Física na Veia!

Arquivo : sol

Eclipse Solar Carnavalesco
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Prof. Dulcidio Braz Júnior

Fotomontagem

 

No próximo dia 26 de fevereiro, em plena manhã de domingo de Carnaval, teremos eclipse solar. E o melhor de tudo: ele poderá ser observado daqui do Brasil (exceto da região norte do país)!

Eclipse solares, você sabe, ocorrem quando a Lua obstrui total ou parcialmente a luz solar. Em outras palavras, a Lua (Nova) passa diante do disco solar do ponto de vista de um observador terrestre.

O Sol, fonte de luz extensa (não pontual), ao iluminar a Lua, cria duas regiões cônicas importantes: uma de sombra (S) também chamada de umbra, totalmente sem luz, e outra de penumbra (P) parcialmente iluminada. A figura abaixo, propositalmente fora de escala, ilustra a ideia.

Sombra (S) e Penumbra (P) da Lua projetadas sobre a Terra.

A animação abaixo, agora com escala bem mais próxima da real, dica que recebi por e-mail do prof. João Batista Canalle (coordenador nacional da OBA – Olimpíada Brasileira de Astronomia e Astronáutica), mostra os cones bem alongados de sombra (ou umbra) e penumbra da Lua projetados sobre a Terra durante um eclipse solar.

Um observador que, com sorte, estiver num ponto da Terra por onde passará a a sombra (S) da Lua, verá o melhor do espetáculo, com o disco lunar passando diante do disco solar, num “encaixe perfeito” que pode até mesmo tapar o Sol. Com um pouco menos de sorte, observadores sob a penumbra lunar (P) projetada na Terra verão o disco opaco da Lua passar parcialmente sobre o disco luminoso do Sol, sem no entanto obstruí-lo por completo.

Curiosamente, por uma caprichosa coincidência cósmica, os tamanhos aparentes da Lua e do Sol, vistos daqui da Terra, ficam próximos de meio grau (confira os cálculos neste post, ainda na plataforma antiga do blog). Assim, é possível em algumas situações a Lua tapar por completo o Sol. Quando isso acontece, dizemos que o eclipse solar é total. Nesses casos, o dia vira noite por alguns minutos e o efeito é realmente contundente, como pode ser visto na foto abaixo.

Eu disse que os tamanhos aparentes do Sol e da Lua ficam próximos de meio grau porque, na realidade, podem variar ligeiramente para mais ou para menos. Isso se deve ao fato de queas órbitas da Terra ao redor do Sol e da Lua ao redor da Terra não serem circunferências perfeitas, mas elipses.  Eventualmente, por conta da variação da distância Sol-Terra e/ou da distância Terra-Lua, pode ocorrer do disco lunar opaco estar ligeiramente menor do que o disco brilhante solar. Nesse caso, no ápice do eclipse, a Lua não chegará a tapar por completo o disco solar. Ficará “sobrando” uma curiosa bordinha luminosa. Esse tipo peculiar de eclipse é classificado como anular (ou anelar) por conta da formação do “anel” brilhante. Um pouco diferente do eclipse total, ainda assim um eclipse anular é algo surpreendente.

Eclipse solar anular. [Fonte: NASA]

O eclipse solar do próximo domingo, em seu máximo, será do tipo anular, como esse registrado na bela imagem logo acima. Mas, para observá-lo assim você teria que estar localidades de latitudes sul bem altas na Terra, como alguns pontos privilegiados do Chile, sul da Argentina e parte da África.

Aqui no Brasil, no entanto,  em latitude mais baixa, veremos apenas um eclipse parcial que, mesmo assim, tem tudo para ser um belo espetáculo. É que todos os pontos do território nacional onde haverá o fenômeno astronômico estarão na região de penumbra (P) e não de sombra (S) da Lua. Assim, o centro do disco escuro lunar e o centro do disco claro solar não ficarão perfeitamente alinhados. Veremos algo mais ou menos parecido com a imagem abaixo que registra a Lua cobrindo parcialmente o disco solar.

Eclipse solar parcial. [Fonte: NASA]

O eclipse ao longo do território nacional

A imagem abaixo ilustra de forma bastante didática onde o eclipse poderá ser visto ao longo do território brasileiro e que porcentagem do Sol será coberta pela Lua.

O eclipse no território brasileiro. [Fonte: texto publicado pela Comissão de Ensino e Divulgação da
SAB – Sociedade Astronômica Brasileira]

 Note que, daqui do Brasil, poderemos ver entre 60% e 70% do disco solar obstruído pela Lua (na região Sul), cerca de 50% da região sudeste, e até 40% nas regiões nordeste e centro-oeste, dependendo da latitude.

O fenômeno, aqui no Brasil, dependendo da localidade, vai começar um pouco mais cedo ou um pouco mais tarde. Mas tenha 10 h (horário de Brasília) como referência média para começar as observações.

 

Observação segura do fenômeno (ou cuide bem dos seus olhos!)

O delicado olho. Não olhe diretamente para o Sol, muito menos com instrumentos ópticos!

 

Jamais olhe para o Sol diretamente. Com binóculos, lunetas ou telescópio, sem um filtro solar astronômico profissional, muito menos! Tais instrumentos concentram a radiação solar oferecendo altíssimo risco de danos severos e permanentes às células da retina, com cegueira na certa!

Na falta de um filtro astronômico profissional, como o que usei para fazer a imagem do Sol que ilustra este post e que é feito de um polímetro capaz de absorver 99% da radiação solar, sugiro, como forma segura para observar um eclipse solar, usar um vidro (verde) de máscara de soldador número 14. Ele também filtrará bastante a intensa luz solar, protegendo os seus delicados olhos. Mas atenção: não use binóculos, lunetas ou telescópios junto com o vidro 14 acoplado. Por um descuido, se houver desalinhamento, o Sol intenso pode machucar seus olhos! Olhe o Sol usando apenas o vidro de soldador. Ok?

Vidro (verde) retangular para máscara de soldador número 14

Você encontra este produto em lojas de material para construção ou lojas que vendem ferragens. Funciona bem, é seguro e barato. Ele filtra tanto a luz que, numa primeira olhada, parece preto. Mas é verde. Através dele você verá o Sol esverdeado.

Vidros escurecidos com fumaça de vela, chapas de raio X, filme fotográfico velado, …, e outras “receitas” caseiras não são tão seguros e devem ser evitados.

Existem outras boas e baratas técnicas de observação de eclipses solares. Escrevi sobre isso neste post, há alguns anos, ainda na plataforma antiga do blog. Confira-as. E veja o eclipse solar com toda a segurança!

 

Prepare-se para o eclipse com antecedência! Compartilhe a notícia e as dicas de observação nas redes sociais. Chame os amigos para observarem juntos com você o belo fenômeno!

BOM CÉU A TODOS NO DOMINGO! E BOAS OBSERVAÇÕES CARNAVALESCAS!

Antes que me esqueça, farei cobertura fotográfica em tempo real aqui no blog. Veja o fenômeno ao vivo e depois venha conferir as imagens aqui bem como compartilhar conosco as suas experiências observacionais. Combinado?


Para saber mais

  • Texto oficial (PDF) da SAB – Sociedade Brasileira de Astronomia sobre o eclipse solar do próximo dia 26/fevereiro, com informações importantes e horário do fenômeno para diversas cidades brasileiras, em diferentes latitudes.

Já publicado aqui no Física na Veia!

(*) Posts na plataforma antiga do blog

Como é possível acender a tocha olímpica com a luz solar?
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Prof. Dulcidio Braz Júnior

Rio2016_tocha

O ápice da cerimônia de acendimento da tocha olímpica (crédito: Yannis Behrakis/Reuters)

 

Seguindo a tradição, aconteceu hoje, na cidade de Olímpia, Grécia, às 11h (6h no horário de Brasília), a cerimônia para acender a tocha olímpica. É com esse fogo que será acesa futuramente a pira olímpica em pleno estádio do Maracanã e que permanecerá acesa durante os Jogos Olímpicos 2016 que acontecem no Rio de Janeiro a partir de 5 de agosto. A pira olímpica, enquanto acesa, marca o período de realização das competições internacionais nas mais diversas modalidades olímpicas.

Na foto vemos a atriz grega Katerina Lehou vestida como uma sacerdotisa da antiguidade grega acendendo a tocha usando uma superfície refletora para concentrar os raios solares. A tradição diz que o fogo olímpico deve ser coletado “diretamente do Sol”.

Como isso funciona? A Física explica…

Sol: raios paralelos?

Os raios de luz que deixam o Sol se espalham em todas as direções ao redor da nossa estrela. Logo, divergem, ou seja, não são paralelos.

raios_solares_divergentes

Os raios de luz que deixam o Sol divergem.

 

Mas a pequena porção do feixe cônico de luz solar que atinge a Terra, distante cerca de 150 milhões de quilômetros do Sol, contém raios de luz praticamente paralelos. A figura abaixo, propositalmente fora de escala, ilustra a ideia.

Sol_Terra_raios_paralelos

Os raios de luz que vêm do Sol e atingem a Terra são praticamente paralelos.

 

Sobre o paralelismo dos raios solares, usei termo “praticamente” porque, a rigor, o ângulo θ entre os raios solares que chegam na Terra não é 0° (o que garantiria paralelismo perfeito) mas cerca de 0,5° (raios “quase” paralelos). Ok?

Antes que me pergunte, sim, na figura acima o ângulo θ parece ser grande, bem maior do que 0,5°! É que a escala da figura, com eu já disse, está errada. Se mantivermos o tamanho do disco solar, a Terra deverá ser representada por uma bolinha ainda menor e deverá ficar bem mais distante da nossa estrela, ou seja, o valor de d (na escala real) deve ser bem maior do que aquele que está representado. E, quanto maior for a distância d, menor será o ângulo θ. Concorda? É o que ocorre na prática. E por isso o Sol tem cerca de meio grau de diâmetro aparente, ou seja, está tão distante de nós que seus raios, ao atingirem o nosso planeta, são “quase” paralelos.

Tratei desse assunto com mais detalhes (e até algumas continhas) em dois posts que se complementam (Curiosidade sobre os raios solares e O tamanho aparente dos astros, ambos na plataforma antiga do blog). Dá uma olhada depois, com calma, se quiser aprofundar o assunto.

 

O Ponto focal

Para começar, como vamos abordar a reflexão da luz, precisamos ter em mente as duas Leis da Reflexão, ou seja, as duas “regrinhas” que qualquer raio de luz obedece durante qualquer reflexão. Confira a seguir.

Leis_da_Reflexao

Se aplicarmos as duas Leis da Reflexão para um raio de luz incidente (a) que entra paralelo à linha (vermelha) que contém o centro de curvatura (C) e “toca” o espelho no vértice (V), ponto que fica bem no meio da superfície refletora côncava, descobrimos que o raio refletido (b) deverá passar num ponto que fica entre o centro de curvatura (C) e o vértice (V). A figura a seguir ilustra a ideia (sendo a direção normal N equivalente à da linha que liga o ponto de incidência do raio de luz na superfície refletora e o seu centro de curvatura C).

Espelho_esf_conc_01

Por onde passa um raio de luz paralelo ao eixo do espelho côncavo depois da reflexão?

 

Numa superfície refletora côncava esférica qualquer, esse ponto por onde o raio refletido deve passar depois de sofrer reflexão e que chamaremos a partir de agora de foco (F) fica “mais ou menos” no ponto médio entre o centro de curvatura da superfície esférica (C) e o vértice (V). E, infelizmente, nem sempre o foco (F) é exatamente pontual. Em outras palavras, espelhos esféricos não são perfeitos, ou seja, não são estigmáticos. Espelhos esféricos podem não funcionar de forma ideal e, nesse casos, dizemos que são astigmáticos. Assim, na prática, o foco (F) de um espelho esférico pode, em alguns casos, ser uma mancha (conjunto de pontos) em vez de exatamente um ponto. Isso “complica” as coisas e faz com que o espelho possa formar imagens não muito nítidas.

Mas, dentro de certas condições especiais, conhecidas na teoria como Condições de Nitidez de Gauss¹, os espelhos esféricos terão um foco (F) bem definido, ou seja, pontual, e que ficará exatamente no ponto médio entre o centro de curvatura (C) e o vértice (V) do espelho, ou seja, a uma distância focal (f) do espelho que corresponde à metade do raio de curvatura (f = R/2).

Dessa forma, nos espelhos ideais (ou gaussianos), raios incidentes paralelos entre si e paralelos ao eixo principal do espelho vão convergir para o foco (F) que, de forma muito bem comportada:

  1. será pontual; e
  2. ficará exatamente no ponto médio entre o centro de curvatura (C) e o vértice (V) do espelho esférico côncavo.

A próxima imagem ilustra a ideia do foco (F) ideal.

Espelho_esf_conc_02

Em espelhos gaussianos os raios paralelos se concentram no foco F, ponto médio entre C e V.

 

O nome foco para esse ponto onde a luz solar visível (e também outras radiações solares invisíveis) se concentra(m) depois da reflexão vem de focus (fogo, em latim). E o nome não poderia ser melhor pois boa parte da energia solar que incide em toda a área da superfície refletora será concentrada num ponto, o que poderá causar superaquecimento em qualquer objeto ali posicionado e que, portanto, poderá ser incendiado, literalmente pegando “focus”!

Se os raios incidentes forem paralelos entre si mas não forem paralelos ao eixo principal do espelho esférico côncavo, serão concentrados noutro ponto que é um foco secundário (F’) situado num plano conhecido por plano focal que contém o foco principal (F) e infinitos outros focos secundários (F’). Confira na ilustração abaixo.

Espelho_esf_conc_03

Não existe apenas um foco F mas uma família de possíveis pontos focais.

 

De qualquer forma, sejam os raios paralelos ou não ao eixo principal do espelho, o efeito de concentrar a luz é sempre o mesmo, só que noutro ponto F’ onde, uma vez colocado um objeto, também é possível incendiá-lo por superaquecimento. É exatamente o que acontece com a tocha olímpica que a atriz segura em suas mãos. Ele coloca a ponta da tocha, certamente embebida em algum fluido inflamável, exatamente na região que contém um ponto focal primário (F) ou secundário (F’). Dá para entender a ideia?

Mas temos um problema prático. Quanto maior um espelho esférico côncavo, mais radiação solar ele coletará e concentrará em F (ou F’), potencializando o efeito de superaquecimento, o que é bastante desejável. Mas espelhos esféricos muito grandes fogem das Condições de Nitidez de Gauss¹ e o ponto focal (F ou F’) deixa de ser pontual, o que “dilui’ um pouco a energia luminosa concentrada e, portanto, enfraquece o efeito de superaquecimento, o que não é nada desejável. Note que, ao tentarmos melhorar a captação/concentração da radiação solar, fazendo espelhos esféricos maiores, não conseguimos tanto sucesso por conta da perda da “focalização” da energia uma vez que o foco deixa de ser pontual e passa a ser uma região com pontos espalhados.

Como resolver esse impasse?

A solução é simples. A Geometria nos mostra que superfícies côncavas de perfil parabólico (em vez de esférico) têm foco pontual, perfeito, independentemente de serem pequenas ou grandes. Basta fazer o espelho parabólico (em vez de esférico) e o problema estará resolvido! E é exatamente o que podemos conferir na imagem que mostra a atriz Katerina Lehou  colocando a ponta da tocha dentro da superfície refletora que, nitidamente, não tem perfil circular, bem arredondado, mas um perfil mais “bicudo”, característico da parábola que garante focos pontuais (F ou F’) perfeitos, concentrando com bastante eficiência a luz captada em toda a superfície refletora!

Rio2016_tocha2

A superfície refletora parabólica usada na cerimônia tem foco perfeito.

 

A tocha olímpica, com o fogo “original” do Sol, vai viajar pela Grécia. Depois pelo mundo. E em breve chegará ao Brasil, onde também vai cumprir a sua peregrinação até o início dos Jogos Olímpicos 2016.

Arquitetura “assassina”

edificio_concavo

Fachada côncava refletora do edifício concentrando a radiação solar (crédito: Leon Neal)

 

Em setembro de 2013 ficou famoso um prédio ainda em construção em Londres que, revestido de material refletor, começou a queimar a sua vizinhança concentrando os raios de luz solar como um imenso espelho côncavo! É bem provável que você tenha ficado sabendo do fato que fez barulho nas redes sociais e também nos meios de comunicação.

Abordei o assunto no post É tudo uma questão de foco onde dei outros exemplos de concentração de luz e outras ondas eletromagnéticas usando superfícies côncavas esféricas ou parabólicas. Ficou interessado? Dá uma espiada!


(1) Primeira Condição de Nitidez de Gauss: se você ligar os extremos (ou bordas) do espelho ao próprio centro de curvatura (C), o ângulo formado pelos dois seguimentos de reta não pode exceder 10°; Segunda Condição de Nitidez de Gauss: os raios de luz incidentes no espelho devem ser paraxiais, ou seja, devem tocar o espelho numa região próxima ao eixo principal (para = perto, axial = eixo).

Veja/saiba mais

  • Começa o percurso da tocha olímpica, após ser acesa na Grécia (matéria em vídeo da EFE Brasil)
  • Especial UOL Olimpíadas (beta)
  • Álbum do UOL (Imagens da cerimônia de acendimento da tocha olímpica para Rio 2016)
  • Matéria do UOL sobre o ensaio para a cerimônia de acendimento da tocha olímpica

Já publicado aqui no Física na Veia!

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Primeiro dia de outono
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Prof. Dulcidio Braz Júnior

Equinocio_outono_2016

Sol nascendo hoje, 20 de março, equinócio de outono, em São João da Boa Vista, interior de SP

 

Quer ver o Sol nascer? Olhe para leste. Certo? Quase.

O Sol não nasce exatamente no ponto cardeal leste mas ao redor dele, dependendo da época do ano. Somente em dois dias do ano, chamados equinócios, o Sol nasce exatamente no leste.

Hoje, equinócio de outono (no hemisfério sul) ou de primavera (no hemisfério norte) o Sol nasceu exatamente no ponto cardeal leste. A foto acima registra o nascer do Sol por trás da serra aqui em São João da Boa Vista, interior de São Paulo, Brasil, alguns minutos depois das 6 h. O Sol apontou no horizonte exatamente no ponto cardeal leste.

A partir de agora, até o solstício de inverno que ocorre em junho e marca o início do inverno no hemisfério sul, o Sol vai nascer cada vez mais para a esquerda do ponto cardeal leste (a rigor, mais para o norte). O Sol fará seu movimento aparente indo cada vez mais para o norte, para aquecer o hemisfério norte da Terra (onde vai acontecer o verão) e esfriar o hemisfério Sul do planeta (onde teremos inverno).

Depois do solstício, o Sol retorna cada vez mais para leste e em setembro volta a nascer exatamente no ponto cardeal leste, noutro equinócio (de primavera no hemisfério sul e de outono no hemisfério norte). E daí para frente faz seu movimento aparente nascendo cada vez mais para a direita do ponto cardeal leste (a rigor, para o sul), até o solstício de verão (no hemisfério sul) ou de inverno (no hemisfério norte).

A imagem abaixo resume o movimento aparente do Sol nascente ao longo de um ano a partir de hoje, 20 de março de 2016, equinócio de outono no hemisfério sul, até o próximo equinócio de outono, no ano que vem.

Movimento aparente anual do Sol ao redor do leste

Movimento aparente anual do Sol ao redor do ponto cardeal leste

 

E vale observar que estamos na fase da Lua Crescente. Na próxima quarta-feira, dia 23 de março, teremos a primeira Lua Cheia depois do equinócio de outono (no hemisfério sul). O primeiro domingo, depois da primeira Lua Cheia que ocorre logo após o equinócio de outono (no hemisfério sul) é definido como Domingo de Páscoa, como explicado nesse post que também justifica o Carnaval tão cedo em 2016, logo no começo do mês de fevereiro.

Aproveite bem o seu domingo, início de outono. E que o outono possa amenizar a “altíssima temperatura” dos últimos dias aqui no Brasil. Que os ânimos se acalmem. Que as paixões partidárias enfraqueçam e, com lucidez, possamos recuperar o amor pela nossa Nação, acima de tudo!


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Eclipse solar total como você nunca viu
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Prof. Dulcidio Braz Júnior

MIR_Moon-shadow

Sombra e penumbra da Lua Nova projetadas na superfície da Terra. Captura feita a partir da estação espacial soviética MIR.

 

A imagem acima é bastante popular entre os amantes da Astronomia. E a única que eu conhecia até hoje mostrando uma visão espacial rara: a sombra e a penumbra da Lua Nova projetadas na superfície do nosso planeta evidenciando a ocorrência do fenômeno do eclipse solar total.

Observadores privilegiados que estiverem por onde passa a penumbra da Lua Nova terão a visão de um eclipse solar parcial. E os mais sortudos, bem no centro (parte mais escura) da mancha, região chamada de sombra (ou umbra), serão contemplados com um eclipse solar total, momento raro em que o disco opaco da Lua pode tapar por completo o disco solar transformando, por alguns minutos, o dia em noite.

Mas hoje foi publicada uma animação espetacular mostrando o movimento da sombra e da penumbra da Lua Nova sobre a Terra a partir de várias capturas feitas pelo satélite meteorológico japonês Sunflower-8 durante o eclipse solar total que teve seu ápice às 9h53 minutos do dia 9 de março de 2016 (horário local da Indonésia) ou 21h53min do dia 8 de março (horário de Brasília).

Pela beleza e raridade da imagem, publico-a dividindo com meus leitores essa incrível visão do globo terrestre a partir do espaço durante um eclipse solar total.

Sunflower8_Moon-shadow

Sombra e penumbra da Lua Nova projetadas na superfície da Terra. Captura feita a partir do satélite
japonês Sunflower 8. Fonte: Spaceweather.com.

A imagem acima, estática, é um único frame da animação que você confere aqui na íntegra. Imperdível!

A imagem abaixo, feita na Indonésia, mostra a visão do eclipse solar total de um observador terrestre. Note acima, à direita, o disco solar totalmente coberto pela Lua Nova durante o eclipse solar de hoje (na Indonésia) ou ontem (no Brasil). Note que a coroa solar, que normalmente não vemos porque é ofuscada pela intensa luz solar, fica bastante evidente quando o Sol é tapado pelo disco lunar opaco.

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Imagem capturada por Janne Pyykkö em Terante, Indonésia (9/março/2016)
Fonte: Spaceweather.com.

Abaixo temos uma visão mais técnica, também incrível, usando telescópio e filtro solar capaz de evidenciar belíssimas proeminências solares.

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Imagem capturada por Fabrizio Melandri em Balikpapan, Indonésia. (9/março/2016)
Fonte: Spaceweather.com.

Para saber mais detalhes sobre eclipses (solares e lunares), siga os links abaixo.


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AR2396: gigantesco grupo de manchas solares
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Prof. Dulcidio Braz Júnior

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Registro fotográfico que fiz do disco solar hoje com destaque para a gigante AR2396.

 

A imagem do Sol logo acima foi feita hoje, dia 9 de agosto de 2015, assim que o Sol despontou por trás da serra aqui em São João da Boa Vista, interior de São Paulo. Dá para ver nitidamente a região ativa AR2396 e seu conjunto de manchas que tem comprimento aproximado de 120 000 km, o que equivale a quase dez planetas Terra alinhados! É enorme!

ANTES DE QUALQUER COISA: NUNCA OLHE DIRETAMENTE PARA O SOL! MUITO MENOS COM BINÓCULO, LUNETA OU TELESCÓPIO. HÁ ENORME RISCO DE ‘QUEIMAR’ DE FORMA IRREVERSÍVEL ALGUMAS CÉLULAS DA RETINA QUE, UMA VEZ DANIFICADAS, NUNCA MAIS VÃO REGISTRAR A LUZ QUE CHEGA AO FUNDO DO OLHO. RISCO PERIGOSO E CERTO DE CEGUEIRA.

Como fiz a imagem do Sol com segurança?

Coloquei minha câmera num tripé. Ajustei (por tentativa e erro) os parâmetros (ISO 100, f 6.3, 1/20s) para a melhor resolução/contraste. E o mais importante: usei um filtro solar Thousand Oaks que barra 99% da radiação da nossa estrela. Você entendeu direito: ele só deixa passar 1% da radiação solar. Isso garante segurança, inclusive para a câmera que poderia ter o sensor danificado caso ficasse muito tempo apontada para o Sol.

Embora bastante simples e sem resolução (já que usei apenas a óptica da câmera digital e um filtro solar) a foto acima vale por ser meu primeiro registro fotográfico de uma mancha solar.

E fica como dica para quem mais quiser “brincar” com astrofotografia solar, desde que com toda a segurança! Com o Sol, sendo bastante responsável, a gente não brinca de fato. Mas pode se divertir se houver certeza de bastante segurança! Ok?

 

Como eu sabia da AR2396?

Acompanho observatórios que estudam o Sol. Gosto bastante do assunto. Já escrevi sobre o tema algumas vezes (confira dois dos meus textos dentro do tema: post1 post2).

Soube que o grupo AR2396 estava evoluindo e crescendo. O SDO – Solar and Dynamics Observatory da NASA publica imagens diárias do disco solar e pude constatar que o grupo AR2396 era mesmo enorme. Veja aqui imagem do dia 7 de agosto. E logo abaixo imagem de hoje, 9 de agosto.

Sol_AR2396_6agosto2015_SDO-HMI

Imagem do disco solar feita hoje (9/agosto/2015) pelo HMI do SDO/NASA.

Astrônomos amadores do mundo todo, atentos à novidade, já estavam fazendo registros incríveis, como esse logo abaixo feito em 6 de agosto pelo francês Francois Rouviere com equipamento dedicado para observação solar em que podemos ver em detalhes o grupo de manchas e as granulações solares ao redor.

Sol_AR2396_6agosto2015_francois

Belíssimo registro feito por Francois Rouviere em 6/agosto/2015 usando telescópio newtoniano de 210 mm com filtro K-line e Barlow 5X acoplado à câmera IDS 3240 NIR. Imagem pós processada com AutoStakkert! e Lucy-Richardson com ImPPG. [Fonte: Spaceweather]

Com sorte, dependendo das condições atmosféricas, até mesmo a olho nu estava sendo possível observar a AR2396, especialmente com o Sol nascendo ou se pondo, quando a própria atmosfera (mais possível poluição, poeira ou névoa) filtra naturalmente a luz solar deixando suas manchas evidentes com segurança para o observador. Podemos conferir logo abaixo uma prova espetacular disso na belíssima imagem feita pela espanhola Leonor Ana Hernandez ao amanhecer do dia 7 de agosto.

Sol_AR2396_7agosto2015_Leonor

Recorte da imagem feita pela espanhola Leonor A. Hernandez em 7/agosto/2015 onde aparece a
AR2396 no disco solar “filtrado” pela atmosfera ao amanhecer. [Fonte: Spaceweather]

Quer ver a imagem acima completa e em maior resolução. Clique aqui.

 

O que são manchas solares?

Manchas solares são regiões na superfície do Sol com temperatura menor do que a média local. Sendo mais frias (a rigor menos quentes) que a vizinhança, se mostram como manchas escuras em contraste com o resto do Sol mais brilhante.

Manchas solares apresentam grande concentração de campo magnético que aprisiona matéria na forma de plasma, ou seja, gás muito quente e ionizado (eletricamente carregado). Se as linhas de campo magnético se rompem, matéria é liberada e pode ser ejetada para o espaço em eventos que chamamos de ejeção de massa coronal. Neste caso, inúmeras partículas são lançadas no espaço em conjunto com radiação de amplo espectro que vai desde as ondas de rádio até os raios gama, passando pelos raios X. Esse fenômeno solar está intimamente ligado às auroras boreais e austrais aqui na Terra. Confira post sobre o assunto.

Galileo Galilei, mesmo sem saber exatamente o que eram, observou manchas solares usando uma luneta de fabricação própria. Desconhecendo o perigo que corria ao observar o Sol com um instrumento que concentra a radiação solar, acabou tendo sérios problemas de visão. Veja abaixo desenho feito por Galileo das manchas solares por ele observadas em 23 de junho de 1613.

Sol_AR_23jun1613_registro-Galileo

Manchas solares observadas e registradas por Galileo Galilei em 23/junho/1613. [Fonte: Facebook / Physics World]


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Imagens incríveis do Sol em cinco anos de observações pelo SDO
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Prof. Dulcidio Braz Júnior

 

O belíssimo vídeo acima mostra, em pouco menos de cinco minutos, um apanhado geral de imagens incríveis que o SDO – Solar Dynamics Observatory da NASA registrou em cinco anos de observação solar em tempo real, 24h por dia.

Antes que você me pergunte como eles conseguem “ver” o Sol 24h por dia, respondo: o SDO é um laboratório que não fica na Terra. Se estivesse em solo, não teria como registrar o Sol no período da noite local. Certo? Ele fica no espaço, a bordo de um satélite terrestre, numa órbita geoestacionária inclinada 28 graus em relação ao plano do equador de onde pode mirar e registrar todo o disco solar, o tempo inteiro (a rigor, quase todo o Sol o tempo inteiro já que eventualmente o disco lunar pode eclipsar parcialmente o disco solar visto do satélite, como mostrei nesse post).

Com diversas imagens estáticas do sol, o SDO é capaz de criar vídeos incríveis. Toda a coleção de vídeos você confere na galeria oficial do projeto recentemente atualizada. Imperdível!

 

Os três instrumentos do SDO

 

O SDO opera com os seguintes instrumentos:

1) AIA – Atmospheric Imaging Assembly – projetado para “ver” a coroa solar em diversos comprimentos de onda.

2) HMI – Helioseismic and Magnetic Imager – desenhado para estudar o campo magnético na superfície solar.

3) EVE – Extreme ultraviolet Variability Experiment – concebido para analisar o espectro da radiação solar em ultravioleta extremo.

Confira, na linda montagem abaixo, os vários “olhos” do SDO operando em diferentes faixas (ou comprimentos de onda) do espectro eletromagnético.

SDO_ArgoView_legendas

O Sol visto em diferentes comprimentos de onda pelos “olhos” do SDO.

 

Sempre que você entrar no site do SDO, de cara vai encontrar as últimas imagens do Sol feitas pelos instrumentos acima, cada uma delas num comprimento de onda diferente e capaz de evidenciar um ou outro detalhe específico da complexa e dinâmica estrutura solar.

O vídeo do SDO que eu mais gosto é o Argo View (confira abaixo). Nele o Sol é literalmente fatiado. E cada fatia corresponde a um comprimento de onda. Uma imagem do Sol de fundo vai girando por trás das fatias que funcionam como “filtros”. De forma bastante didática, dá para perceber qual estrutura solar pode ser melhor observada em detalhes para cada comprimento de onda, em cada uma das fatias. Assim fica fácil entender porque os comprimentos de onda foram escolhidos a dedo para observar cada detalhe da nossa estrela! É genial!

Quando você não tiver o que fazer, faça como eu: visite o site do SDO e confira as belíssimas imagens que mostram o que anda acontecendo com a nossa estrela. Sempre que posso, dou uma passada por lá! É diversão garantida!


Para saber mais


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Hoje teve explosão solar das fortes!
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Prof. Dulcidio Braz Júnior

SOHO
SOHO CME

Registro da grande explosão feita pelo coronógrafo do SOHO. O Sol, que corresponde à circunferência branca central, está propositalmente obstruído por um anteparo (disco azul escuro) que permite a observação da coroa solar.

 

Nas primeiras horas de hoje, sábado, 20 de dezembro, uma explosão solar considerada bastante intensa chamou a atenção dos cientistas que se dedicam a observar e estudar a nossa estrela. Junto com a intensa radiação eletromagnética, houve ejeção de massa coronal para o espaço.

Medidas da intensidade da radiação permitiram classificar a explosão como X1.8 (confira detalhes dessa escala noutro post).

A luz viaja a quase 300.000 km/s no vácuo e o Sol encontra-se a aproximadamente 150 milhões de km da Terra. Logo, para vir do Sol até nós, a luz demora Δt que pode ser facilmente obtido por

Δt = ΔS/v = 150 000 000 km / 300 000 k/s = 500 s

Como cada minuto tem 60 s, se tivéssemos 480 s teríamos exatos 8 minutos. Logo, 500 s corresponde a 8 minutos e ainda sobram 20 s.

Concluímos, pelos cálculos acima, que o registro da explosão solar feito aqui na Terra aconteceu 8 minutos e 20 segundos depois do fenômeno ocorrer lá no Sol.

A intensa radiação  na faixa do ultravioleta e dos raios X causou ionização nas camadas mais altas da atmosfera da Terra, provocando blackout nas transmissões de rádio na faixa em torno de 10 MHz por mais de duas horas. A atenuação das ondas de rádio foi bem observada principalmente na Austrália e no Pacífico Sul.

Nos próximos dias partículas ejetadas do Sol, que viajam com velocidade bem menor que a da luz no vácuo, devem chegar à Terra provocando o belíssimo fenômeno das auroras (saiba mais sobre auroras nesse outro post)

Explosões solares intensas, da classe X, podem danificar satélites em órbita ao redor da Terra e até mesmo equipamentos eletrônicos na superfície do planeta. Não há até o momento nenhum relato desse tipo de incidente.

Clique aqui e veja vídeo mostrando a intensa explosão feito pelo SOHO – Solar and Heliospheric Observatory (NASA). A foto acima é apenas um frame desse vídeo. Vale observar que o pontinho brilhante que aparece à esquerda do Sol e ligeiramente para baixo é o planeta Mercúrio.

A explosão solar teve origem na região ativa AR2242. Confira aqui a AR2242 bem como outras regiões ativas solares que são grandes agrupamentos de manchas solares em registro do SDO – Solar Dynamics Observatory (NASA).


Já publicado no Física na Veia!

 

 


AR2192, a mancha solar do tamanho de Júpiter
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Prof. Dulcidio Braz Júnior


Surgimento da AR2192 no começo da semana

O Sol anda bastante agitadinho nos últimos dias. E desde o começo dessa semana astrônomos vêm acompanhando o surgimento e a evolução de uma enorme região ativa (ou mancha) solar, a AR2192. Ela tem praticamente o mesmo diâmetro do planeta Júpiter, o gigante gasoso do Sistema Solar. Logo, chamá-la de enorme não é exagero!

O filme acima, feito com imagens capturadas entre 21 e 22 de outubro pelo AIA – Atmospheric Imaging Assembly do SDO – Solar Dynamics Observatory da NASA, mostra a gigante mancha aparecendo na borda oeste do Sol na medida em que a nossa estrela gira. Com a rotação do Sol, a mancha vai ficando cada vez mais “de frente” para o nosso planeta que se torna “alvo fácil” de partículas e radiação caso ocorram explosões solares nessa mancha. Vale lembrar que só nessa semana já foram quase quarenta flares solares provenientes da AR2192: 27 da classe C, 9 da classe M e dois bastantes intensos, da classe X (veja a classificação dos flares solares nesse post).

Hoje a AR2192 está voltada para a Terra e, segundo medidas do seu campo magnético, tem grande potencial para novas explosões. Veja a imagem abaixo, disponível em spaceweather.com, feita pelo HMI – Helioseismic and Magnetic Imager do SDO.

HMI/SDO/NASA
hmi1898_240ut2014

A AR2192, pelo seu tamanho e grande atividade, virou assunto entre os astrônomos profissionais e amadores ao longo dessa semana. Hoje ela é destaque no APOD – Astronomy Pictures os The Day com a bela imagem abaixo feita por Randall Shivak e Alan Friedman.

Randall Shivak/Alan Friedman (Averted Imagination) via APOD/NASA
Apod_NASA_smFriedman_shivak2192_1024

O que são manchas solares?

Manchas solares são regiões na superfície do Sol com temperatura menor do que a média local e, por isso mesmo, em comparação com a superfície da nossa estrela, parecem ser mais escuras.

As manchas solares apresentam grande concentração de campo magnético. Este campo magnético concentrado aprisiona matéria na forma de plasma, ou seja, gás muito quente e ionizado e eletricamente carregado. Note na imagem acima que podemos perceber as linhas de indução do campo magnético na mancha solar. É algo parecido com as linhas que vemos quando jogamos limalha de ferro nas proximidades de um imã. Só que na mancha solar é o plasma que faz a vez da limalha.

Se as linhas de campo magnético se rompem, matéria pode ser lançada para o espaço em eventos que chamamos de ejeção de massa coronal. Neste caso, inúmeras partículas são arremessadas no espaço e muitas delas podem atingir a Terra. As auroras boreais e austrais resultam da chegada dessas partículas que interagem com a atmosfera terrestre.

Junto com as partículas ejetadas do Sol, temos também radiação de amplo espectro que normalmente vão desde as ondas de rádio até os raios gama, passando pela luz (visível) e pelos raios X.

A quantidade de manchas solares observáveis nos dá uma ideia da atividade solar.


 Atualização [29/outubro/2014]

Por conta da rotação da nossa estrela, a AR2192 encontra-se hoje, quarta-feira, na borda leste do Sol. Em mais algumas horas ela vai sumir por trás da nossa estrela. Confira a sua posição na imagem abaixo. Compare com a imagem acima feita no dia 24/outubro, sexta-feira passada.

HMI/SDO/NASA
hmi1898_29out2014
A AR2192 bem perto da borda leste do Sol

 

Destaco ainda uma curiosidade: o Sol não gira como um corpo rígido. Por ser gasoso, tem rotação diferencial que depende da latitude. O período de rotação superficial do Sol é de cerca de 25 dias terrestres na região equatorial enquanto que nas regiões polares chega a 36 dias aproximadamente. Suspeita-se que essa rotação também varie com a profundidade das camadas solares.


Para saber mais

Gostou do tema? Saiba mais sobre o Sol e o trabalho incrível do SDO – Solar Dynamics Observatory. Baixe o SDO Guide (PDF, em inglês).

SDO_guide


Já publicado no Física na Veia!

[11/04/2013]  O Sol “piscou” pra nós

 


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