O Eclipse Solar visto há 100 anos em Sobral, Ceará

Por Thiago Oblesrczuk

Desde o alvorecer dos primeiros Homens, a busca por respostas ou reflexões sobre o manto celeste sempre se fizeram muito presentes. Controlávamos o tempo com o Sol, voltávamos para casa com as estrelas e, dentre tantas outras utilizações, fazíamos do céu o palco de nossas histórias.

29 de Maio de 1919 foi definitivamente um dia memorável na história da ciência. Sob um pretexto científico, dois grupos de pesquisadores se deslocavam para as terras brasileiras e africanas na esperança de vislumbrar o esperado eclipse solar. Sob condições climáticas instáveis, porém, apenas um dos grupos conseguiu dados o suficiente para seus estudos. Liderado pelo astrônomo inglês Andrew Crommelin, a equipe composta por doze cientistas brasileiros, ingleses e estadunidenses carregavam em suas mãos uma das mais importantes funções do início do século: verificar experimentalmente um dos mais grandiosos trabalhos de Albert Einstein, a Teoria da Relatividade Geral.

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Figura 1: Eclipse solar total de Sobral (Ceará) (Fonte: F. W. DYSON, A. S. EDDINGTON, AND C. DAVIDSON/WIKIMEDIA COMMONS)

O Eclipse do Século

Sob o céu parcialmente nublado na Praça do Patrocínio em Sobral, no estado do Ceará, o grupo de cientistas ergueu suas tendas e posicionou seus equipamentos de medições na espera do grande momento enquanto compartilhavam suas expectativas com os moradores do município. Foi naquela manhã 29 de Maio de 1919, por volta das 08:58 que, contrariando as espessas nuvens que cobriam o céu cearense, o dia tornou-se noite e uma imponente áurea esbranquiçada abraçou a conjunção dos dois astros. Sob o céu matutino não havia mais o azul celeste, e as estrelas por mais alguns minutos puderam reinar em nosso mundo, gerando o laboratório ideal aos pesquisadores. Havia uma, porém, que despertava a curiosidade daquele grupo – a mesma responsável por organizarem aquela expedição –, mas para a surpresa de muitos e alívio dos físicos presentes, ela não se encontrava onde devia, e sim deslocada, ocupando uma nova posição no céu.

O que aquilo significava? Exatamente o que vieram constatar. Dentre todas as implicações de seu postulado, Einstein teorizou sobre uma possível geometria do espaço, descrevendo matematicamente qual é a sua real forma e como objetos que contêm massa podem distorcer o espaço ao seu redor. Aplicando uma analogia para um melhor entendimento, imagine que todo o Universo seja um colchão muito flexível – como um colchão de ar – e que, nessa analogia, você seja um corpo celeste como o Sol. Sem interagir com a cama, você notará que o colchão está plano, sem muitas deformações aparentes e então você decide se deitar, sentindo-o afundar sob a sua própria massa. Einstein postulara exatamente isso: dada uma certa geometria para o universo, objetos que possuem massa podem deformar a região que eles se encontram.

Uma das consequências da Teoria é a chamada “Lente Gravitacional”. Pode ser um pouco abstrato de entender o conceito, mas tente se imaginar de volta no colchão, mas antes de se deitar coloque uma bolinha de gude próximo ao local que você deitará, e quando assim o fizer, notará que a bolinha rolará para próximo de você. Se, ao invés de deixar a bolinha parada, pedir para alguém rolar a bolinha próximo do local que você se deitou, a depender da força utilizada é muito provável que ela não ande em linha reta, e que sua trajetória seja levemente desviada para próximo do seu corpo. Estenda esse pensamento para algo passando próximo do Sol e você entenderá tranquilamente o que a estrela deslocada significou. Para facilitar a compreensão, então, tome a Figura 2 como base, onde, da Terra, podemos ver a imagem de um Quasar em duas posições diferentes do céu devido à distorção de sua luz ao passar próximo de uma galáxia, que nesse contexto funcionaria como o “objeto com massa” capaz de deformar o espaço ao seu redor.

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Figura 2: Efeito de Lente Gravitacional (Fonte: http://vintage.portaldoastronomo.org/noticia.php?id=388)

Tendo em vista que objetos com massa distorcem o espaço ao seu redor, então, é de se esperar que, quanto mais “pesado” forem, maior a distorção causada, certo? Bem, e se o nosso “objeto com massa” fosse o Sol? Com quase dois nonilhões de quilos (isso é o número “2” seguido de trinta zeros!) o efeito de lente gravitacional gerado pelo Sol é bem expressivo, e com base nisso o grupo de Andrew esperava enxergar no céu uma estrela que estava numa região diferente da que apareceria em condições normais. Utilizando-se da curvatura gerada pelo astro, era previsto que a luz dessa estrela sofresse um certo desvio, de forma que pudéssemos enxergá-la mesmo com o Sol fisicamente em sua frente e foi então que, nos quase sete minutos de duração do eclipse, a equipe conseguiu registrar o fenômeno em sete placas fotográficas, que poderiam ser analisadas para corroborar a Teoria.

Há quem diga que os erros nas medições realizadas estavam no limite para que as imagens fossem aceitas, e talvez realmente estivessem, mas diversos experimentos que o procederam confirmaram o desvio da estrela e, consequentemente, a verificação da Teoria que mudou a forma na qual a ciência enxerga o Universo ao nosso redor, refinando nossas descobertas e ampliando nossos horizontes.

Há 100 anos o Brasil foi palco de um dos mais importantes experimentos científicos do século passado, rendendo-o notoriedade e um espaço no consagrado hall da ciência. Entretanto, pouco se é comentado sobre esse feito, e apenas quem se interessa pela Astronomia acaba tendo uma maior chance de ouvir falar sobre, ou até mesmo aqueles que moram perto da Praça do Patrocínio, onde foi erguido um pequeno monumento em homenagem à Einstein e seus postulados, além do Museu do Eclipse inaugurado em 1999 que, dentre outras atrações que o lugar detém, contém os instrumentos de medida e as placas fotográficas originais para exposição, tanto do eclipse quanto da Praça e também de outros experimentos realizados pelo grupo.

Para àqueles que não tiverem a oportunidade de conhecer o museu de perto, o Observatório Nacional digitalizou as imagens e as organizou em uma página online contendo uma breve descrição de cada fotografia e um texto introdutório. O link para acesso se encontra abaixo no terceiro item das referências utilizadas, ou basta clicar aqui.

Vamos entender mais sobre os eclipses?

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Figura 3: Classificação de eclipses (Adaptado de https://blogs.nasa.gov/Watch_the_Skies/2017/07/14/total-solareclipse-the-physics-of-light/)

Para melhor entendermos sobre os tipos de eclipses existentes, tomemos a imagem acima como base. Sua leitura é relativamente simples: As linhas vermelhas e azuis são raios de luz e as regiões coloridas são as áreas que esses raios delimitam de forma que, pelos princípios de propagação da luz, podemos dividir tais regiões por luminosidade, que influenciam diretamente no tipo de eclipse; outro fator importante é definir quatro momentos significativos na observação de um eclipse: o primeiro contato ocorre quando os astros parecem se tocar, mas nesse instante ainda não há a obstrução de um pelo outro. No segundo contato temos a total obstrução de um dos astros pelo outro, sendo o terceiro o último momento antes do objeto obstruído aparecer e, por fim, o último contato sendo o momento que os astros parecem se tocar por uma última vez; além, o gráfico mostra três formas de um corpo celeste obstruir o outro, separando-os por magnitudes (Ou “mag”, na imagem), onde a magnitude igual a “1” representa astros de igual tamanho aparente, magnitude menor que um representando o astro que será obstruído como sendo menor que aquele que o obstrui e, finalmente, a magnitude maior que um tomando o papel de um astro menor passando na frente do objeto que irá obstruir.

Considerações feitas, é importante saber que um eclipse não significa “Lua bloqueando o Sol” ou “Terra fazendo sombra na Lua”. Na Astronomia, um eclipse nada mais é que um objeto bloqueando a visão do outro de forma que, quando há qualquer tipo de obstrução, como um planeta entrando na frente de outro, uma lua se deslocando por trás de um planeta ou qualquer fenômeno parecido, dizemos que há um eclipse. Logo, o astro que será bloqueado pode também ser chamado de “eclipsado” e aquele que o bloqueia pode ser chamado de “eclipsante”. No caso onde a Lua entra na frente do Sol, o Sol será o eclipsado e a Lua o eclipsante.

Seguindo nossa análise, estando o Sol no topo do nosso sistema – funcionando como a fonte principal de luz –, haverá quatro regiões de importância que definirão a forma como o Sol será bloqueado. A primeira região é provavelmente a mais conhecida quando falamos sobre eclipses, e na imagem se apresenta como uma área de coloração marrom. Fisicamente chamada de “Umbra”, essa é a região que possui o tipo de sombra mais escura, de forma que qualquer objeto dentro desta área sofrerá o que conhecemos de eclipse total. Foquemos, porém, no ponto em que as linhas vermelhas se cruzam.

Para melhor entendermos o resultado de um corpo nesse ponto, façamos uma simples analogia: imagine-se segurando uma moeda de um real frente ao seu rosto numa noite em que a lua esteja visível no céu. Caso você posicione a moeda muito próxima de um dos seus olhos, você notará que a moeda parecerá maior que a Lua e a bloqueará. À medida que você afasta a moeda de seu rosto, seu tamanho aparente em relação à Lua diminuirá até o ponto em que a borda da moeda corresponderá à borda da lua. Analogamente, no ponto em que as linhas vermelhas se cruzam teremos um bloqueio total do Sol a partir de um objeto que possui uma dimensão aparente próxima à dele, como podemos ver na Figura 4, onde a Lua o bloqueia totalmente.

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Figura 4: Eclipse solar total registrado em 05 de outubro de 2017 na cidade estadunidense de Madras, no Oregon. (Fonte: https://moon.nasa.gov/resources/82/the-moon-blocks-the-sun/)

O resultado de um objeto que não se encontra no cruzamento das linhas vermelhas, mas está na Umbra, será abordado posteriormente. Por hora, falemos sobre a região esverdeada conhecida como “Antumbra”. Voltando à analogia proposta inicialmente, portanto, imagine-se segurando – ao invés de uma moeda –, uma ervilha. Com os braços esticados, é impossível que a ervilha cubra a Lua totalmente, de forma que você verá com facilidade toda a Lua com exceção da área que a ervilha bloqueia. Na Antumbra, o processo é extremamente parecido, e acontece, portanto, quando o objeto que passa frente ao Sol não possui tamanho suficiente para cobri-lo. Em eclipses solares em que a Lua esteja mais distante da Terra, é comum que sua dimensão aparente não seja suficiente para cobrir totalmente o Sol, de forma que, neste caso, teremos um “Eclipse Anular”, onde parte do Sol será observável além da borda da Lua, como vemos na Figura 5.

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Figura 5: Eclipse anular registrado em 15 de Janeiro de 2010 sobre regiões da África e Ásia (Fonte: http://www.astronoo.com/pt/artigos/eclipse-anular.html)

A última região de interesse é a área azulada, também conhecida como “Penumbra”. Nesta região teremos o “Eclipse Parcial”, onde apenas parte do Sol é coberto pela Lua (Figura 6). Em nossa analogia, esse processo se assemelha à tentativa de posicionar a moeda de forma que esta bloqueie apenas metade da Lua; e, como essa região azulada é a maior dentre as três, o Eclipse Parcial é o mais comum de ser observado.

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Figura 6: Eclipse Parcial (Fonte: http://www2.uol.com.br/sciam/noticias/eclipse_parcial_do_sol.html)

De volta à área marrom, uma das possibilidades de um eclipse total é termos um objeto cuja dimensão aparente seja maior que a do Sol. No caso de nossa Lua, isso não ocorre. O máximo que vemos na Terra é um eclipse que coincide com o cruzamento das linhas vermelhas. Caso a Lua estivesse mais internamente na área marrom, o eclipse continuaria sendo total, com a diferença de que toda a luz proveniente do Sol seria bloqueada totalmente.

Observamos na Figura 4, porém, uma mancha branca ao redor da Lua que acontece apenas em eclipses totais: a Corona – região encontrada próxima à superfície do Sol e principal contribuinte dos ventos solares. Em eclipses totais em que o eclipsante possui dimensão aparente maior que a do Sol, a corona será substituída pelo brilho da região próximo de sua superfície. Exemplificando, na Figura 7 vemos um eclipse total onde Saturno bloqueia totalmente o Sol e, por sua dimensão aparente ser maior que a do astro em sua órbita, enxergamos um brilho tanto de sua atmosfera quanto de seus anéis.

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Figura 7: Eclipse total de Saturno registrado em 15 de Setembro de 2006 pelo orbitador Cassini (Fonte: https://solarsystem.nasa.gov/news/13101/spectacular-eclipses-in-the-saturn-system/)

Outro tipo de eclipse muito comum é o conhecido “Eclipse Lunar”, fenômeno cuja ocorrência está intrinsecamente ligada ao alinhamento entre Sol, Terra e Lua. Em termos comparativos, imagine-se num passeio onde precisa tomar um ônibus e, portanto, aguarda alguns minutos no ponto até a chegada do veículo. Inicialmente não há tantos problemas, mas depois de alguns minutos sob o forte Sol, você se vê incomodado e procura algo próximo que lhe faça sombra, até que encontra, por exemplo, um poste de luz, que lhe serve de abrigo temporário enquanto seu ônibus não chega. No Eclipse Lunar a Terra tomaria a função do poste e você a função da Lua, de forma que, quando a trajetória orbital da Lua passa por trás da Terra, mergulhando em sua sombra, a Lua deixa de ser completamente iluminada pelo Sol e adquire um tom opaco avermelhado, como apresentado na Figura 8.

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Figura 8: Sequência de fotografias do Eclipse Lunar de Los Angeles, Califórnia (Fonte: https://veja.abril.com.br/galeria-fotos/fotos-unico-eclipse-lunar-total-do-ano-e-registrado-na-madrugada-21-012019/)

AVISO IMPORTANTE: A observação de qualquer eclipse solar deve ser realizada com a utilização de lentes especiais. Até a fase da totalidade os poucos resquícios de luz solar ainda podem prejudicar a sua visão. Para a sua segurança opte, ou por observações indiretas do fenômeno (através de uma projeção do eclipse em alguma superfície), ou pela compra de lentes com filtros que os protejam dos raios solares.

Referências

[1] NASA – When the Earth, Moon and Sun Align <https://blogs.nasa.gov/Watch_the_Skies/tag/solar-eclipse/&gt; acessado em 02/05/2019 às 21:09.

[2] NASA – Total Solar Eclipse: The Physics of Light <https://blogs.nasa.gov/Watch_the_Skies/2017/07/14/total-solareclipse-the-physics-of-light/&gt; acessado em 02/05/2019 às 22:37.

[3] Observatório Nacional – Eclipse de Sobral <https://daed.on.br/sobral/&gt; acessado em 10/05/2019 às 16:52.

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