Astronomia › O Céu e as Ferramentas da Astronomia · aula de amostra
Em qualquer noite limpa, longe das luzes da cidade, o céu exibe alguns milhares de estrelas que parecem fixas na parte interna de uma imensa cúpula que gira lentamente sobre nossas cabeças. Durante quase toda a história humana, as pessoas observaram esse giro, deram nomes a seus padrões e leram nele as horas e as estações. A astronomia moderna começa exatamente onde nossos ancestrais começaram — olhando para cima com atenção e perguntando o que os movimentos do céu de fato significam.
As estrelas estão a distâncias imensamente diferentes, mas todas tão longínquas que o olho não consegue julgar sua profundidade. É conveniente fingir, como faziam os antigos, que elas estão fixadas a uma única esfera celeste que envolve a Terra. Essa esfera parece girar uma vez por dia de leste para oeste, arrastando consigo o Sol, a Lua e as estrelas. A rotação é uma ilusão: é a Terra que gira em torno de seu eixo uma vez a cada 24 horas, de oeste para leste, e o céu apenas parece girar no sentido contrário — assim como as árvores à beira da estrada parecem correr para trás quando vistas de um carro em movimento. O ponto exatamente acima de nossa cabeça é o zênite, e uma estrela alcança seu ponto mais alto ao cruzar a linha norte–sul chamada meridiano.
As estrelas formam os padrões familiares que chamamos de constelações — Órion, o Cruzeiro do Sul, a Ursa Maior. Os astrônomos de hoje reconhecem 88 constelações oficiais que dividem todo o céu em regiões, como países num mapa, de modo que qualquer objeto possa receber um endereço. Vale lembrar que as estrelas de uma constelação em geral não são vizinhas no espaço; elas apenas por acaso se encontram quase na mesma direção quando vistas da Terra. Suas formas são um truque de perspectiva, e não agrupamentos reais de estrelas que pertençam umas às outras.
Ao longo de um ano o Sol desliza lentamente para leste contra o fundo das estrelas, traçando um caminho chamado eclíptica e passando pelas constelações do zodíaco. Esse movimento aparente é um reflexo da órbita anual da Terra em torno do Sol. O eixo de rotação da Terra está inclinado cerca de 23,5° em relação à perpendicular a essa órbita, e ele mantém-se apontando para a mesma direção no espaço o ano inteiro. Esse único fato — a inclinação — é a razão inteira de existirem as estações.
Uma concepção equivocada e teimosa sustenta que o verão chega quando a Terra está mais próxima do Sol. Não é verdade. A Terra está, na realidade, mais perto do Sol no início de janeiro, no auge do inverno do hemisfério norte. As estações surgem porque a inclinação faz o Sol subir mais alto no céu e brilhar durante mais horas por dia durante o verão de um hemisfério. Um Sol mais alto espalha um feixe de luz solar sobre uma área menor de solo e o faz atravessar menos atmosfera, de modo que cada trecho da superfície é aquecido com mais intensidade. Quando é verão no norte, o hemisfério norte está inclinado em direção ao Sol enquanto o hemisfério sul, inclinado para o lado oposto, tem inverno — os dois são sempre opostos.
Quatro momentos marcam os pontos de virada do ano. No solstício de junho o polo norte inclina-se ao máximo em direção ao Sol e o dia no norte é o mais longo; no solstício de dezembro ele inclina-se para longe e o dia é o mais curto. No meio do caminho, nos equinócios de março e de setembro, o Sol cruza o equador celeste e o dia e a noite são quase iguais em toda a Terra. Essas não são datas arbitrárias de um calendário, mas pontos geométricos exatos da órbita da Terra.
Ler o céu é a mais antiga das ciências e ainda é a primeira habilidade de um astrônomo. O giro diário da esfera celeste, a marcha anual do Sol ao longo da eclíptica e a inclinação do eixo que governa as estações formam a estrutura sobre a qual todo o resto se apoia — as fases da Lua, as andanças dos planetas e a grade de coordenadas que permite a um telescópio localizar uma galáxia tênue. Uma vez que você consiga enxergar o céu como uma máquina em movimento e previsível, em vez de uma dispersão aleatória de luzes, o resto da astronomia passa a ter onde habitar.
Currículo alinhado a Astronomy 2e da OpenStax; todo o texto das lições é original do Syllabus.
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