou a Teoria da Relatividade Geral, propondo uma nova forma de compreender a gravidade. Ao contrário da visão de Isaac Newton, segundo a qual a gravidade é uma
força de atração entre corpos, Einstein defendeu que a presença de massa e energia curva o espaço-tempo, sendo essa curvatura a responsável pelo movimento dos planetas e até da própria luz. Esta ideia levantava uma previsão extraordinária: a luz das estrelas deveria sofrer um desvio ao
passar perto do Sol, devido à intensa curvatura do espaço-tempo provocada pela sua enorme massa. O problema era que, em condições normais, o brilho do Sol impede a observação das estrelas durante o dia.
A oportunidade ideal surgiu apenas em 1919, durante um eclipse solar total, quando a Lua ocultou completamente o Sol e permitiu observar as estrelas na sua proximidade. Foi precisamente durante esse eclipse que o astrónomo britânico Arthur Eddington liderou uma expedição à Ilha do Príncipe, na costa ocidental de África.
As fotografias obtidas mostraram que as posições aparentes das estrelas estavam ligeiramente deslocadas em relação ao esperado, exatamente como Einstein tinha previsto. Esta foi a primeira confirmação experimental da Relatividade Geral e um dos acontecimentos científicos mais marcantes do século XX, tornando Einstein numa das figuras mais influentes da história da ciência.
Porque é perigoso observar um eclipse sem proteção adequada?
Observar um eclipse solar, total, é seguro uma vez que a luz solar não chega aos nossos olhos. Contudo, os eclipses totais têm uma duração muito curta, havendo um periodo que antece e que precede em que o Sol não está totalmente oculto pela Lua. Olhar o sol directamente é sempre um
risco elevado, e causa dados irreversiveis no olho, podendo levar à cegueira. A intensidade e energia dos raios solares é tão elevada, que provoca uma série de reacções químicas nas células sensíveis à luz, tais como os bastões e cones, podendo-os destruir.
Olhar um eclipse, é olhar o sol à espera que ele fique todo oculto pela Lua e que deixe de ficar oculto pela Lua. Isto leva a que olhemos directamente o sol, causando dano que pode ser irreversível à retina. Para observar um eclipse deve-se usar uma protecção especial, que segue a norma ISO 12312-2; esta norma regula os filtros para observar directamente o Sol.
Óculos de sol, radiografias, vidros fumados, cd’s ou outos materias, não são recomendados, por não diminuirem o suficiente a transmissão da luz do Sol.
Fotografia: João Lima - NOVA FCT
Julho 2026
