O que é o eclipse? Por que não ocorrem eclipses todo mês? Qual a razão para a aparência avermelhada da Lua? Confira a resposta para essas e outras questões na apresentação sobre o eclipse lunar.

1. Eclipse lunar
Lucas G. Barros
lucas_gbarros@fc.unesp.br

2. Definição
Basicamente, um eclipse é um “fenômeno em que um
astro deixa de ser visível, total ou parcialmente, seja
pela interposição de outro astro entre ele e o
observador, seja porque, não tendo luz própria, deixa
de ser iluminado ao colocar-se no cone da sombra de
outro astro”.
R. R. de Freitas Mourão. Dicionário Enciclopédico de Astronomia e
Astronáutica, 1987, p. 254.

3. ● O registro mais antigo que se tem de um eclipse
data do ano 2137 a. C., feito pelos chineses.
● No século IV a. C., através de observações do
eclipse lunar, Aristóteles sugeriu a possibilidade
de a Terra ser esférica.
● As dimensões relativas do sistema Sol-Terra-
Lua tiveram forte contribuição de Aristarco e
Hiparco, que utilizaram os eclipses para tal.

4. ● Em 1676, observando o tempo de eclipse
de Io, o astrônomo dinamarquês Olaus
Rømer estimou um valor para a velocidade
da luz, de aproximadamente 31 mil km/s.
● Graças à observação do eclipse solar em
Sobral – CE, em 1919, foi possível
corroborar a Teoria da Relatividade Geral.

5. Principais conceitos
● Quando as dimensões da fonte são desprezíveis se
comparadas com a distância da fonte a outros corpos, temos
uma fonte pontual. Caso contrário, temos uma fonte extensa.
Figura 2: fonte pontual.
Retirado de: http://goo.gl/Hy64eI
Figura 1: fonte extensa.
Retirado de: http://goo.gl/kJSPOc

6. ● Por estarem a grandes distâncias da Terra, as estrelas podem
ser consideradas como fontes pontuais de luz. Entretanto, o Sol
se comporta como uma fonte extensa, uma vez que suas
dimensões não são desprezíveis quando comparadas com a
distância em relação a nós.
Figura 3: Sistema Sol-Terra, com dimensões fora de escala.
Fonte: <http://goo.gl/kwm8B0>

7. ● Quando um corpo extenso ilumina outro corpo extenso, temos
a formação de duas regiões: a umbra e a penumbra.
Figura 4: Formação da umbra e penumbra durante eclipse lunar
Fonte: <http://goo.gl/tgCrqb>

8. ● Os eclipses podem ser: 1) totais –
quando a Lua fica totalmente
imersa na umbra da Terra; 2)
parciais – quando a Lua passa
entre a umbra e a penumbra; 3)
Penumbrais – quando a Lua passa
totalmente pela penumbra.
Figura 5: Tipos de eclipse
Fonte: COMINS; KAUFMANN III, 2011, p. 27

9. Eclipse lunar penumbral
Figura 6. Fonte: <http://goo.gl/6LNGP9>

10. Eclipse lunar parcial
Figura 7. Fonte: <http://goo.gl/3ju2lJ>

11. Figura 8. Fonte: <https://goo.gl/q1b6Zj>
Sequências de eclipses
lunares totais
Figura 9. Fonte: COMINS; KAUFMANN III, 2011, p. 27

12. Formação de sombras
À medida em que um objeto se afasta do
anteparo, a sua sombra diminui até que,
quando a distância é maior que as dimensões
físicas do objeto, este desaparece.
Figura 10. Fonte: SILVEIRA; SARAIVA,
2008, p. 232.

13. Formação de sombras
Figura 11. Sutilezas da sombra e a projeção do “rosto de Marte” Fontes: <http://goo.gl/Nq801C>
<http://goo.gl/ucZsVC>

14. Isso acontece graças às dimensões lineares do objeto
iluminado (neste caso, a Terra) serem menores que as do Sol.
“Encolhimento” da sombra
Por semelhança de triângulos, temos:
L=
R ' d
R−R '
R '
L
=
R
d +L
⇒
→
Figura 12. Fonte: <http://astro.if.ufrgs.br/eclipses/sombra1.htm>

15. Por que não ocorrem eclipses lunares
mensalmente?

16. Figura 13. Fonte: <http://astro.if.ufrgs.br/eclipses/temporadas-eclipses.jpeg>

17. → Em relação ao plano da órbita terrestre, a órbita
lunar possui uma inclinação de aproximadamente 5°.
Os locais em que há intersecção do plano da órbita
terrestre em torno do Sol com o plano da órbita lunar
em torno da Terra são conhecidos como nodos.

18. Figura 14. Fonte: <http://goo.gl/9o6wrz>

19. → A cada 173 dias essa linha está na mesma
direção da linha Sol-Terra, correndo então as
temporadas dos eclipses – que duram de 31 a
38 dias. É comum nessas temporadas a
ocorrência de eclipse solar (parcial, total,
anular) e lunar (parcial, total ou penumbral),
num intervalo de 2 semanas.

20. → Caso o plano orbital lunar fosse coincidente
com o terrestre, aconteceria um eclipse solar a
cada Lua Nova e um eclipse lunar a cada Lua
Cheia. Em função da inclinação da órbita lunar,
isso não acontece. Através de cálculos da
Mecânica Celeste, é possível prever os eclipses.

21. Determinação do tamanho das sombras
Figura 15. Fonte: <http://astro.if.ufrgs.br/eclipses/sombra1.htm>
r (l)
L−l
=
R '
L → r(l)= R '
L−l
L
Por semelhança de triângulos, e considerando r = r(l), temos:

22. Um eclipse total é sempre
acompanhado das fases
penumbral e parcial. À
distância da Lua (aprox. 384
mil km), a umbra da Terra tem
um diâmetro de 9200 km,
cobrindo cerca de 2,6
diâmetros da Lua.
Figura 16. Fonte: <http://goo.gl/qI3pg2>

23. ● A duração do eclipse (penumbral + parcial + total) é de 3,8
horas, enquanto que a parte total tem duração máxima de
aproximadamente 1 hora e 47 minutos, sendo observável por
todos os habitantes da Terra que estão à noite e possam ver
a Lua.

24. Um eclipse lunar total ocorre
quando a Lua passa pela
umbra – região onde não há
incidência de luz solar. Por
que, então, a Lua se
apresenta iluminada?

25. Em um eclipse lunar total, a luz que atravessa
tangencialmente a atmosfera terrestre sofre refração, sendo
desviada para dentro do cone de sombra da Terra, iluminando
a Lua fracamente.

26. Figura 18. Fonte: SILVEIRA; SARAIVA, 2008, p. 23

27. Aparência avermelhada da Lua

28. Aparência avermelhada
da Lua
Por que o céu é azul?
Figura 19. Fonte: <http://goo.gl/3rwkVF>

29. Figura 20. Espectro eletromagnético. Fonte: <http://goo.gl/A9ejnO>

30. Figura 21. Fonte: As cores do céu - Observatório Nacional

31. Quanto mais próximo o Sol estiver do horizonte,
mais intenso é o espalhamento, enquanto que a
luz não-espalhada (que é transmitida) se
apresenta mais amarelada, sendo possível
atingir a tonalidade laranja ou avermelhada.
Figura 22. Pôr do Sol.
Fonte: <http://goo.gl/RpgeqE>

32. ● O tamanho das partículas presentes na atmosfera – tais
como do O2 e N2 – é menor que o comprimento de onda da
luz.
Figura 23. Incidência da luz solar na atmosfera terrestre.
Fonte: RAMALHO; NICOLAU; TOLEDO, 2008, p. 221

33. ● O tamanho das partículas presentes na atmosfera – tais
como do O2 e N2 – é menor que o comprimento de onda da
luz.
Figura 23. Incidência da luz solar na atmosfera terrestre.
Fonte: RAMALHO; NICOLAU; TOLEDO, 2008, p. 221
Por que, então, o céu é escuro à noite?

34. Por que a quantidade de luz para ocorrer o espalhamento não
é suficiente. A luz emitida pelos astros é muito fraca para
causar o espalhamento na atmosfera terrestre.
Figura 24. Céu noturno gerado pelo software Stellarium. Fonte: autor

35. Figura 25. Aparência avermelhada da Lua em função do espalhamento na
Atmosfera terrestre. Fonte: SILVEIRA; SARAIVA, 2008, p. 23.

36. ● A aparência avermelhada da Lua também está relacionada
com outros fatores. Um deles são as partículas de poeira
oriundas de vulcões.
● Eclipses escuros são causados por gases vulcânicos e
poeira, lançados em grandes quantidades na atmosfera
terrestre, bloqueiam a incidência da luz Solar na Lua.

37. Figura 26. Erupção do Monte Pinatubo (Filipinas), em 1991. As partículas lançadas pelo vulcão na atmosfera
terrestre fizeram com que os eclipses posteriores fossem escuros. Fonte: <http://goo.gl/wSOKnf>

38. Medição da luminosidade
● A aparência observada em um eclipse lunar varia bastante de
um eclipse para o outro. Em 1921, o astrônomo francês André-
Louis Danjon propôs uma escala (que leva o seu nome) para
avaliação do brilho e da aparência visual da Lua durante os
eclipses totais.
● Essa escala permite, por exemplo, estimar a concentração de
poluentes na atmosfera terrestre.

39. Escala de Danjon
L Significado
0 eclipse muito sombrio, Lua quase invisível.
1 eclipse sombrio, cinzento ou acastanhado.
2 eclipse vermelho-sombrio, com os bordos da sombra eclipse
vermelho-tijolo, sombra clara ou amarelada. muito claros.
3 eclipse vermelho-tijolo, sombra clara ou amarelada
4 eclipse muito claro, vermelho-acobreado com bordos azulados.
Figura 27. Fonte: <https://goo.gl/FXSyPm>

40. Observações
● O valor de L pode ser estimado a olho nu, ou utilizando
binóculos e pequenos telescópios.
● O registro de L deve ser sempre acompanhado com a
hora exata da observação (inclusive os segundos!).
Deve-se ajustar os relógios conforme a Hora Legal do
Brasil (http://goo.gl/bVnviG).
● É importante observar também a importância do registro
de fotografias, anotações e esboços feitos durante o
eclipse.

41. Dados do eclipse de Domingo
● Início do eclipse penumbral -
21:12
● Início do eclipse parcial – 22:07
● Início do eclipse total – 23:11
● Fim do eclipse total – 0:23
● Fim do eclipse parcial – 1:27
● Fim do eclipse penumbral –
2:22

42. Próximos eclipses
lunares
● [1] 23 de Março de 2016 – visível em alguns locais das
regiões Norte e Centro Oeste. Eclipse penumbral.
● [2] 16 de Setembro de 2016 – visível na região Nordeste
e norte da região Sudeste. Eclipse penumbral.

43. Referências
LANGHI, R. O eclipse lunar total de 27-28 de Setembro de
2015 para o ensino interdisciplinar da Astronomia. [apostila].
_____. Breve visita no Sistema Sol-Terra-Lua. [Notas de aula].
MOURÃO, R. R. F. Dicionário Enciclopédico de Astronomia e
Astronáutica. São Paulo: Nova Fronteira, 1987.
OBSERVATÓRIO NACIONAL. As cores do céu. 2 edição, n. 2,
2011.

44. Referências
OLIVEIRA FILHO, K. S.; SARAIVA, M. F. O. Astronomia e
Astrofísica. São Paulo: Livraria da Física, 2004.
RAMALHO; NICOLAU; TOLEDO. Os Fundamentos da Física, vol. 2.
São Paulo: Moderna, 2008.
SILVEIRA, F. L. da; SARAIVA, M. F. O. As cores da Lua Cheia. A
Física na Escola, v. 9, n.2, p. 20 – 24, 2008.
SILVEIRA, F. L. da; SARAIVA, M. F. O. O “Encolhimento” das
sombras. Cad. Bras. Ens. Fís., v. 25, n.2, p. 228 – 246, 2008.