O Céu. Introdução à Astronomia Enos Picazzio IAGUSP / Fev.2006

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1 O Céu Introdução à Astronomia Enos Picazzio IAGUSP / Fev.2006

2 O céu nos parece como uma esfera. Por que? ILUSÃO Devido à infinitude, tudo parece estar à mesma distância. O horizonte encontra-se com o céu.

3 Zênite: está na direção da vertical (fio de prumo). Seu oposto: Nadir Horizonte: linha divisória entre Terra (abaixo) e céu (acima)

4 Esfera Celeste Abstração que facilita a compreensão dos movimentos aparentes dos astros. Trata-se de uma esfera imaginária de raio arbitrário e concêntrica à Terra. Como o raio é arbitrário a superfície da esfera celeste poderá passar por qualquer astro. Superfície: bidimensional Raio: 3a. dimensão

5 Esfera Celeste 23,5 o

6 Latitude Zênite Esfera Celeste PNC Equador Celeste (90 Lat.) Latitude Oeste Sul Norte Leste PSC

7 Lat. Zênite Esfera Celeste PNC Equador Celeste Meridiano altura do pólo = latitude Oeste altura da estrela Lat. Sul Norte Leste PSC

8 Esfera Celeste Arco que passa pelo Norte, zênite e Sul

9 Altura do Pólo Celeste Observador no Pólo Norte 90 o zênite PNC horizonte Latitude = 90 o Lat = 90 o

10 Altura do Pólo Celeste N PNC zênite Observador no Círculo Ártico Lat Latitude = 66 o 33 horizonte Lat S

11 Altura do Pólo Celeste N Lat PNC zênite horizonte Lat S

12 Altura do Pólo Celeste Observador no Trópico de Câncer Latitude = 23 o 27 N Lat PNC zênite Lat horizonte S

13 Altura do Pólo Celeste Observador no Equador Latitude = 0 N PNC Visão do observador Lat 0 o horizonte zênite S

14 Altura do Pólo Celeste Observador no Trópico de Capricórnio Latitude = -23 o 27 Lat N horizonte S Lat PSC zênite

15 Altura do Pólo Celeste Visão do observador Lat horizonte N S Lat PSC zênite

16 Altura do Pólo Celeste Observador no Círculo Antártico Latitude = -66 o 33 Lat S Lat. horizonte N PSC zênite

17 horizonte Altura do Pólo Celeste Observador no Pólo Sul Latitude = -90 o Lat -90 o Visão do observador 90 o zênite PSC

18 Movimento aparente Equador: arcos perpendiculares ao horizonte Latitudes ±4545 o : arcos inclinados em 45 o em relaçã ção ao horizonte Pólos: arcos paralelos ao horizonte

19 Simulação com Starry Night, Inc. Céu de março em São Paulo, por volta da meia noite

20 Céu de março em São Paulo, por volta da meia noite Pólo Sul Celeste e Grade Celeste Simulação com Starry Night, Inc. Gemini

21 Céu de março em São Paulo, por volta da meia noite Pólo Sul Celeste e Grade Celeste Simulação com Starry Night, Inc. Gemini

22 Simulação com Starry Night, Inc. Céu de março em São Paulo, por volta da meia noite As constelações

23 Simulação com Starry Night, Inc. Céu de março em São Paulo, por volta da meia noite As constelações

24 Céu de março em São Paulo, por volta da meia noite As constelações Simulação com com Starry Starry Night, Inc. Inc.

25 Constelações Beta Crucis Mimosa (m = 1,25) Gama Crucis Gacrux (m = 1,56) Delta Crucis (m = 2,78) Epsilon Crucis (m = 3,56) NGC3532 Aglomerado Aberto Beta Centauri Hadar (m = 0,59) Alfa Crucis Acrux (m = 0,75) Alfa Centauri Rigil Kentaurus (m = -0,04) Trio de estrelas: Próxima Centauri é a estrela mais próxima do Sol Simulação com Starry Night, Inc.

26 Constelações Regiões do céu de formato e tamanhos diferentes, associadas a figuras geométricas (Triângulo, Cruz, etc.), animais (Lobo, Corvo, etc.) ou divindades (Centauro, Cassiopéia, etc.). No total são 88 constelações, o que equivale dizer que o céu foi arbitrariamente dividido em 88 setores. Os nomes das constelações são designados em latim e suas estrelas são designadas, por letras do alfabeto grego, em ordem decrescente de brilho: αcrux é a estrela mais brilhante da constelação Cruz (Cruzeiro do Sul); βcrux é a segunda estrela mais brilhante; e assim por diante. As estrelas mais brilhantes normalmente têm, ainda, nomes próprios como, por exemplo, Acrux (αcrux), Sirius (αcma), Betelgeuse (αori), etc. Os objetos de uma constelação podem ser de naturezas diferentes, não terem qualquer ligação física, sequer estarem à mesma distância. Não tem sentido estudar constelação.

27 Meio dia A Rotação da Terra: Movimento Diário Sentido de rotação Nascer do Sol real: O L virtual: L O Pôr do Sol Meia noite Rotação da Terra estrelas movem-se 15 /hora, de leste para oeste 360 o 24h

28 A Rotação da Terra: Movimento Diário TRANSLAÇÃO Mesmo ângulo Valor médio: 360 o /365,25d = 0,98 o /d ROTAÇÃO 360 o 24h 0,98 o x x = 3,92 m na média, o Sol demora a cada dia 3,92 minutos mais para cruzar o meridiano que as estrelas longínquas. Sol dia solar Estrelas dia sideral

29 A Rotação da Terra: Movimento Diário Dia sideral: tempo decorrido entre duas passagens sucessivas de uma estrela pelo meridiano local. Vale 23h 56m 04,09s. Este é o período de rotação da Terra. Dia solar verdadeiro: intervalo de tempo entre duas passagens sucessivas do Sol pelo meridiano local. Como a órbita da Terra é elíptica, sua velocidade orbital não é constante: mínima no periélio e máxima no afélio. Dia solar médio: média anual dos dias solares verdadeiros. Vale 24 h. É como se a órbita da Terra fosse circular (velocidade constante). A relação entre os dias solares é dada pela Equação do Tempo: ΕΤ = Tm - To; Tm e To são, respectivamente, tempos solares médio e verdadeiro

30 Hora Local, Fuso Horário e Linha Internacional de Data Há 24 fusos de 1 hora, com 15 o cada. A referência é o meridiano que passa pelo Observatório Real de Greenwich. A hora de Greenwich é chamada Hora Universal, e sua relação com a hora legal é: hora universal (UT)= hora legal + hora de fuso a oeste de Greenwich A maior parte do território brasileiro tem hora de fuso de +3 horas. Extremo leste: Fernando de Noronha (+2 horas); Extremo oeste: Acre (+5 horas). Linha Internacional da Data (ou Linha de Mudança de Data).

31 Ano, Phileas Fogg, aristocrata inglês, rico, muito culto, equilibrado e seguro, aposta que daria uma volta ao mundo em 180 dias, com seu serviçal Passepartout, um francês espertíssimo. Depois de várias peripécias pensa que chegou à Londres um dia após a data combinada. Perdeu toda sua fortuna na aposta. Frente à derrota, pede a Passepartout que traga um Juiz de Paz para celebrar seu matrimônio com a Sra. Aouda, uma indiana salva por ele e Passepartout de um sacrifício religioso na Índia. A caminho da casa do Juiz de Paz, Passepartout cruza com um vendedor de bilhetes de loteria e descobre que era sábado, não domingo como Fogg havia pensado. Estupefato ele corre para casa para dizer ao seu patrão que ele havia se enganado e convencê-lo a ir correndo ao club pois o prazo da aposta ainda não havia expirado. Fogg ganha a aposta. Onde estava o erro de cálculo? Fogg esqueceu- se que eles iniciaram a viagem rumo à leste, não à oeste. Eles cruzaram a linha internacional da data e chegaram pelo oeste, um dia antes do previsto.

32 Crepúsculos vespertino ou matutino Período de transição entre dia e noite. A atmosfera espalha a luz solar, impedindo a mudança repentina entre dia e noite (e vice-versa). Civil Náutico Astronômico Sol 6 o abaixo do horizonte Sol 12 o abaixo do horizonte Sol 18 o abaixo do horizonte

33 Crepúsculo Na Lua não há crepúsculo: a passagem entre dia e noite, ou noite e dia, é repentina. Mesmo durante o dia, fora da direção do Sol o céu é escuro. Na Lua vê-se estrelas durante o dia. Sol visto da Lua Terra nascente vista da Lua (Apollo 8, 1968)

34 Estrelas matutinas ou vespertinas Elongações máximas. Nem sempre os planetas estão do mesmo lado. Em relação ao Sol, se estiverem: à leste vespertinas (Sol se põe primeiro) à oeste matutinas (planetas nascem primeiro)

35 O Sol não nasce sempre no Leste eclíptica 23,5 o 23,5 o equinócio de primavera (23/9/06) às 6h 05m equinócio de outono: as constelações são diferentes solstício de inverno (21/6/06) às 6h 55m Sol solstício de verão (21/12/06) às 5h 20m Simulação com Starry Night, Inc.

36 O movimento do Sol durante o ano Analema: movimento aparente do Sol durante o ano, registrando sua posiçãp sempre no mesmo horário. É consequência da geometria orbital. No caso da Terra tem o conhecido formato de oito. Mas para Marte é diferente (formato de pêra).

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39 O movimento do Sol durante o ano Baseado na projeção da sombra o relógio de sol marca a hora solar verdadeira.

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41 O movimento real: a Terra ao redor do Sol hemisfério norte mais iluminado Estrelas de outono Equinócio hemisfério sul mais iluminado Estrelas de inverno Solstício Estrelas de verão Solstício Estrelas de primavera Equinócio

42 Consequências: Estação Sazonais Equinócio de outono Noite e dia iguais Verão no hemisfério sul Dia mais longo que noite Dia longo na calota polar Terra próxima do Periélio Solstício de verão Março Junho Setembro Dezembro Inverno no hemisfério sul Noite mais longa que dia Noite longa na calota polar Terra próxima do Afélio Solstício de inverno Equinócio de primavera Noite e dia iguais

43 ~23,5 o 90 o - 23,5 o = 66,5 o Latitudes: Círculo Polar Ártico: 66,5 o Trópico Câncer: 23,5 o Trópico de Capricórnio: - 23,5 o Círculo Polar Antártico: - 66,5 o ~23,5 o ~23,5 o

44 zonas temperadas Zona glacial Zonas climáticas Hemisfério iluminado Círculo polar ártico zona tropical Trópico de câncer Equador Luz solar Trópico de capricórnio zona glacial Círculo polar antártico Hemisfério iluminado

45 Zonas climáticas Movimento aparente do Sol entre os trópicos

46 Zonas climáticas Junho solstício de inverno Março equinócio outono Trópico de Câncer Equador Setembro equinócio primavera Trópico de Capricórnio Insolação Dezembro - solstício de verão Movimento aparente do Sol entre os trópicos A mesma energia é espalhada em área maior calor por unidade de área é menor

47 O movimento anual e as constelações do zodíaco Zodíaco aco, em grego significa círculo dos animais. É a faixa do céu onde estão localizadas as 12 constelações mais populares: Carneiro (Áries), Touro, Gêmeos, Caranguejo (Câncer), Leão, Virgem, Balança (Libra), Escorpião, Sagitário, Capricórnio, Aquário e Peixes.

48 O movimento anual e as constelações do zodíaco 13 a : não é considerada do Zodíaco

49 Datas das entradas do Sol nas constelações Capricórnio Aquário Peixes Áries Touro Gêmeos 20 jan 17 fev 12 mar 18 abr 14 mai 21 jun Câncer Leão Virgem Libra Escorpião Ofiúcos (*) Sagitário (*) A constelação de Ofiúcos, apesar de o Sol passar por ela, não é chamada de constelação zodiacal. 20 jul 10 ago 16 set 31 out 23 nov 29 nov 18 dez Roberto Boczko IAGUSP

50 Movimento Retrógrado dos planetas Conseqüência da geometria e do período de translação: quanto maior maior é a órbita menor é o período de translação. Assim, quanto mais distante o planeta estiver da Terra, mais laçadas ele deverá apresentar.

51 Estrelas Circumpolares Elas estão sempre acima do horizonte! O tamanho angular da Calota Polar é o dobro da latitude. A maior calota polar é a do observador nos pólos. Só o observador no equador não tem calota polar Simulação com Starry Night, Inc.

52 A Lua animação Nos apresenta sempre a mesma face (movimento sincronizado) Tem fases (lunação, mês sinódico) Tamanho aparente varia (órbita elíptica)

53 A Lua Posição da Lua às 20h 10m em São Paulo durante o mês de março/ Relativamente ao fundo do céu, a Lua move-se de Oste para Leste! A cada dia ela nasce com atraso de quase 1 hora. Simulação com Starry Night, Inc.

54 Mês Sinódico e Mês Sideral Mês sideral (27,321662d = 27d 7h 43m 12s): período orbital da Lua. Mês sinódico (29,530589d = 29d 12h 44m 3s): mês das lunações ou das fases da Lua (Nova-Nova, Cheia-Cheia, etc.). Essa diferença ocorre porque durante um mês sideral a Terra avançou cerca de 27 o em relação à posição anterior e a repetição da fase lunar esperada só ocorrerá 2, dias mais tarde

55 Ano sideral e ano trópico Ano Sideral (365,256363d = 365d 6h 9m 10s): tempo decorrido durante uma revolução completa da Terra ao redor do Sol. Ano Trópico (365,242191d = 365d 5h 48m 45s): tempo decorrido entre duas estações sucessivas. A rigor ele representa o tempo decorrido entre duas passagens sucessivas do Sol aparente pelo equinócio do outono. A diferença entre eles é causada pela precessão do eixo da Terra que provoca o deslocamento do equinócio de outono.