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Equinócio: vai começar a primavera 2017
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Prof. Dulcidio Braz Júnior

Nascer do Sol hoje, 22 de setembro de 2017, em São João da Boa Vista, SP, Brasil. Clique para abrir
versão maior.

 

A imagem acima, feita hoje, 22 de setembro de 2017, por volta das 6h10min, mostra o nascer do Sol. O Sol, na verdade, nasceu às 5h57min, um pouco antes. Mas as montanhas locais retardam em quase 10 minutos a aparição do Sol local aqui onde moro (São João da Boa Vista, interior de São Paulo, perto do Sul de Minas Gerais). Clique sobre esta (e outras imagens do post) para abrir versão maior.

Mas não se trata de mais um nascer do Sol como tantos outros ao longo do ano. Hoje é um dia especial: equinócio de primavera (no hemisfério sul terrestre) e equinócio de outono (no hemisfério norte).  Em outras palavras, para nós, no hemisfério sul da Terra, logo mais às 17h02min (horário de Brasília) estará começando oficialmente a estação da primavera enquanto que para os habitantes ao norte do equador começará o outono.

Como em todo Equinócio, o Sol nasceu exatamente no ponto cardeal leste. Se você pensou “não é sempre assim, com o Sol nascente sempre no leste?”, digo logo que NÃO! Só nos equinócios, em dois dias muito particulares do ano, o Sol ascende no horizonte exatamente do ponto cardeal leste. Nos outros dias, dependendo da época do ano, o Sol nasce deslocado para a esquerda (a rigor para o norte) ou para a direita (a rigor para o sul) em relação ao ponto cardeal leste.

Para que você tenha uma ideia comparativa, veja abaixo outra foto que fiz da mesma paisagem, no mesmo ângulo, no dia 21 de junho, solstício de inverno (no hemisfério sul terrestre) e solstício de verão (no hemisfério norte), data oficial do início da estação do inverno ao sul do equador em 2017.

Nascer do Sol hoje, 21 de junho de 2017, em São João da Boa Vista, SP, Brasil. Clique para abrir
versão maior.

 

Notou a diferença? O Sol, neste dia, no início do nosso inverno, nasceu bem deslocado para a esquerda (a rigor para o norte). E a diferença não é pequena!

O mais incrível é que vivemos neste cenário de Sol nascente em pontos diferentes ao longo do ano. Todos os dias levantamos e vemos o Sol, exceto quando o céu está nublado. Mesmo assim, poucas pessoas percebem tal diferença de posição que, na prática, nem de longe é desprezível. Você mesmo, me conte, já tinha reparado nisso?

Para ficar mais evidente, veja abaixo uma montagem com as duas imagens acima.

Comparativo das posições reais do nascer do Sol em 21/06/2017 (solstício) e 22/09/2017 (equinócio)

 

Ainda não tenho uma imagem do solstício de verão (no hemisfério sul) que acontecerá em dezembro. Mas já está na minha agenda!  Vou fotografar o nascer do Sol neste dia, do mesmo ângulo, e postar a imagem aqui no blog para fazermos um comparativo ainda mais completo. Nesta data o Sol vai nascer deslocado para a direita do ponto cardeal leste (a rigor para o sul), como mostra (e prevê) a imagem acima. O que espero encontrar com este terceiro registro do nascer do Sol no solstício de verão é algo como mostrado nas etapas 2, 3 e 4 da imagem abaixo que se trata de uma simulação em computador.

 

Esse “bamboleio” que o nascer do Sol faz em torno do leste ao longo do ano, intimamente ligado às estações do ano, deve-se ao fato de que a Terra orbita o Sol mantendo seu eixo de rotação com inclinação fixa de 23,5° em relação à uma direção normal ao plano da sua órbita ao redor do Sol. Já abordei o tema aqui em vários posts, em especial neste que aborda as estações do ano.  Caso queira se aprofundar mais no assunto, logo abaixo você encontra outros links para posts que tangenciaram essa ideia de alguma forma.

Importante: se você observar o Sol se pondo ao longo do ano verá que o fenômeno é análogo, porém ao redor do ponto cardeal oeste. Para quem quer observar o fenômeno mas tem preguiça de acordar cedo para ver o Sol nascendo, pode montar um esquema de observações à tarde, com o Sol se pondo.

Deixe seus comentários relatando se você já observou a mudança gradativa e periódica do ponto onde o Sol nasce ao longo do ano.


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Astrofotografia Planetária: a saga continua
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Prof. Dulcidio Braz Júnior

Júpiter e Saturno, capturados em 11 de julho de 2017, e  montados em imagem única.

 

Seguindo o que foi proposto no post anterior, sigo com meus estudos teóricos e práticos para, aos poucos, dominar a arte da astrofotografia planetária¹. Estou aproveitando as férias escolares de inverno para fazer um intensivão! Em período letivo, vida de professor é sempre corrida.

Consegui maior tamanho das imagens capturadas usando uma lente barlow 2x que, como sugere o nome, dobra o aumento. Com mais aumento, o campo visual capturado fica mais restrito. Logo, é preciso ter as “manhas” para conseguir a “pontaria” precisa que permita ver alguma coisa na tela do notebook. Para tal, contei com importantes dicas à distância do experiente astrofotógrafo Denis Valentim Rodrigues, da vizinha cidade de Aguaí, interior de São Paulo, e inestimável ajuda presencial do Gabriel Akira Yanaguya, jovem astrofotógrafo daqui de São João da Boa Vista. Valeu Denis e Gabriel!

Uma dica pontual e que deu resultado foi encontrar o planeta pela ocular inicialmente com uma lente de pequeno aumento e deixá-lo perfeitamente centralizado no campo de visão do telescópio. A seguir, ir colocando lentes de menores distâncias focais, ou seja, propiciando aumentos gradativamente maiores. E sempre, a cada etapa, ir centralizando o planeta no campo de visão que se obtém através da ocular da forma mais perfeita possível. Por fim, a última centralização, com aumento máximo, é feita com a barlow, no limite do aumento do equipamento. Só então retira-se a ocular e coloca-se a webcam sobre a barlow que já está instalada no focalizador do telescópio.

Outra “manha” prática importante é estourar o ganho da webcam e deixar o focalizador do telescópio longe das posição que dá foco perfeito. Assim será possível ver na tela do notebook um “borrão” muito maior do que o planeta que é, na verdade, uma imagem do suporte do espelho secundário (conhecido como aranha) retroiluminado pela luz do planeta. A partir daí, centralizando o borrão no campo visual e justando o foco com delicadeza, veremos gradativamente o planeta brotar na tela do notebook.  Aí é só calibrar  os parâmetros da câmera (ganho, exposição, equilíbrio de cores, etc.) e disparar a captura do vídeo que será, posteriormente, empilhado para que se obtenha uma imagem única do objeto fotografado que será pós processada (confira mais detalhes no post anterior).

Minhas primeiras capturas, feitas em junho e reprocessadas em julho, geraram imagens minúsculas de Júpiter e Saturno, o que não entregava para os softwares de pós processamento informações suficientes para conseguir boas imagens. Com uma barlow 2x o resultado melhorou bastante!

Experimentamos (Gabriel e eu) duas barlows simultaneamente, quadruplicando o aumento, técnica sugerida pelo Denis. E o resultado foi muito bom! As imagens acima foram obtidas com as duas barlows trabalhando juntas.

Ficou muito evidente que, com maior aumento, com mais dados capturados, a qualidade do resultado no pós processamento cresce exponencialmente, permitindo recuperar muitos detalhes dos planetas. Mas, como já era esperado, imagens maiores são, naturalmente, mais escuras. A baixa luminosidade torna o processo de captura mais crítico no tocante à calibragem da câmera, ainda mais porque estou usando uma webcam comum (Logitech C270 ) adaptada ao telescópio (veja post anterior). Imagino que com uma câmera dedicada à astrofotografia isso seja menos complicado, embora sempre um processo crítico e importantíssimo para o resultado final.  Acredito que, com treino e paciência, mesmo com uma mera webcam, conseguirei um bom ajuste dos parâmetros de captura e resultados bastante satisfatórios. Tudo é questão de treino e paciência. Muita paciência, especialmente.

Infelizmente, para acrescentar “mais emoção” ao processo, o sensor da webcam sujou. É que, sem a lente da webcam, o sensor fica exposto. Como explicado no post anterior, retirar a lente da webcam é necessário para que se possa projetar sobre o sensor digital a imagem real² gerada pelo espelho parabólico (primário) do telescópio.

O efeito prático de uma pequena partícula de poeira grudada no sensor é o aparecimento de uma mancha escura, resultado da obstrução da luz sobre os pixels do sensor. Para entender melhor como é isso, confira na imagem a seguir um frame capturado com o sensor limpo e outro “contaminado” pela sujeira no sensor.

O frame da esquerda foi feito com o sensor limpo. Mas o frame da direita está “contaminado”

Essa mancha escura, no pós processamento, é interpretada pelos softwares de empilhamento como pertencente à imagem verdadeira do planeta e, portanto, entra como se fosse um dado real, gerando uma imagem que não condiz com a realidade. Note, por exemplo, na foto lá no topo do post, que a esfera planetária de Saturno, que deveria ter linhas paralelas bem nítidas, ficou borrada. Isso é efeito da sujeira no sensor que, portanto, para boas astrofotos, deve estar sempre 100% limpo.

Estou guardando a webcam acondicionada dentro de uma bolsa de couro, bem fechada com zíper. Mas, mesmo assim, a chance do sensor exposto receber e reter partículas de poeira fica enormemente maior. Já estou providenciando a compra de uma bombinha (ou pera) manual de ar, como a da imagem abaixo, para literalmente soprar para fora a poeira do sensor e mantê-lo sempre limpo. Descobri, na prática, que o tal soprador é um acessório indispensável para a astrofotografia.

Soprador para limpar o sensor (Fonte: Mercado Livre)

Na base da gambiarra, arrisquei soprar o sensor da webcam com secador de cabelo com jato frio, sem aquecimento. Melhorou. Mas é um processo de risco porque o próprio secador pode ter poeira acumulada e acabar soprando-a para dentro do sensor, piorando a situação. Só corri o risco porque a webcam é de baixo custo (R$ 100). Jamais faria isso com uma câmera cara de mais de R$ 1000.

Fiquei bastante satisfeito com a melhora das imagens, especialmente porque entre as primeiras capturas (veja abaixo) e as mais recentes (confira imagem no topo do texto) há menos de um mês de experiência. Mas os detalhes registrados são muito melhores agora! Com mais tempo e perseverança, melhorando tanto a captura quanto o pós processamento, a qualidade das imagens só pode (e vai!) melhorar.

Júpiter e Saturno, meus primeiros registros feitos em junho e recentemente reprocessados.

 

O mais legal de tudo é a diversão! Olhar o céu, mesmo a olho nu, especialmente de um lugar escuro, longe das luzes do centro da cidade, já é uma experiência sensacional. Com telescópio é ainda melhor. Mas poder fazer registros fotográficos e, com técnica de pós processamento, capturar detalhes que não conseguimos ver espiando diretamente na ocular, é delicioso. E instigante! A cada nova captura, quero melhorar mais e mais. Depois, fico tentando entender o que deu certo e o que não deu, vendo o resultado do pós processamento, já pensando numa próxima tentativa mais bem sucedida. É um vício do bem!

Nestas mais recentes imagens, testei outro software de captura: o FireCapture. Interessante! Ele tem alguns recursos bem úteis que o SharpCap não tem. Abordarei mais detalhes sobre os softwares de captura e pós processamento mais adiante, possivelmente fazendo tutoriais. Mas deixo já uma dica preciosa: depois que instalei o FireCapture em sua versão 2.5, a mais atual, tive que fazer downgrade para a versão 2.4. O Gabriel chamou a minha atenção para o fato de que a versão mais nova só reconhece câmeras dedicadas. A 2.4 também consegue reconhecer as webcam. Se você for tentar fazer astrofotografia com webcam, tenha isso em mente.

Testei também nesta segunda etapa o PIPP – Planetary Imagem PreProcessor que, como sugere o nome, faz um pré processamento dos frames do vídeo, o que pode ajudar bastante na qualidade do processo de empilhamento, especialmente se o telescópio não tiver motorização para fazer o acompanhamento do movimento aparente dos astros no céu. No meu caso, com montagem motorizada, a diferença não foi tão perceptível. Mas vou testar uma maneira de gerar fotos dos frames individuais para fazer uma inspeção visual dos mesmos, além da inspeção automática que o software já faz. Talvez assim seja possível eliminar um ou outro frame menos confiável, melhorando ainda mais a qualidade da imagem final. Se eu obtiver bons resultados com essa possível mas ainda não testada técnica, posto futuramente no blog.

Por hoje é isso!

Deixe os seus comentários!

Abraços. E Física (e Astrofotografia) na veia!


1 -Adiante é certo vou querer praticarastrofotogroafia de DSO – Deep Sky Objects, registrando nebulosas, aglomerados e galáxias, por exemplo. Mas essa técnica requer mais amadurecimento e, talvez, equipamento dedicado.
2-Somente imagens reais podem ser projetadas. Lembra da Óptica Geométrica básica de ensino médio?

Já publicado no Física na Veia! 

(*) Post na plataforma antiga do blog


Astrofotografia planetária: primeiros passos
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Prof. Dulcidio Braz Júnior

Skywatcher Star Discovery 150 mm, meu “brinquedinho” novo

 

Acabo de realizar um sonho: comprei um telescópio! Faz dois meses. Mas no primeiro mês só choveu! É “maldição do telescópio novo”, bem conhecida entre os astrônomos amadores. Agora em julho, durante as férias escolares, apesar do frio, quero aproveitar para observar/registrar o céu o máximo que eu puder.

Adquiri um Skywatcher Star Discovery, refletor newtoniano de 150 mm de abertura e 750 mm distância focal. Ele já vem de fábrica com motorização¹ para compensar o movimento de rotação da Terra, permitindo fazer acompanhamento (ou tracking) do astro observado que assim permanece por um longo período sempre dentro do campo de visão do equipamento. E também tem GoTo,  sistema que permite apontar o telescópio automaticamente para qualquer objeto celeste nele já catalogado de fábrica, no hand control (Synscan 4), ou registrado manualmente pelo usuário.

Mas não tem mágica. Nem moleza! No início das observações é necessário realizar o alinhamento, processo manual e meticuloso que “ensina” para o telescópio exatamente onde ele está, ou seja, passa para ele as coordenadas geográficas do local (latitude/longitude) bem como a altitude. Também é preciso informar para o equipamento a data, o horário mais exato possível e para onde fica o norte verdadeiro. Depois disso, para confirmar a sua localização no tempo e no espaço, o equipamento pede para “ver” no céu dois astros conhecidos. Quem está operando a máquina deve apontar o telescópio manual e exatamente para os dois astros, em geral duas estrelas que o próprio software do telescópio sugere. A partir daí o telescópio “sabe” onde está e que dia e horas são. E, como pode calcular e prever as posições dos astros do céu local em tempo real, passa a ajudar na localização de qualquer objeto celeste visível bem como no acompanhamento do mesmo.

O equipamento também pode ser controlado pelo computador usando softwares capazes de simular o céu e que trabalhem com plugin que permita a conexão (por cabo ou sem fio) com o telescópio. Estou usando o Stellarium, opensource e freeware.

Detalhes do equipamento

Adquiri o equipamento com dois propósitos: 1- turbinar os meus cursos de astronomia, que agora também poderão contar com sessões de observação, e 2- aprofundar meu conhecimento e técnica em astrofotografia.

Aqui no blog, por diversas vezes, publiquei fotos de astros feitas por mim. Mas sempre sem telescópio, usando apenas uma câmera digital “normal” com recurso de zoom óptico alto e controle de parâmetros típicos de qualquer equipamento semiprofissional e relativamente barato. Veja neste post, e também neste outro, exemplos do que estou dizendo. Lá embaixo, no rodapé, em Já publicado no Física na Veia!, apresento outros links para posts com mais astrofotografias feitas apenas com câmera digital.

Agora, com telescópio, astrofotografia é outro papo. Até dominar melhor a técnica e saber bem onde e como devo investir mais dinheiro, em vez de uma câmera digital dedicada à astrofotografia, equipamento que pode começar custando R$ 1.500 e ultrapassar fácil a casa dos R$ 10.000,  estou me divertindo com uma webcam Logitech C270 de R$ 100, modelo bastante conhecido entre os astrofotógrafos amadores pela excelente relação custo-benefício. Acima dela, só as tais câmeras dedicadas que, mesmo no mercado de usados, não custam menos do que R$ 1000.

A “gambiarra” consiste em retirar a lente da webcam, expondo o sensor digital da mesma. E adaptar nela um tubo que se encaixe no focalizador do telescópio, sem a ocular. O focalizador do meu telescópio segue o padrão 1,25 polegadas. Uma luva de PVC, de poucos reais, e que tem exatamente 1,25 polegadas, serve (sem querer fazer trocadilho) como uma luva! Confira o resultado na imagem abaixo.

Webcam adaptada. No detalhe, o sensor (sem lente) centralizado na luva de PVC

Neste tipo de adaptação, o espelho primário do telescópio (côncavo, parabólico) vai coletar a luz do astro observado para produzir uma imagem real e bem luminosa que, portanto, pode ser projetada² diretamente sobre o sensor da câmera. É possível, para capturar uma imagem mais ampliada, acoplar no focalizador uma lente chamada Barlow e sobre ela a webcam. A Barlow, em geral, tem um determinado fator de ampliação. A que possuo é uma Barlow 2x que, portanto, dobra o aumento da imagem obtida pela câmera. Existem no mercado Barlows de maior fator de aumento. Mas há sempre que se tomar cuidado com o limite de aumento do equipamento. De nada adianta uma barlow 5x se a óptica do telescópio não dá conta do recado e você obtém uma imagem bastante ampliada mas sem nitidez alguma.

Usando um software de captura, no meu caso o SharpCap (versão gratuita para uso não comercial), dá para controlar a webcam (ou câmera dedicada) e gravar pequenos videos dos astros. Um vídeo nada mais é do que uma sucessão de frames, ou seja, uma sequência de fotos separadas. Se o vídeo foi feito com taxa de 30 frames/s, por exemplo, então a cada segundo teremos 30 frames (ou 30 fotos) registradas. Assim, se gravamos 100 segundos, teremos 3000 frames ou fotos individuais do astro.

Com outro software específico, é possível analisar e escolher de forma automática os melhores frames, descartando as imagens defeituosas e preservando apenas as mais nítidas que, obviamente, são as que mais nos interessam.  Em seguida, o próprio software faz o empilhamento, ou seja, processo que gera a sobreposição perfeitamente alinhada dos melhores frames escolhidos. O resultado final é uma imagem equivalente à longa exposição, rica em detalhes que, mesmo olhando ao vivo na ocular do telescópio, não conseguimos captar com os olhos. Para empilhamento estou usando o AutoStakkert, gratuito, e o mais recomendado pelos astrofotógrafos amadores para este processo importantíssimo para o registro de planetas e também da lua.

AutoStakkert em ação, empilhando imagens de Saturno

Por fim, para fazer o processo de finalização da imagem e que consiste, dentre outras coisas, aplicar a deconvolução, importante algoritmo que recupera detalhes reais de uma imagem a partir de uma foto “borrada”, estou usando o Registax. Ele também é gratuito e, apesar de também fazer o empilhamento, acabou perdendo espaço para o AutoStakkert que, segundo os astrofotógrafos amadores mais experientes, tem se mostrado mais eficiente nesta etapa inicial do pós processamento das imagens. Mas o AutoStakkert não trabalha com deconvolução, etapa que o Registax chama de wavelets. Desta forma, os dois softwares acabaram ficando interdependentes e, na prática, juntos formam uma dupla muito eficiente!

Registax em ação, na finalização de uma imagem de Saturno

Confira abaixo os meus primeiros registros de Júpiter e Saturno usando telescópio com webcam e técnicas de pós processamento via software.

Júpiter e Saturno, registrados separadamente, e montados numa única imagem

No caso de Júpiter e Saturno, por pura inexperiência, não consegui ampliação maior dos planetas. A ampliação poderia entregar para os softwares de empilhamento e finalização mais detalhes dos astros, o que certamente resultaria em imagens muito mais ricas em detalhes. Mas era apenas a segunda vez que eu tentava capturar imagens com a webcam acoplada ao telescópio. Sem as manhas necessárias, quando tentei dobrar o aumento usando a lente Barlow, não consegui ver nada nada tela do notebook.

Amigos astrofotógrafos mais experientes já apontaram possíveis erros e respectivas soluções. Nas próximas capturas, seguindo as dicas, vou tentar acertar na técnica, driblando as dificuldades, visando melhorar a qualidade e ampliação das imagens registradas em vídeo, o que imagino terá reflexo significativo na qualidade final das imagens planetárias. Aguarde!

Mas fica aqui o primeiro registro de astrofotografia planetária de minha vida, válido muito mais pela importância histórica do que pela qualidade ainda baixa perto do que é possível conseguir!

Com a mesma técnica de captura e pós processamento, também fiz registros da lua, nosso satélite natural.

Tratando imagem da Lua com o Registax

Ainda levando uma surra da técnica, coisa típica de principiante, publico abaixo o meu melhor resultado lunar.

Meu primeiro registro lunar

A partir de agora, astrofotografia será assunto ainda mais presente no blog! Se você gosta do assunto e quer saber mais, fique ligado! Se tiver experiência e quiser contribuir com os posts, deixe seus comentários. Será um prazer!

Quero aproveitar o blog e sua audiência para documentar em tempo real a minha curva de aprendizado pessoal. A ideia é ir passando para os leitores do blog interessados em astrofotografia todos os macetes desta área que, embora amadora, evoluiu muito nos últimos anos. Hoje, com pouco investimento mas muita dedicação e softwares dedicados, dá para fazer imagens que antes somente grandes telescópios conseguiam.

No próximo post, em breve, darei uma dica de livro imperdível para quem quer iniciar em astrofotografia. Aguarde!

Encerro o texto agradecendo ao Nei Martins (de Matão, interior de São Paulo) que me vendeu o telescópio e, de brinde , me deu a webcam já adaptada. Comprei um telescópio, ganhei uma câmera e um amigo que também me deu as primeiras dicas de software para astrofotografia! Valeu Nei!


1- O Skywatcher Star Discovery tem montagem altazimutal, configuração que se presta bem para astrofotografia leve, ou seja, da lua e de planetas. Para objetos de céu profundo, como nebulosas e galáxias, a montagem  mais indicada é a equatorial capaz de fazer um acompanhamento bem mais preciso.
2-Lembra da Óptica Geométrica do ensino médio? Somente imagens reais, ou seja, obtidas pelo cruzamento de raios de luz de verdade, podem ser projetadas. Imagens virtuais, obtidas pelo cruzamento de prolongamentos de raios, sem luz de verdade, por razões óbvias, não podem ser projetadas.

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A 20ª edição da OBA aconteceu ontem
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Prof. Dulcidio Braz Júnior

Enquanto meus alunos do Anglo São João faziam a prova, aproveitei para estudar Astronomia

 

Aconteceu ontem, sexta-feira, 19 de maio, em toda o território nacional, a vigésima edição da OBA – Olimpíada Brasileira de Astronomia e Astronáutica, evento voltado a estudantes brasileiros dos ensinos fundamental e médio e coordenado por uma comissão especial formada por membros da SAB – Sociedade Astronômica Brasileira e da AEB – Agência Espacial Brasileira. .

Em 20 anos de existência, a OBA já superou os 8 milhões de participantes e distribui anualmente cerca de 40 mil medalhas. Em 2016, a olimpíada teve a participação de 744.107 estudantes de 7.915 escolas de todos os estados do Brasil e do Distrito Federal, além da colaboração de 64 mil professores.  Para vigésima edição a organização da olimpíada espera quebrar a barreira dos 800.000 estudantes participantes.

Além de ter crescido, a OBA se multiplicou. Dentro da olimpíada foi criada a MOBFOG – Mostra Brasileira de Foguetes que tem cerca de 90 mil participantes por ano lançando seus foguetes aos céus do Brasil. Mas não é só isso. Também nasceram as Jornadas Espaciais, as Jornadas de Foguetes, os Acampamentos Espaciais e os EREA – Encontros Regionais de Ensino de Astronomia. Este último já capacitou mais de 6.200 professores passando por diversas cidades do país, até mesmo na longínqua Oiapoque, no extremo norte do Amapá. Quem desejar organizar um EREA em sua região, basta entrar em contato com a secretaria da olimpíada pelo e-mail oba.secretaria@gmail.com. O programa é realizado através de parcerias locais e principalmente com recursos obtidos junto ao CNPq – Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico.

Meus alunos do Anglo São João (São João da Boa Vista, interior de São Paulo) e do CEI (Poços de Caldas, interior de Minas Gerais) participaram da olimpíada. Em São João, onde moro, eu mesmo apliquei a prova. E, aproveitando as preciosas quatro horas de prova, fiquei estudando… Astronomia!

Vale lembrar ainda que a OBA seleciona os melhores estudantes do Brasil para um curso intensivo à distância. Ao longo desse curso, novas provas seletivas são feitas até encontrar os melhores estudantes brasileiros na área que vão compor a equipe que defenderá o país nas olimpíadas internacionais de Astronomia.

Parabéns aos organizadores da OBA! Dentre outras coisas, pela persistência no projeto que, apesar das muitas dificuldades, especialmente pelo atual corte de verbas, conseguiu crescer e sobrevive há duas décadas!

Por falar em verba, a vaquinha para ajudar a MOBFOG, divulgada no post anterior, continua aberta e aguardando contribuições.


Para saber mais


Gabaritos da OBA 2017 já estão disponíveis

  • Na sessão Provas e gabaritos, no site oficial do evento, você já encontra as provas do ensino fundamental e do ensino médio resolvidas e comentadas.

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Eclipse Solar já foi tema do ENEM
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Prof. Dulcidio Braz Júnior

Imagem obtida com filtro H-alfa que realça detalhes do Sol.
Crédito: Rogério Marcon, Campinas, São Paulo, Brasil. Fonte: Spaceweather.

 

Aproveitando o belíssimo eclipse solar anular que aconteceu na última segunda-feira, 26 de fevereiro, em pleno Carnaval (veja post anterior), e a incrível fotografia acima feita pelo genial astrofotógrafo brasileiro Rogério Marcon, proponho interessante questão da prova do ENEM – Exame Nacional do Ensino Médio que abordou o tema que envolve conhecimento de Óptica e raciocínio lógico.

Para nós, no Brasil, como podemos ver na imagem do Marcon, o eclipse da segunda-feira de Carnaval foi parcial, com a Lua cobrindo parcialmente o disco solar, exatamente como aparece na questão do ENEM. Confira o enunciado logo abaixo.

________________

(ENEM 2000) A figura abaixo mostra um eclipse solar no instante em que é fotografado em cinco diferentes pontos do planeta.

Três dessas fotografias estão reproduzidas abaixo

As fotos poderiam corresponder, respectivamente, aos pontos:

a) III, V e II

b) II, III e V

c) II, IV e III

d) I, II e III

e) I, II e V

________________

E aí? Qual é a resposta correta?

Fica como dica a seguinte ideia: um observador na Terra que estiver dentro do cone de sombra (ou umbra) da Lua verá a Lua entrar por completo na frente do Sol, o que pode ocasionar eclipse total ou eclipse anular. Quem estiver fora da região de sombra mas dentro da penumbra, verá a Lua cobrir parcialmente o Sol. Note que na primeira foto a Lua está quase cobrindo o Sol por inteiro, mas “sobra” uma beiradinha de Sol à esquerda. Na foto do meio “sobra” uma boa porção de Sol à direita. E na terceira foto, ao contrário, “sobra” boa porção de Sol à esquerda.

Tente imaginar em que posições (I, II, III, IV ou V) estariam os observadores que fizeram as três fotos dadas no enunciado!

Somente depois que der a sua resposta, confira o gabarito. Como?  Posicione o cursor do mouse na frente da palavra gabarito e, com o botão esquerdo clicado, arraste o ponteiro para a direita, “selecionando” a palavra gabarito. A alternativa correta vai aparecer.

Gabarito: A


Para ver


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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

20 anos de OBA!
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Prof. Dulcidio Braz Júnior

Auto-retrato feito pelo astrônomo Alan Fitzsimmons enquanto observava a Via Láctea no Observatório
de La Silla (deserto do Atacama, Chile). [Fonte: ESO – http://www.eso.org/public/images/potw1320a/]

Quem é que não gosta de observar o céu à noite? Quem não fica curioso e quer saber mais sobre como as estrelas se formam, evoluem e morrem? Astronomia é o maior barato! Alguém discorda?

Nas minhas aulas, quando faço gancho com assuntos ligados à Astronomia e à Astrofísica, o interesse dos alunos sempre cresce.

Para os jovens estudantes brasileiros do ensino fundamental e médio, a OBA – Olimpíada Brasileira de Astronomia e Astronáutica é uma maneira divertida de aprender mais sobre os temas ligados à Astronomia. E a competição, nacional, um estímulo a mais para todo mundo estudar com vontade de “medalhar”.

Em 2017, essa importante olimpíada estudantil e que já virou tradição, chega à vigésima edição! Duas décadas! E já superou a marca dos 8 milhões de participantes! Sensacional! Só em 2016, a Olimpíada teve a participação de 744.107 estudantes de 7.915 escolas de todos os estados do Brasil e do Distrito Federal.    

Ficou interessado? Se você estuda nos níveis fundamental ou médio, em escolas públicas ou particulares, procure o seu professor de Física ou de Ciências e peça para ele inscrever a sua escola na OBA. As inscrições já estão abertas e podem ser feitas até 19 de março.

Realizada em fase única, a Olimpíada acontecerá no dia 19 de maio, sexta-feira.  Ela é dividida em quatro níveis – os três primeiros são para alunos do ensino fundamental e o quarto, para os do ensino médio – e a prova é composta por dez perguntas: sete de astronomia e três de astronáutica. A maioria das questões é de raciocínio lógico. As medalhas são distribuídas conforme a pontuação obtida por cada nível. 

 Os melhores classificados na OBA 2017 vão representar o Brasil nas olimpíadas Internacional de Astronomia e Astrofísica e Latino-Americana de Astronomia e Astronáutica de 2018. E os participantes dessa vigésima edição ainda vão concorrer à vagas nas Jornadas Espaciais, que acontecem em São José dos Campos (SP), onde os participantes recebem material didático e assistem a palestras de especialistas.

No próprio site da OBA você encontra material didático gratuito para baixar e estudar. E também todas as provas anteriores, de todos os níveis, que também constituem um rico material de aprofundamento.  O que está esperando?

MOBFOG

Além de ter crescido, a OBA se multiplicou e conta também com a MOBFOG – Mostra Brasileira de Foguetes que tem cerca de 90 mil participantes por ano lançando seus foguetes “caseiros” aos céus do Brasil. Mas não é só isso. Também nasceram as Jornadas Espaciais, as Jornadas de Foguetes, os Acampamentos Espaciais e os EREAs – Encontros Regionais de Ensino de Astronomia. Este último já capacitou mais de 6.200 professores passando por diversas cidades do país, até mesmo na longínqua Oiapoque, no extremo norte do Amapá.   

 – Mais recentemente, compramos, com a ajuda de uma “vaquinha” online, um planetário digital inflável para levar a astronomia ainda mais perto dos alunos e professores. Além disso, temos as participações contínuas nas Olimpíadas Internacionais de Astronomia e Astrofísica (IOAA, na sigla em inglês), tendo organizado a edição de 2012 no Brasil, e na Olimpíada Latino Americana de Astronomia e Astronáutica (OLAA), a qual ajudamos a fundar e realizamos três delas – explica o prof. Dr. João Batista Canalle, coordenador nacional da OBA

Segundo Canalle, a iniciativa não tem a intenção de criar rivalidade entre escolas ou promover competição entre cidades ou estados. “Queremos promover a disseminação dos conhecimentos básicos de forma lúdica e cooperativa entre professores e alunos, além de mantê-los atualizados”.

  

Organização 

 A OBA é coordenada por uma comissão formada por membros da SAB – Sociedade Astronômica Brasileira e da AEB – Agência Espacial Brasileira. São promovidos, desde 2009, os Encontros Regionais de Ensino de Astronomia (EREAs), entre 10 e 12 por ano. O programa é realizado com parcerias locais e principalmente com recursos obtidos junto ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq). Quem desejar organizar um EREA em sua região, basta entrar em contato com a secretaria (oba.secretaria@gmail.com).

Meus alunos sempre participam

Desde as primeiras edições da OBA venho incentivando meus alunos a participarem da competição que, muito além da disputa, serve para turbinar o conhecimento dos jovens estudantes.

Muitos dos meus alunos já conquistaram medalhas de ouro, prata e bronze. Vários foram selecionados para a “peneira” que monta a equipe dos campeões brasileiros que vão defender nosso país nas Olimpíadas Internacionais. Por dois anos consecutivos tive um aluno classificado como suplente da equipe olímpica brasileira. Confira abaixo “meus campeões” de 2016.

Leandro, Anael, Bruna, Guilherme, Mateus, Thaís, Vitor e Frank, meus alunos campeões na OBA em 2016

Se você é professor,  incentive seus alunos a participarem das olimpíadas do conhecimento, em especial da OBA. Garanto que no final, independente de medalhas, todos saem ganhando! E a diversão é garantida!


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Teste o tamanho da Lua com o dedo indicador
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Prof. Dulcidio Braz Júnior

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Se você esticar o braço e levantar o dedo indicador, para o seu olho, a largura aparente do dedo terá praticamente 1,0 grau. Varia de pessoa para pessoa, claro. Mas o valor gira em torno de 1,0 grau.

A Lua Cheia tem diâmetro angular aparente médio de 0,5 grau.

Logo, com apenas um dedo indicador você deve conseguir cobrir a Lua Cheia com folga. A rigor, conseguiria cobrir duas Luas Cheias encostadas lado a lado.

Não acredita? Experimente! Faça você mesmo!

Aproveite que hoje a Lua Cheia ainda é (praticamente) uma Superlua. Ontem ela estava quase 100% iluminada. Hoje está 96,5%. Ontem ela estava a 356000 km da Terra e hoje está a 358000 km. De ontem para hoje, no “olhômetro”, não há diferença alguma!

Sempre que você estiver observando a Lua e ela parecer estar enorme, faça o teste do dedo indicador. É infalível! Não existe Lua Cheia enorme, gigante, nem mesmo durante uma Superlua. Se a Lua parece enorme, tenha certeza: é ilusão de Óptica. E o culpado é o seu cérebro. Veja o post anterior sobre o fenômeno da Superlua onde explico, dentre outras coisas, essa ilusão bastante comum.

Depois que você mesmo fizer o teste, ensine seus amigos a fazerem também. O teste é simples. Mas de resultado surpreende.

Deixe seu cometário aqui no blog.

Boas observações!

Vou postar abaixo algumas fotos que acabei de fazer da (quase) Superlua, 24 h depois.

 

Lua cheia (quase Superlua) em 15/novembro/2016

Lua_Cheia_15nov2016_01

Lua Cheia nascendo sobre as luzes do meu bairro

 

Lua_Cheia_15nov2016_02

Lua Cheia, ao nascer, agora em close


 

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O que uma Superlua tem de “super”?
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Prof. Dulcidio Braz Júnior

Super_Lua_29ago2015_02

Registro da Superlua de 29 de agosto de 2015 nascendo por trás da serra em São João da Boa Vista,
São Paulo, Brasil.

 

Recebi muitas mensagens perguntando sobre a tão falada Superlua recorde de novembro de 2016. Muita gente querendo saber se o fenômeno era ontem (dia 13) ou hoje (dia 14). Mas a maior dúvida dentre todas: a Lua Cheia vai ficar realmente enorme no céu?

Para acabar de vez com as dúvidas, resolvi escrever este post explicando (mais uma vez) o que é o fenômeno da Superlua.

Mas dessa vez vou mais longe. A partir da Geometria básica e de algumas continhas simples, pretendo quantificar tamanho e brilho aparentes da Lua Cheia para concluirmos juntos se o fenômeno pode ser mesmo “Super”!

 

A distância (variável) Terra-Lua

Para entender o fenômeno da Superlua, é preciso antes de tudo se convencer de que a distância Terra-Lua varia. E isso afeta o tamanho aparente da Lua vista daqui da Terra.

Essa variação de distância Terra-Lua deve-se ao fato de que a órbita da Lua ao redor da Terra não é perfeitamente circular mas oval (a rigor, elíptica). A ilustração a seguir nos dá uma ideia de como é a órbita do nosso satélite (Lua) ao redor do nosso planeta (Terra) bem como das distâncias relevantes. Exagerei um pouco, desenhando propositalmente a órbita da Lua bem mais oval do que ela de fato é. E os astros (Terra e Lua) também estão fora de escala em relação ao tamanho da elipse. O exagero proposital é apenas para reforçar aspectos relevantes.

SuperLua_quantificando_01

Órbita da Lua ao redor da Terra, fora de escala. Note que distância Terra-Lua varia.

 

Você percebeu que a Terra não está no centro da órbita da Lua mas num dos dois focos da elipse? Assim, enquanto orbita a Terra, a cada 29,5 dias aproximadamente, a Lua pode passar mais perto do nosso planeta (perigeu) ou mais longe dele (apogeu).

A distância média Terra-Lua, parâmetro físico também chamado de semi-eixo maior (a) da órbita elíptica, tem valor próximo de a = 384000 km.

É possível demonstrar que a distância (d) entre um corpo que orbita outro em trajetória elíptica depende da excentricidade orbital (e) e tem valor que varia entre o mínimo d = (1 – e).a e o máximo d = (1 + e).a. Se quiser conferir a demonstração, veja esse post (ainda na plataforma antiga do blog).

SuperLua_quantificando_02

A excentricidade da órbita terrestre da Lua tem valor aproximado e = 0,0549. Se fosse zero (redondo), a órbita seria circular. Note que é a excentricidade é um pouco maior do que zero, o que ratifica a ideia de que a órbita, embora seja elíptica, não é tão oval.

Agora já temos como calcular os valores máximo (no apogeu) e mínimo (no perigeu) da distância Terra-Lua e que já foram revelados na ilustração logo acima. Quer saber de onde eles vieram? Confira as continhas abaixo:

  • Distância máxima Terra-Lua (apogeu)
    SuperLua_quantificando_03_
  • Distância mínima Terra-Lua (perigeu)
    SuperLua_quantificando_04a

Mas há mais um detalhe importante e que faz diferença. Quando a Lua está bem alta no céu, ou como costumamos dizer a Lua está a pino, ela fica ainda mais perto do observador. Isso porque o observador está na superfície do planeta mas as distâncias que calculamos acima são medidas entre o centro da Terra e o centro da Lua. Dessa forma, quando a Lua está no perigeu e fica a pino, ela fica um raio terrestre mais perto do observador (O). Não está conseguindo visualizar? Veja a figura abaixo que fiz para ajudá-lo nessa tarefa um tanto quanto abstrata.

SuperLua_quantificando_05

Lua a pino, um raio (R) terrestre mais perto do observador O.

 

Logo, a menor distância entre o observador (O) e a Lua não é de apenas 363000 km. Temos que descontar o raio da Terra que é de aproximadamente 6400 km.

A distância mínima (observacional) da Lua no perigeu é

  • Distância mínima observacional Terra-Lua (perigeu)
    SuperLua_quantificando_04b

Comparando os valores acima, fica fácil entender que a Lua, vista da Terra, pode estar mais longe, a cerca de 405000 km (apogeu), ou mais perto, em torno de 356000 km (perigeu, e se observada a pino).

SuperLua_quantificando_06

Note que a diferença de distâncias Terra-Lua 49000 km = 405000 – 356000 é um valor não desprezível em relação à distância média Terra-Lua próxima de 384000 km. E é exatamente isso que faz varia o tamanho aparente da Lua para um observador fixo na Terra.

Estando mais perto, a Lua será percebida pelo observador em tamanho aparente maior. Ao contrário, ficando mais longe, parecerá menor. É o que ilustra a imagem abaixo onde percebemos que o tamanho (ou diâmetro) real da Lua é constante mas seu tamanho aparente, para o observador terrestre, muda de valor.

SuperLua_quantificando_07

Na prática, é o ângulo de abertura θ do cone de luz que sai da Lua Cheia e atinge os olhos do observador é que dá a sensação de tamanho (confira na figura acima). Quanto maior θ, maior a sensação de tamanho (ou tamanho aparente) e vice-versa. Assim, para θp (perigeu) > θa (apogeu), o tamanho aparente da Lua Cheia é maior no perigeu do que no apogeu.

O que é Superlua?

Quando coincide da Lua Cheia (Lua com o disco totalmente iluminado e voltado para a Terra) ocorrer próxima a passagem da Lua pelo perigeu, na faixa que indiquei na figura lá em cima entre P’ e P”, temos uma Lua Cheia mais próxima da Terra e, portanto, uma Lua Cheia com tamanho aparente maior.

É isso que recentemente vem sendo chamado de Superlua e gerado uma certa confusão por conta do termo Super.

SuperLua_quantificando_12

A Superlua de novembro de 2016 foi ontem (13) ou será hoje (14)?

 

A Lua Cheia, segundo este site, aconteceu hoje (14) por volta de meio dia (horário de Brasília). E a passagem pelo perigeu foi aproximadamente duas horas antes. Lua Cheia no perigeu, com poucos horas de diferença, é Superlua!

Ontem, dia 13, quem teve céu limpo aqui no Brasil, já pode observar à noite a Lua (praticamente) Cheia, ou seja, com o disco quase totalmente iluminado. E poucas horas antes da passagem pelo perigeu. Tecnicamente, já dava para chamar essa Lua Cheia de Superlua.

Hoje, dia 14, à noite, teremos aqui no Brasil outra Lua (praticamente) Cheia, com quase todo o disco iluminado. E somente poucas horas depois de sua passagem pelo perigeu. Logo, tecnicamente, ainda podemos dizer que se trata de uma Superlua.

Sobre a aproximação recorde da Lua, vale ressaltar que a última vez em que a Lua Cheia e a passagem pelo perigeu foram tão próximas, com diferença de apenas 2h, foi em 26 de janeiro de 1948, há 68 anos. A Superlua de ontem/hoje é, portanto, um recorde! Mas, na prática, essa pequena diferença de horas é imperceptível e todas as outras Superluas que tivemos nesse períodode 68 anos foram, na prática, do ponto de vista observacional, indistinguíveis.

Mas será que uma Superlua é mesmo “Super”? Até aqui só expliquei o fenômeno da aproximação/afastamento da Lua em relação à Terra. Mas, para ratificar ou não o “Super”, temos que tentar quantificar quão maior ou menor a Lua Cheia pode nos parecer entre o perigeu e o apogeu. E também tentar estimar como a distância Terra-Lua afeta o brilho aparente (ou luar) do nosso satélite para um observador fixo na Terra. Assim poderemos entender de vez se a Superlua faz jus ao nome.

Vamos em frente…

 

Estimativa da variação no tamanho aparente da Lua Cheia

Como dito acima, uma boa maneira de estimar o tamanho aparente de um astro (no nosso caso da Lua) é calcular o valor do ângulo θ de abertura do cone de luz que chega aos olhos do observador.

Usarei o triângulo retângulo laranja e de borda vermelha destacado na imagem abaixo e para o qual um dos catetos equivale à distância observador-Lua e o outro ao raio da Lua que mede aproximadamente R = 1740 km.

SuperLua_quantificando_08

 

Pela razão entre os catetos (oposto e adjacente) no triângulo retângulo podemos facilmente obter a tangente do ângulo θ/2 e, a partir daí, numa calculadora científica, descobrir o valor de θ. Basta usar a definição de tangente (cateto oposto pela hipotenusa) dada na expressão abaixo:

SuperLua_quantificando_09

Vamos aos cálculos:

  • Tamanho angular aparente da Lua no perigeu:
    SuperLua_quantificando_10a
  • Tamanho angular aparente da Lua no apogeu:
    SuperLua_quantificando_10b

Pelos cálculos acima, descobrimos que o tamanho angular aparente da Lua varia entre 0,49 graus (apogeu) e 0,56 graus (perigeu). Do ponto de vista percentual, isso equivale a uma variação de:

SuperLua_quantificando_11

Note que o tamanho angular aparente da Lua Cheia no perigeu supera o tamanho aparente no apogeu em 14/100, ou seja, é 14% maior.

Concluímos que entre a menor Lua Cheia (no apogeu) e a maior Lua Cheia (no perigeu, chamada Superlua), a diferença de tamanho é da ordem de 14%, algo imperceptível a olho nu.

 SuperLua_quantificando_13

Só 14%! Do ponto de vista do tamanho aparente, uma Superlua não tem nada de Super! Concorda? 

Estimativa da variação no brilho aparente da Lua Cheia

A intensidade (I) da radiação emitida por uma fonte (F) de tamanho desprezível em geral decresce com o inverso do quadrado da distância (r) à fonte.

Como a energia se espalha de maneira isotrópica ao redor da fonte (F), é como se a fonte estivesse no centro de esferas imaginárias que crescem de tamanho (volume) na medida em que aumenta a distância (r) à fonte. A figura a seguir ilustra essa ideia. Note que, se um observador está a uma distância r da fonte F, é como se ele pertencesse à superfície de uma esfera imaginária de raio r. Se o observador se afastar da fonte e ficar a uma distância 2r dela, é como se agora pertencesse à superfície de outra esfera de raio 2r, de maior volume e também maior área superficial.

SuperLua_quantificando_14

“Cascas esféricas” (aqui vistas de perfil) e centradas na fonte F.

Dessa forma, na medida em que o observador se afasta da fonte (F), a energia por ela emanada por unidade de tempo vai sendo “diluída” numa área (A) cada vez maior e que numa superfície esférica mede A = 4πr² onde onde π = 3,14 é o número pi e r é o raio da esfera. Lembre-se de que é como se observador estivesse numa casca esférica centrada na fonte.

A imagem abaixo também nos ajuda a entender melhor essa ideia dessa “diluição” de energia. Note que, se dobrarmos r, a área da superfície esférica aumenta quatro vezes (2²). Se triplicarmos r, a área fica multiplicada por 9 (3²). E assim por diante.

SuperLua_quantificando_15

A fonte F emite luz que se espalha ao seu redor e vai sendo “diluída” numa área cada vez maior. [Adaptado de: http://inversodoquadradocomarduino.blogspot.com.br/]

 

Se considerarmos que a fonte F é a Lua, de tamanho desprezível em relação à sua distância média à Terra, na medida em que o observador dela se afasta, ou seja, na medida em que r cresce, a quantidade de energia que ele recebe vinda do nosso satélite fica cada vez menor. Para a luz visível, essa energia representa a intensidade aparente do luar. E nos servirá para estimarmos a diferença no brilho da Lua Cheia quando da sua passagem pelo perigeu e pelo apogeu.

Admitindo que a Lua Cheia emite uma quantidade constante de luz¹ (ou energia luminosa ΔE) por unidade de tempo (Δt), podemos dizer que a Lua Cheia tem uma potência (P = ΔE/Δt) constante. Assim, a intensidade (I) da luz recebida por um observador a uma distância (r) da fonte (Lua) pode ser dada pela razão P/A (potência/área), expressão conhecida como “Lei do inverso do quadrado da distância”:

SuperLua_quantificando_16

Note que, sendo P uma constante, então P/4π também é constante. A rigor, se chamarmos essa constante de K, podemos reescrever a Lei acima como I = K/r².

Vamos calcular a intensidade I que chega no observador fixo na Terra para a Lua Cheia a pino no perigeu (Ip) e no apogeu (Ia):

  • Intensidade da luz da Lua Cheia (a pino) no perigeu:
    SuperLua_quantificando_17a
  • Intensidade da luz da Lua Cheia no apogeu:
    SuperLua_quantificando_17b

Podemos comparar as intensidade acima do ponto de vista percentual. Basta fazer a razão entre os valores obtidos. Veja:

SuperLua_quantificando_17c

Concluímos que a intensidade da luz da Lua Cheia (a pino) no perigeu supera em 30/100, ou seja, em 30% a intensidade da luz da Lua Cheia no apogeu. Em outras palavras, por comparação, temos um ganho de 30% na intensidade do luar da Lua Cheia no perigeu (Superlua) em comparação com o luar mais fraco da Lua Cheia no apogeu.

Embora seja muito difícil quantificar essa diferença de 30% no brilho do luar apenas no “olhômetro”, ou seja, sem instrumentos de medida, dá para dizer que uma Superlua, a olho nu, é uma Lua Cheia de luar “turbinado”! 

SuperLua_quantificando_18

Ilusão de Óptica

Quando a Lua Cheia está a pino, como já comentei acima, ela fica mais perto do observador de uma quantidade equivalente a um raio terrestre. Paradoxalmente, nessa posição mai próxima, a Lua Cheia sempre nos parece ser menor. Você já deve ter percebido que ela parece ser muito maior quando nasce. Certo? Você já se perguntou qual é a razão disso?

Tal efeito se deve à ilusão de óptica e o culpado disso é nosso cérebro. Quando a Lua Cheia nasce, por trás do horizonte, há sempre outros objetos na paisagem para compararmos com ela. E aí o nosso cérebro acaba fazendo interpretações equivocadas.

Clique aqui (ou na imagem abaixo) para abrir um vídeo bem legal para ilustrar essa ideia de ilusão². Nele as pessoas parecem estar diante de uma Lua Cheia gigantesca! Seria fantástico se fosse verdade. Mas não é. Quem estava filmando via as pessoas, ao longe, e em comparação com o disco lunar, bem menores. Veja a seguir, depois de ver o vídeo, a explicação para a ilusão.

SuperLua_quantificando_19

Frame do vídeo que mostra uma Lua “descomunal”. Mas é ilusão.

 

Como já vimos mais acima, o tamanho angular aparente da Lua Cheia tem a ver com o ângulo θ de abertura do cone de luz que vem do nosso satélite e chega aos olhos observador. Certo?

Imagine um observador que olha para a Lua Cheia, ainda baixa no horizonte, e vê outra pessoa que se interpõe entre ele (observador) e a Lua Cheia. Considere que inicialmente a pessoa está perto do observador (posição A na ilustração abaixo). Logo, para o observador, a silhueta escura da pessoa contra a intensa luz da Lua Cheia parece ser enorme. A Lua Cheia, com o mesmo tamanho angular aparente (cerca de 0,5 grau), some por trás da pessoa que, por estar perto do observador, parece grande. Mas quando a pessoa vai caminhando e se afastando do observador, o cenário muda. Na posição B a silhueta da pessoa de costas está menor para o observador. Logo, para o observador a pessoa (mais distante) ficou menor. Mas a Lua Cheia, no mesmo lugar, à mesma distância, continua com o mesmo tamanho angular aparente que corresponde à abertura θ do cone de luz, de 0,5 grau aproximadamente. Agora, em comparação com a pessoa, a Lua Cheia parece ter crescido. A ilustração abaixo nos ajuda a entender a ideia.

SuperLua_quantificando_20

O que vai acontecendo na medida em que a pessoa se afasta ainda mais do observador, caminhando para as outras posições C, D e E? Note que na posição C a silhueta da pessoa tem o mesmo tamanho da abertura θ do cone de luz da Lua Cheia. Para o observador, a pessoa parece ainda menor. Mas, em comparação com a Lua Cheia, o cérebro “acredita” que a Lua Cheia cresceu e agora tem diâmetro aparente equivalente à altura de uma pessoa adulta. Dá para entender a ilusão?

Na posição D a pessoa parece ter ficado ainda menor mas, por comparação, é a Lua Cheia que se agiganta diante dos olhos do observador e agora parece ser bem maior. Em E o efeito se potencializa. Na medida em que a pessoa se afasta cada vez mais do observador, o tamanho aparente da Lua Cheia será sempre o mesmo (porque a distância observador-Lua é fixa) mas, por comparação, nosso cérebro vai interpreta que a Lua Cheia cresceu. E criar cada vez mais o efeito de Lua Cheia gigante, exatamente como visto no vídeo sugerido acima. Deu para entender?

É por isso que, quando vemos a Lua nascendo, bem baixa, ainda próxima ao horizonte, sempre temos a impressão de que a Lua está enorme. A mesma ilusão se repete com o Sol próximo ao horizonte, nascendo ou se pondo.

Na prática, para a Lua Cheia, essa ilusão de óptica consegue produzir um efeito de tamanho aparente mais contundente do que o da Superlua que se resume a um aumento de tamanho aparente de apenas 14%. Já o brilho “turbinado” de uma Superlua garante um luar muito mais intenso, com ganho de até 30%.

Resumindo

Existe, de fato, uma Superlua? A resposta é sim e não! E não estou querendo ficar em cima do muro. Escrevi bastante hoje para justificar essa resposta aparentemente evasiva, não é mesmo?

Devemos responder:

  • Sim se entendermos que a Superlua é somente o nome de uma Lua Cheia “turbinada” em brilho (ganho de até 30%) e ligeiramente aumentada em tamanho (ganho de até 14%) por conta de sua passagem pelo perigeu, ou seja, como efeito colateral de sua aproximação com a Terra.
  • Não porque, na prática, não há nada de super, exceto o luar mais intenso que, em noites limpas, pode ser um belo fenômeno, especialmente bem longe da poluição luminosa das grandes cidades. Mas bastam nuvens densas para destruir o super brilho e ofuscar o luar.

Dá para dizer, sem medo, que Superlua é um nome um tanto quanto exagerado! Você jamais vai ver uma Lua Cheia gigantesca no céu. Não tem como! É fisicamente impossível! Mas é mais chamativo o termo Superlua do que Lua Cheia no perigeu. Logo, mais “marqueteiro”, o termo Superlua ajuda a nós divulgadores científicos a chamar mais pessoas para observar a Lua e, de carona, todo o céu! E isso é sempre SUPER interessante. 

Apesar do exagero, vale a pena a pena observar a Lua Cheia no perigeu também chamada de Superlua? SIM! Sempre vale a pena observar o céu e, em especial, a Lua. Mesmo uma Lua Cheia no apogeu, numa noite limpa, é espetáculo garantido. Se estiver no perigeu, tudo tende a melhorar!

Hoje, 14 de novembro, anda dá para pegar carona na “quase” Superlua que já passou um pouco do perigeu e está com o seu disco um pouquinho menos iluminado. Mas isso só vale se o céu estiver bem limpo. Aqui na minha cidade, São João da Boa Vista, interior de São Paulo, chove há dias. E o céu está totalmente fechado e não haverá Superlua que vença as nuvens densas que cobrem o firmamento.

A Superlua vai nascer ali... mas as nuvens...

A Superlua vai nascer ali, à esquerda das duas antenas. Mas as nuvens… (panorama, quase 180 graus,
da minha janela, pelo celular).


1.  Na verdade a Lua reflete a luz solar.
2. Cuidado com o título da matéria que afirma que a Superlua “preenche” todo o horizonte. Exagero! Não é verdade. É o que parece ser. Mas é justamente aí que está a ilusão.

Para ver


Para saber mais


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O Brasil é campeão na OLAA 2016
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Prof. Dulcidio Braz Júnior

OLAA2016_equipe_BR

Beatriz, Mateus, Lucas, Nicolas e Henrique, os jovens estudantes brasileiros que venceram a VII OLAA que aconteceu na Argentina

 

Aconteceu na Argentina, na cidade de Córdoba, entre 2 e 8 de outubro de 2016, a VIII OLAA¹ – Olimpíada Latino-Americana de Astronomia e Astronáutica.

Sabe que país venceu a competição? BRASIL! Sim! Nosso país ficou em primeiro lugar no quadro geral de medalhas com duas de ouro, duas de prata e uma de bronze.

Trouxeram as medalhas de ouro os estudantes Henrique Barbosa de Oliveira (de São Paulo, SP) e Mateus Siqueira Thimóteo (de Mogi das Cruzes, SP). Lucas Camargo da Silva (de Florianópolis, SC) e Nicolas Almeida Verras (de São Paulo, SP) conquistaram a prata. E Beatriz Marques de Brito (de São Paulo, SP) faturou o bronze. Liderando a equipe brasileira estavam os astrônomos Dr. João Canalle (Universidade do Estado do Rio de Janeiro, UERJ) e Dr. Júlio Klakfe (Universidade Paulista, UNIP).

Mas as conquistas não pararam por aí! Beatriz e Lucas também foram premiados por terem feito a melhor prova observacional e ganharam, cada um, um telescópio. Beatriz ainda venceu outro prêmio, sendo eleita a melhor companheira, o que lhe rendeu um galileoscópio, pequena luneta inspirada na histórica luneta de Galileo que em 1609 deu início às observações astronômicas com instrumentos.

O Brasil, que participou das oito edições do evento, com esse incrível resultado atingiu a marca de 22 medalhas de ouro, 15 de prata e 3 de bronze.

Parabéns aos líderes da equipe brasileira! E parabéns ao quadrado aos cinco jovens estudantes (Beatriz, Mateus, Lucas, Nicolas e Henrique) que defenderam o nome do nosso país com muita competência!

Como está formatada a OLAA

As provas da OLAA exploram tanto o conhecimento teórico quanto o prático.

A prova teórica foi realizada em duas partes: individual e em grupo. E sempre mesclando as delegações. Na parte prática os estudantes participaram de uma competição de lançamento de foguetes em grupos multinacionais e foram avaliados individualmente em provas observacionais que exigiram o reconhecimento do céu real e o manuseio de telescópio. 

Objetivos da competição internacional

Segundo o Dr. João Batista Garcia Canalle, vice-presidente da OLAA – Olimpíada Latino-Americana de Astronomia e Astronáutica e coordenador da OBA² – Olimpíada Brasileira de Astronomia e Astronáutica, a olimpíada científica internacional promove o intercâmbio de conhecimento entre os alunos e também a troca de experiências didáticas entre os professores que lideraram os grupos. “Por meio de iniciativas como a OLAA, desejamos unir as nações, fomentar e popularizar a astronomia e a astronáutica entre os países participantes e despertar o interesse nos jovens pela astronomia e pelas ciências espaciais”.

Vale destacar que a OLAA é a única modalidade internacional a realizar provas em que alunos de diferentes países são avaliados também em grupos multinacionais com o propósito de mostrar aos participantes que a ciência atual é feita em cooperação, ou seja, em grupos e por pessoas de diferentes países. Também merece destaque o fato de que a OLAA é a única olimpíada que obriga que os grupos sejam de ambos os gêneros. 

 

Treinamento e seleção

Aqui no Brasil, os melhores estudantes de astronomia do ensino médio são anualmente selecionados numa “primeira peneira” pela pontuação obtida na OBA. Os melhores classificados são então convidados para um treinamento no estilo EAD (ensino à distância) em plataforma gerenciada pelos organizadores da competição nacional.

Nesta plataforma os estudantes fazem um simulado para “aquecer os motores” e, em seguida, sempre em constante treinamento com material didático próprio e escrito por um time de astrônomos profissionais, passam por de três provas online.  No final do processo, os melhores estudantes de cada estado passam por uma bateria de provas presenciais em diversas sedes nacionais espalhadas pelo território nacional.

Por fim, os vencedores dessa maratona nacional de treinamento e avaliações que dura alguns meses são então convocados para uma outra etapa de treinamento intensivo com astrônomos e especialistas. Normalmente essa etapa ocorre na cidade de Vinhedo, no interior de São Paulo, junto ao Observatório Astronômico Abraão de Morais que pertence ao IAG – Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas da USP – Universidade de São Paulo.  A programação costuma ser dividida em grupos de estudos, oficinas de atividades e observação do céu noturno, com e sem instrumentos, além de atividades de resolução de exercícios, realização de provas simuladas, e a construção e lançamentos de foguetes “caseiros” feitos de garrafas PET.

Em 2016 os estudantes da equipe brasileira contaram com o Planetário Digital Móvel da OBA para estudar o céu por meio de projeções. E ainda aprenderam a montar e a manusear dois tipos de telescópios.

Meus alunos campeões da OBA 2016

OBA_2016_Anglo-SJ_campeoes

Meus alunos campeões medalhistas das OBA 2016

 

Meus alunos participam da OBA desde sempre. Em 2016, no colégio Anglo São João, em São João da Boa Vista, interior de SP, temos oito estudantes do ensino médio medalhistas nessa importante competição estudantil brasileira e pré-selecionados para participar do treinamento e seleção à distância.

Como explicado mais acima, desse treinamento e seleção sairão os melhores estudantes que vão defender o Brasil nas olimpíadas internacionais de astronomia, incluindo a OLAA que, em sua nona edição, terá como sede o nosso vizinho Chile.

Confira abaixo os nomes dos medalhistas que deixaram esse velho professor super orgulhoso!

OBA_2016_Anglo-SJ_campeoes_poster

Leandro, Anael, Bruna, Guilherme, Mateus, Thaís, Vitor e Frank

 

Na imagem acima você confere os medalhistas do Anglo São João:

  • Leandro | primeira série do ensino médio | medalha de bronze
  • Anael | segunda série do ensino médio | medalha de prata
  • Bruna | segunda série do ensino médio | medalha de prata
  • Guilherme | segunda série do ensino médio | medalha de prata
  • Mateus | segunda série do ensino médio | medalha de prata
  • Thaís | segunda série do ensino médio | medalha de prata
  • Vitor | segunda série do ensino médio | medalha de prata
  • Frank | terceira série do ensino médio | medalha de prata

 

Parabéns Leandro, Anael, Bruna, Guilherme, Mateus, Thaís, Vitor e Frank! Torço muito para que em 2017 vocês possam estar selecionados para compor a equipe vai defender o Brasil no Chile e também noutras competições internacionais! #TamoJunto


(1) Fundada na cidade de Montevidéu, Uruguai, a OLAA acontece desde 2009 e é coordenada por astrônomos de vários países da América Latina.
(2) A OBA é coordenada por uma comissão formada por membros da SAB – Sociedade Astronômica Brasileira e da AEB – Agência Espacial Brasileira.

Para saber mais

  • Conheça as provas (resolvidas) de todas as edições da OBA.

Já publicado no Física na Veia!

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