Os eclipses solares são previsíveis porque os movimentos da Terra e da Lua seguem padrões orbitais regulares. O difícil é não saber que vai acontecer um eclipse. A parte difícil é calcular exatamente onde a sombra da Lua cairá, quando ocorrerá cada contato e o que um observador em um determinado local verá.
A previsão moderna de eclipses combina mecânica orbital, padrões de tempo precisos, formato da Terra e terreno irregular da Lua. O resultado é uma programação local precisa o suficiente para planejamento de viagens, fotografia, observações escolares e trabalhos científicos.
Comece com a órbita da Lua
Um eclipse solar só pode acontecer na Lua nova, quando a Lua está entre a Terra e o Sol. Mas a maioria das novas Luas não cria eclipses porque a órbita da Lua está inclinada cerca de cinco graus em relação à órbita da Terra em torno do Sol.
Um eclipse exige que a Lua nova ocorra perto de um dos nós orbitais da Lua, onde o caminho da Lua cruza o plano da órbita da Terra. É por isso que existem temporadas de eclipses e porque os eclipses não acontecem todos os meses.
A previsão começa calculando onde o Sol, a Terra e a Lua estarão em um determinado momento e se o alinhamento deles está próximo o suficiente para que a sombra da Lua alcance a Terra.
Do alinhamento ao caminho da sombra
Uma vez conhecida a geometria, o próximo passo é projetar a sombra da Lua na Terra. A umbra marca onde a totalidade é possível. A penumbra marca a região do eclipse parcial muito mais ampla. Para eclipses anulares, a antumbra marca onde o anel de fogo é visível.
A Terra não é uma tela plana. É uma esfera rotativa e ligeiramente achatada com montanhas, vales e observadores em diferentes altitudes. O caminho da sombra muda à medida que a Terra gira sob a sombra em movimento da Lua.
É por isso que os mapas de eclipses têm caminhos curvos em vez de simples linhas retas.
O que os elementos besselianos fazem
Muitos cálculos de eclipses solares usam elementos Besselianos, um conjunto compacto de números que descrevem a geometria da sombra da Lua em relação à Terra perto do momento de um eclipse.
Em vez de recalcular todos os detalhes orbitais do zero para cada cidade, o software pode usar estes elementos para calcular as circunstâncias locais: tempos de contato, magnitude, obscurecimento, altitude do Sol e se a totalidade ocorre.
Os elementos besselianos não são o eclipse completo por si só. Eles são um resumo matemático preciso que torna práticos os cálculos locais.
O terreno lunar é importante
A borda da Lua não é suave. Montanhas e vales ao longo do limbo lunar afetam os momentos exatos em que a luz solar desaparece e retorna. É por isso que as contas de Baily acontecem e o segundo e o terceiro contato podem depender da localização do observador.
As previsões modernas podem levar em conta a topografia lunar detalhada. Isso melhora o tempo dos pontos de contato, especialmente perto do limite do caminho da totalidade, onde os segundos são importantes.
Por que as previsões antigas ainda eram impressionantes
Os astrônomos antigos, especialmente na Mesopotâmia, reconheceram os padrões de eclipses muito antes da física moderna. O ciclo de Saros mostrou que os eclipses relacionados se repetem após cerca de 18 anos, 11 dias e 8 horas.
Esse padrão é poderoso, mas não é suficiente para a previsão local moderna. O Saros pode lhe dizer que um eclipse relacionado pode ocorrer. Ele não pode fornecer horários de contato locais exatos para uma cidade, praia, passagem na montanha ou telhado.
O que precisão significa para os observadores
Para a maioria dos observadores de eclipses, precisão significa saber se você está dentro do caminho, quando colocar ou retirar filtros, quanto tempo dura a totalidade e a que altura o Sol estará.
Pequenas diferenças são importantes. Uma curta viagem pode alterar a duração total. Um sol baixo pode fazer com que um edifício ou cume bloqueie a visão. Um local próximo à borda do caminho pode ter um tempo dramaticamente diferente de um local próximo à linha central.
Fontes e guias relacionados
- A [explicação das previsões do eclipse solar] da NASA GSFC (https://eclipse.gsfc.nasa.gov/SEmono/reference/explain.html) descreve efemérides, elementos besselianos e circunstâncias locais.
- A NASA descreve como a topografia do Lunar Reconnaissance Orbiter melhora a precisão do mapa de eclipse moderno.
- Guias SolarWatch relacionados: o ciclo de Saros, números de eclipses explicados, tempos de contato do eclipse e a órbita elíptica da Lua.
Veja no SolarWatch
SolarWatch usa elementos de eclipse e cálculos de circunstâncias locais para transformar um eclipse global em um plano específico de local. Abra um eclipse, toque em um ponto no mapa e compare os tempos de contato previstos, obscurecimento, magnitude, altitude do Sol e duração total para aquele local exato.