Baixe Astronomia Aula 1 e outras Notas de estudo em PDF para Ciências da Terra, somente na Docsity!
Licenciatura em ciências · USP/ Univesp
Enos Picazzio
Elysandra Figueredo
1.1 Introdução: O céu aparente
1.2 A Esfera Celeste
1.2.1 O movimento aparente das estrelas
1.2.2 Estrelas Circumpolares
1.2.3 Calota circumpolar
1.3 As constelações
1.4 Medidas Angulares
O Céu quE nOs EnvOlvE 1
Céu aparente, sistema solar e exoplanetas
O material desta disciplina foi produzido pelo Centro de Ensino e Pesquisa Aplicada (CEPA) do
Instituto de Física da Universidade de São Paulo (USP) para o projeto Licenciatura em Ciências
(USP/Univesp).
Créditos
Coordenação de Produção: Beatriz Borges Casaro.
Revisão de Texto: Marcia Azevedo Coelho, Marina Keiko Tokumaru e Paulo Barroso.
Design Instrucional: Fernanda Diniz Junqueira Franco, Gezilda Balbino Pereira, Juliana Moraes
Marques Giordano, Melissa Gabarrone, Michelle Carvalho e Vani Kenski.
Projeto Gráfico e Diagramação: Daniella de Romero Pecora, Leandro de Oliveira,
Priscila Pesce Lopes de Oliveira e Rafael de Queiroz Oliveira.
Ilustração: Alexandre Rocha, Aline Antunes, Benson Chin, Camila Torrano, Celso Roberto Lourenço,
João Costa, Lidia Yoshino, Mauricio Rheinlander Klein e Thiago A. M. S.
Fotografia: Jairo Gonçalves.
1 O céu que nos envolve
Licenciatura em Ciências · USP/Univesp · Módulo 1
Circundando os planetas como se fossem membros de uma família, os satélites são corpos
ainda menores. Apenas três deles são maiores que Mercúrio, o menor planeta do sistema solar.
O mais conhecido deles é a Lua, em parte porque os demais só podem ser vistos com auxílio de
instrumentos. Um binóculo já é suficiente para avistarmos os quatro maiores satélites de Júpiter.
Há, ainda, objetos mais exóticos, como os cometas e os meteoróides, que produzem rastros
luminosos quando penetram a atmosfera terrestre.
A beleza do céu torna-se ainda mais exuberante quando dispomos de instrumentação que
nos auxilie a enxergá-lo com mais profundidade, isto é, ver objetos com brilhos mais débeis.
Grandes telescópios revelam-nos imagens fantásticas de objetos exóticos, como supernovas,
nebulosas, galáxias etc.
1.2 A Esfera Celeste
Esfera celeste é uma abstração que facilita a compreensão dos movimentos aparentes dos
astros. Trata-se de uma esfera imaginária centrada na Terra e de raio indefinido. A abóbada
celeste que vemos de um lugar qualquer é parte da esfera celeste. Todos os objetos visíveis no
céu podem ser, então, representados como projeções na abóbada celeste ( Figura 1.1 ). Sobre
esta superfície podemos, então, traçar linhas imaginárias que permitem determinar as posições
dos astros, assim como as distâncias aparentes entre eles, isto é, quão distante um astro parece
estar do outro no plano do céu. Portanto, é uma visão bidimensional. Se conhecermos as
distâncias geocêntricas (em relação a Terra) dos astros, teremos uma percepção tridimensional.
Desta forma, podemos projetar na esfera celeste o polo norte, o polo sul e o equador terrestres,
formando, respectivamente, os polos celestes e o equador celeste.
Para o observador, a esfera celeste gira sobre o mesmo eixo imaginário de rotação da Terra,
porém em sentido contrário ao do movimento da Terra.Vista de cima do polo norte geográfico,
a Terra gira no sentido “de oeste para leste”. Nós, que estamos na superfície terrestre, vemos a
esfera celeste girar em sentido oposto, isto é, “de leste para oeste”.
Céu aparente, sistema solar e exoplanetas
Licenciatura em Ciências · USP/Univesp · Módulo 1
1.2.1 O movimento aparente das estrelas
O movimento aparente das estrelas é o movimento aparente da esfera celeste , que se
dá sempre no sentido de leste para oeste, isto é, elas nascem no lado leste e se põem no lado
oeste. Sabemos que isto é consequência da rotação da Terra que gira em seu eixo no sentido
oposto, de oeste para leste. Para um observador situado exatamente sobre o equadorterrestre
( Figura 1.2a ), o movimento diurno se dá segundo trajetórias perpendiculares ao horizonte
local. Um corpo nascendo exatamente no ponto cardeal leste se porá exatamente no ponto
cardeal oeste e passará pelo zênite do observador. Nos demais casos, os arcos continuarão a
ser perpendiculares ao horizonte local, porém serão menores à medida que se aproximam dos
polos. O observador sobre o equador vê simultaneamente os dois polos celestes.
Se o observador estiver exatamente sobre um dos polos terrestres, norte ou sul, ele verá
o movimento diurno se processando segundo trajetórias circulares paralelas ao horizonte
local. Seu zênite coincide com o polo celeste. As trajetórias maiores serão apresentadas
pelos objetos mais próximos do horizonte, e as menores, pelos objetos mais próximos do
zênite (ou do polo celeste) ( Figura 1.2c ). Neste caso, não haverá nascente ou poente,
porque todos os astros estarão sempre acima do horizonte, o que pode ser constatado
durante os dias escuros do inverno local, já que o Sol estará sempre abaixo do horizonte.
Outra particularidade dos polos é que, para um observador situado exatamente sobre um
Figura 1.1: A esfera celeste. / Fonte: Adaptado de D. L. Moché, 1989. (Clique nas imagens a e b para visualizar a animação).
a b
Céu aparente, sistema solar e exoplanetas
Licenciatura em Ciências · USP/Univesp · Módulo 1
circumpolares (circulam os polos). Quanto mais alto o polo estiver no horizonte, maior será a
quantidade de estrelas circumpolares. Embora as estrelas circumpolares estejam sempre acima
do horizonte, elas são vistas apenas durante a noite.
No hemisfério norte, a estrela αUrsa Menor está muito próxima do polo, por isso é chamada
também de Polaris. No hemisfério sul não há uma estrela com essa característica.
1.2.3 Calota circumpolar
A altura do polo define uma calota,
cujo diâmetro é o dobro da latitude
local. É a calota circumpolar.
Um observador que esteja no equa-
dor verá simultaneamente os polos
norte e sul no horizonte. À medida
que se desloca na direção de um dos
polos, esse observador verá um dos
polos cada vez mais alto em relação
ao horizonte e, consequentemente,
não verá mais o polo oposto que ficou
abaixo do horizonte. Quanto maior for a latitude, maior será a calota. A calota circumpolar
não existe para um observador no equador, mas é máxima para um observador no polo.
1.3 As constelações
A maioria dos objetos celestes que vemos a olho nu, isto é, sem auxílio de instrumentos, é
estrela. Aparentemente, as estrelas parecem fixas na esfera celeste. Isso é apenas uma ilusão, pois
elas estão tão distantes que seus movimentos são imperceptíveis. Bem menos abundantes, porém
com movimentos perceptíveis, vemos também alguns planetas. Lua e Vênus, nesta ordem, são
os astros noturnos mais brilhantes. Embora todos os astros se movam aparentemente no sen-
tido “de leste para oeste”, as posições dos planetas e da Lua, relativamente ao fundo estrelado,
mudam com o tempo. O movimento aparente mais rápido é o da Lua. Mesmo durante uma
Figura 1.4: O diâmetro angular da calota circumpolar de um local qualquer é igual ao dobro da latitude local. Nela estão as estrelas circumpolares.
1 O céu que nos envolve
Licenciatura em Ciências · USP/Univesp · Módulo 1
noite, é possível vê-la deslocar-se ligeiramente para leste. Na realidade ela move-se para leste
cerca de 12°/dia, ou seja, a cada intervalo de 24 horas, a Lua desloca-se 12° para leste e nasce
um pouco mais tarde.
Por razões que não vamos abordar no momento, as estrelas foram agrupadas em pequenos con-
juntos denominados constelações. As constelações estão associadas a figuras geométricas (Triângulo,
Cruz etc.), animais (Lobo, Corvo etc.) ou divindades mitológicas (Centauro, Cassiopeia etc.).
A associação entre os astros contidos em uma constelação é apenas aparente e não leva
em consideração a natureza dos objetos, nem as distâncias que os separam. Portanto, os astros
encontrados na região celeste delimitada por uma constelação qualquer pertencem a essa cons-
telação, sejam eles estrelas da nossa galáxia ou galáxias longínquas. Objetos com movimentos
aparentes mais rápidos, como planetas, asteróides e cometas, não se fixam às constelações, mas
passam por elas durante seus trajetos.
No total, existem 88 constelações (ver tabela anexa), o que equivale dizer que o céu foi
arbitrariamente dividido em 88 setores. Oficialmente, os nomes das constelações são designados
em latim e as estrelas componentes são designadas por letras do alfabeto grego, em ordem
decrescente de brilho. Assim, αCrux é a estrela mais brilhante da constelação Cruz (Cruzeiro
do Sul): ela está no pé da cruz; βCrux, situada no braço esquerdo da cruz, é a segunda estrela
mais brilhante; e assim por diante. As estrelas mais brilhantes normalmente têm ainda nomes
próprios. Por exemplo: Sirius (αCMa, do Cão Maior), Betelgeuse (αOri, de Órion) etc.
Zodíaco é uma palavra originada do grego antigo e significa “círculo dos animais”. Zodíaco
é a faixa do céu onde estão localizadas as 13 constelações mais populares: Carneiro ( Aries ),Touro
( Taurus ), Gêmeos ( Gemini ), Caranguejo ( Cancer ), Leão ( Leo ), Virgem ( Virgo ), Balança ( Libra ),
Escorpião ( Scorpius ), Sagitário ( Sagittarius ), Sepentário ( Ophiucus ), Capricórnio ( Capricornus ),
Aquário ( Aquarius ) e Peixes ( Pisces ) ( Figura 1.5 ). É por essa faixa que se deslocam os planetas
e o Sol aparente. Adotando-se rigorosamente os limites estabelecidos pela União Astronômica
Internacional, os planetas ainda passam pelos limites de outras oito constelações: Baleia ( Cetus ),
Corvo ( Corvus ), Taça ( Crater ), Monstro Marinho ( Hidra ), Órion (Caçador), Pégaso ( Pegasus ),
Escudo ( Scutum ) e Sextante ( Sextans ).
A quantidade de astros visíveis aumenta na proporção da potência dos instrumentos que
utilizamos. Quanto maior o telescópio utilizado, mais luz é captada; logo, podemos enxergar
objetos mais tênues.
1 O céu que nos envolve
Licenciatura em Ciências · USP/Univesp · Módulo 1
De forma semelhante podemos avaliar o tamanho aparente
de um objeto ( Figura 1.8 ). A Lua, por exemplo, tem tamanho
angular médio de 0,5°. O diâmetro da Lua é bem menor que o
do Sol, mas a Lua está bem mais próxima da Terra. O tamanho
aparente médio dos dois é o mesmo, 0,5° ( Figura 1.9 ).
Uma forma prática de se medir ângulos relativamente
pequenos é utilizando as mãos. A Figura 1.10 mostra valores
típicos quando utilizamos as mãos com o braço estendido.
Figura 1.7: Distâncias reais das estrelas da constelação de Órion.
Figura 1.8: Tamanho angular.
Figura 1.9: Lua (L) e Sol (S) têm o mesmo tamanho aparente médio para um observador da Terra (O).
Figura 1.10: Valores típicos de medidas angulares usando as mãos, com os braços estendidos.
Céu aparente, sistema solar e exoplanetas
Licenciatura em Ciências · USP/Univesp · Módulo 1
Tabela 1.1: As Constelações.
Nome latino Genitivo Nome português Andromeda Andromedae Andrômeda Antlia Antliae Máquina Pneumática Apus Apodis Ave do Paraíso Aquarius Aquarii Aquário Aquila Aquilae Águia Ara Arae Altar Aries Arietis Carneiro Auriga Aurigae Cocheiro Böötes Böötis Boeiro Caelum Caeli Buril Camelopardalis Camelopardalis Girafa Cancer Cancri Câncer, Caranguejo Canes Venatici Canum Venaticorum Cães de Caça Canis Major Canis Majoris Cão Maior Canis Minor Canis Minoris Cão Menor Capricornus Capricorni Capricórnio Carina Carinae Carena Cassiopeia Cassiopeiae Cassiopeia Centaurus Centauri Centauro Cepheus Cephei Cefeu Cetus Ceti Baleia Chamaeleon Chamaeleontis Camaleão Circinus Circini Compasso Columba Columbae Pomba Coma Berenices Comae Berenices Cabeleira de Berenice Corona Australis Coronae Australis Coroa Austral Corona Borealis Coronae Borealis Coroa Boreal Corvus Corvi Corvo Crater Crateris Taça Crux Crucis Cruzeiro do Sul Cygnus Cygni Cisne Delphinus Delphini Delfim Dorado Doradus Dourado Draco Draconis Dragão Equuleus Equulei Cavalinho
Céu aparente, sistema solar e exoplanetas
Licenciatura em Ciências · USP/Univesp · Módulo 1
Nome latino Genitivo Nome português Sagittarius Sagittarii Sagitário Scorpius Scorpii Escorpião Sculptor Sculptoris Escultor Scutum Scuti Escudo Serpens Serpentis Serpente Sextans Sextantis Sextante Taurus Tauri Touro Telescopium Telescopii Telescópio Triangulum Trianguli Triângulo Triangulum Trianguli Triângulo Australe Australis Austral Tucana Tucanae Tucano Ursa Major Urase Majoris Ursa Maior Ursa Minor Ursae Minoris Ursa Menor Vela Velorum Vela Virgo Virginis Virgem Volans Volantis Peixe Voador Vulpecula Vulpeculae Raposa
Referências Bibliográficas
Moché, D. L. Astronomy. John Wiley & Sons, p.5 – p.16,1989.
Kaler J.B. Astronomy. Harper Collins College Publishers, p.24, 1994.
