19 dezembro 2014

Alguns eventos astronômicos em 2015

Sem dúvida, o grande acontecimento do ano a ser noticiado pela mídia será a visita que a sonda New Horizons fará ao último planeta do Sistema Solar, Plutão. O evento está marcado para 14 de Julho.
Quais serão os principais eventos no céu em 2015? Abaixo temos uma lista de eventos já previstos, muitos deles a serem comentados e detalhados ao longo de vários posts em 2015 antes de acontecerem. No que segue abaixo, faltam informações sobre os cometas de 2015 que serão postadas oportunamente em um artigo dedicado.

O grande destaque do ano é para o eclipse total da Lua em 28 de Setembro que será plenamente visível no Brasil e a visita da sonda New Horizons a Plutão a 14 de Julho.

Janeiro

A 14 de Janeiro ocorre a máxima elongação oriental do planeta Mercúrio facilitando sua observação com a chegada da noite.

Fevereiro

Exploração espacial: em algum momento de Fevereiro, a sonda Dawn irá se encontrar como o asteroide Ceres. Ceres não é bem uma "pedra" solta no espaço, mas um verdadeiro mini planeta (ele tem 950 km de diâmetro). Ela passará vários meses estudando esse corpo celeste e enviando imagens à Terra.

No dia 6 de Fevereiro ocorre a oposição do planeta Júpiter. É a ocasião perfeita para observação desse planeta.

Anoitecer do dia 20 de Fevereiro com uma conjunção entre Vênus e Marte. 
A Lua irá prestigiar o evento, aproximando-se da dupla.
Haverá uma conjunção entre Vênus e Marte no dia 20-22 de Fevereiro com a fina lua crescente nas proximidades. A imagem acima é uma previsão da disposição desses corpos celestes para o dia 20/2 as 20:00 (Hora de Brasília) como visto desde Campinas/SP.

Março

Teremos um eclipse total do sol no dia 20 de Março. Infelizmente, esse eclipse projetará a sombra numa posição muito setentrional da Terra, de forma que não será visível no Brasil.

Declinações dos planetas conforme consta no Astronomical Almanac for the Year 2015 (ISSN 0737-6421). Por meio desse gráfico, é possível ver que Saturno terá uma boa visibilidade no hemisfério sul (declinação -20 graus), enquanto que Júpiter será mais bem visto no hemisfério norte. (Imagem disponível via Google).

Abril

A Lua cheia de 4 de Abril será marcada por um eclipse total da lua que será desfavorável ao hemisfério ocidental. No Brasil ele será visto com a lua se pondo à Oeste.

A chuva de meteoros Líridas terá seu máximo em 22 e 23 de Abril. Associados ao cometa C/1861 G1 Thatcher, essa chuva apresentará uma frequência de aproximadamente 20 meteoros por hora. Como a lua nova ocorre no dia 18, é provável que a data seja favorável a sua observação, desde que feita de lugares escuros.

Maio

A chuva de meteoros Eta Aquáridas ocorre em 5-6 de Maio. Essa chuva é conhecida por frequências de até 60 meteoros por hora e por ser associada ao famoso cometa Halley, Ela também é apreciável no hemisfério sul. Infelizmente em 2015 a lua cheia será um problema, impossibilitando a observação de meteoros mais débeis. 

No dia 23 de Maio ocorre oposição de Saturno, marcando o período ideal (alguns meses antes e depois dessa data) para observação desse planeta.

Junho

A 6 de Junho ocorre a máxima elongação oriental do planeta Vênus facilitando sua observação ao anoitecer.

Julho

Exploração espacial: No dia 14 de Julho ocorrerá a grande aproximação da sonda New Horizons do planeta Plutão. Se tudo der certo será uma data memorável na história da Astronomia já que Plutão é um dos planetas que ainda não foi explorado por nenhum engenho humano.

Entre 28 e 29 de Julho ocorre o pico da chuva de meteoros Delta Aquáridas. Associados a restos dos cometas Marsden e Kracht, essa chuva apresenta uma taxa de 20 meteoros por hora. Novamente a proximidade da lua cheia (que acontece no dia 31) irá prejudicar a observação dessa chuva.

Agosto

Entre 12 e 13 de Agosto ocorre o pico da chuva de meteoros Perseidas. Associados a restos do cometa Swif-Tutle, essa chuva apresenta uma taxa de 60 meteoros por hora. Este ano o fino crescente lunar (a lua nova ocorre em 14 de Agosto) não atrapalhará sua observação, recomendando-se ainda assim um lugar escuro para sua melhor apreciação.

Setembro

O dia 1 de Setembro marcará a oposição do planeta Netuno. Por estar muito distante, os dias em torno dessa data são os mais favoráveis para sua observação, o que requer o uso de um telescópio.

No dia 13 de Setembro ocorrerá a lua nova e um eclipse parcial do sol que não poderá ser visto no Brasil (as melhores regiões de observação são sul da África e Antártica).

No dia 28 de Setembro ocorrerá aquele que será provavelmente o maior evento astronômico do ano. Um eclipse total da lua será plenamente visível no hemisfério Ocidental, em particular no Brasil e na Europa Ocidental (Portugal).

Outubro

A 11 de Outubro, ocorrerá a oposição do planeta Urano. As noites em torno dessa data marcam os melhores momentos para apreciar este planeta por meio de um telescópio.

Entre 21-22 de Outubro ocorre a chuva de meteoros Orionidas, associadas ao cometa Halley. Com um pico de 20 meteoros por hora, há chance de observação de alguns meteoros, considerando que a lua estará em quarto crescente (lua nova em 13 de Outubro).

Conjunção entre Vênus e Júpiter na madrugada do dia 26 de Outubro.
Um pouco antes do Halloween, mais precisamente a 26 de Outubro, haverá uma conjunção entre Júpiter e Vênus. Na verdade, a conjunção é tripla, com Marte nas cercanias. A imagem acima é da madrugada do dia 26 por volta das 6:00 da manhã como visto desde Campinas/SP.

Ainda no dia 28 de Outubro, Marte se aproximará ainda mais de Vênus e Júpiter em uma conjunção tripla, visível pouco antes do nascer do sol. 

Novembro

A madrugada de 17-18 de Novembro marcará a presença da chuva de meteoros Leônidas. Associada ao cometa Tempel-Tuttle, este ano haverá pouca influência da lua, que estará no período de nova em 11 de Novembro.  As Leônidas já se apresentaram como tempestades, mas, em 2015, a taxa média esperada é de 15 meteoros por hora.

Dezembro

O dia 7 de dezembro marca a presença de uma interessante conjunção da Lua e Vênus. O momento de maior aproximação se dará por volta das 17:00 da tarde do dia 7, quando a lua estará abaixo do horizonte para o Brasil. Com alguma paciência na busca da lua, essa conjunção poderá ser vista por volta das 15:00 (em pleno dia), procurando-se por Vênus. Recomenda-se o uso de um binóculo de baixo aumento (e grande campo).

Na madrugada 13-14 ocorrerá a famosa chuva de meteoros Gemínidas. Ela é considerada a "rainha" das chuvas, com picos que beiram os 120 meteoros por hora associados à passagem de restos asteroide 3200 Feton. Este ano a lua não atrapalhará o evento, mas maiores informações são necessárias sobre as condições de observação dessa chuva para o hemisfério sul. Aguardem!

O dia 25 de Dezembro (Natal) é marcado por uma lua cheia.

Mais detalhes sobre eventos astronômicos em 2015 serão postados ao longo do ano neste blog. Aguardem.

Referências









01 dezembro 2014

A mitologia das Plêiades (aglomerado M45)

Constelação do Touro, mostrando as Híades e as Plêiades. Foto tirada por Ademir Xavier (Campinas/SP).

"As Plêiades cujas estrelas são estas: a amada Taigeta, 
Electra de  face escurecida, Alcíone e a brilhante Asterope, 
Celeno, Maia e Merope, que o grande Atlas gerou...
Nas montanhas de Cilene, ela (Maia) desnuda Hermes,
 o mensageiros dos deuses" 
Hesíodo, "Fragmentos de Astronomia 1'
 (from Scholiast on Pindar's Nemean 
Odea 2.16) (trans. Evelyn-White) (Épico grego do 8o ou 7o século a. C.)
Um dos agrupamentos de estrelas que mais chama a atenção no céu - desde tempos imemoriais - é o aglomerado das Plêiades. Esse conjunto de estrelas está envolto em uma nebulosidade bastante tênue que, em lugares distantes da poluição luminosa, confere ao conjunto um aspecto bastante singular. Com uso de instrumentos, essa nebulosidade ainda é pouco visível, tornando-se destacada em exposições fotográficas de longa duração. 

Segundo (1), as Plêiades foram conhecidas na antiga Grécia "como as sete ninfas filhas do titã Atlas. Sua líder era Maia, a mãe de Hermes (cujo pai era Zeus). As outras cinco também eram amadas pelos deuses, tornando-se ancestrais de várias famílias reais, incluindo as de Troia e Esparta. Quando foram perseguidas pelo gigante Órion, Zeus as colocou entre as estrelas na forma da constelação das Plêiades. Seu nome deriva do grego 'pleiôn' que significa 'bastante'." Essa, porém, não é a única versão grega para a mitologia das Plêiades.


Nomes e significado de cada uma das componentes. 
Esse asterismo não ficou sem citação, por exemplo, no Velho Testamento (Jó 9:9). Em quase todas as culturas esse aglomerado foi destacado. Assim, alguns nomes para as Plêiades são (2):
  • Mao () ou a cabeça cabeluda do tigre branco do ocidente (Chinês); 
  • Kimah: o aglomerado (כימה). (Hebreu);
  • Al-Thurayya: o aglomerado (الثريا). (Árabe);
  • Subaru: 'as reunidas'. (Japonês). Esse nome acabou virando marca de veículo;
  • Kungkarungkara: a mulher ancestral. (aborígene australiano: tribo Pitjantjatjara);
  • Khuseti: as estrelas da chuva, ou as que carregam chuva. (África do sul: tribo Khoikhoi)
  • Tianquiztli: o "mercado" ou o "lugar de encontro" (Asteca)
  • Para os antigos egípcios, as Plêiades representavam a deusa Net ou Neith, "a divina mãe e senhora do céus".
  • As ancestrais: conforme eram reverenciadas por uma antiga tribo paraguaia (Abipones).
Para os antigos celtas, as Plêiades estavam associadas aos mortos (3):
Para os povos da idade do bronze na Europa, tais como os Celtas (e, provavelmente, muito antes deles) as Plêiades estavam associadas ao luto e aos funerais já que, nessa época da história, o intervalo entre o equinócio de outono e o solstício de inverno, que era uma festividade dedicada à lembrança dos mortos, marcava a ascensão no leste desse aglomerado no céu à medida que o sol se punha a oeste. Foi por causa desse nascimento acrônimo que as Plêiades foram associadas ao luto e às lágrimas. Por causa da precessão com  a passagem dos séculos, as Plêiades não mais marcam o festival, mas a associação permaneceu e pode ser responsável pelo significado astrológico das Plêiades.
Selo sumério por volta de 2700 a. C., 
mostrando sete pontos representando 
as Plêiades. Para mais informação, ver (5).
Portanto, há uma associação entre as Plêiades e o 2 de Novembro, assim como o Halloween. Note que as Plêiades também foram chamadas "as irmãs chorosas", pois, para os povos do mediterrâneo, sua ascensão marcava o período chuvoso. De acordo com (4), há registros antigos que as Plêiades eram, na verdade, sete, mas "uma delas se foi". De fato, é possível ver a olho nu apenas seis estrelas.

Ainda segundo (4), em muitas culturas do mundo, "parece haver uma conexão", que se mostra por meio das Plêiades, "já que, para muitas dessas culturas, elas eram consideradas 'garotas' ". Registros das Plêiades podem ser encontrados em documentos e obras antiquíssimos, como o selo sumério ao lado (5). Para os Sumérios, as Plêiades eram consideradas uma "reunião de deuses".

As Plêiades hoje são consideradas como um agrupamento vizinho de estrelas, pertencendo à (também antiga) constelação do Touro.

Referências



13 novembro 2014

Sobre o cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko


Cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko. 
Imagem de 1995 por by Herman Mikuz (Crni Vhr Observatory, Eslovênia)
A nave Rosetta e Philae fizeram história com o pouco no cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko no dia 12 de Novembro de 2014. Mas, que cometa é este? No que segue abaixo, traduzimos dados sobre  a descoberta desse cometa disponível no site "Cometography" (1).

Resumo

O cometa periódico 67P/Churyumov-Gerasimenko tem um núcleo que mede de 3 a 5 quilômetros e que gira com período de 12,7h. Pertence à família dos cometas de Júpiter (cometas com períodos inferiores a 20 anos). Foi descoberto em 1969. Embora tenha período orbital de 6,55 anos, uma análise de sua órbita revelou que o período foi algo maior no passado recente. Durante os primeiros anos do Século XX, o período orbital era de 9,3 horas. Um encontro próximo de Júpiter em Fevereiro de 1959 (0,22 U. A.) reduziu o período para 6,5 anos. O cometa tem sido observado a cada retorno desde sua descoberta.

Descoberta. 

Em meados de 1969 vários astrônomos de Kiev visitaram o Instituto Astrofísico de Alma-Ata para realizar uma busca por cometas. No dia 20 de Setembro, ainda em Alma-Ata, Klim Ivanovic Churyumov, examinando placas fotográficas expostas para o cometa Comas Solá por Svetlana Ivanovna Gerasimenko do dia 11,92 de Setembro, encontrou um objeto cometário próximo ao campo da placa, que ele achou que fosse o cometa esperado. Ao voltar a Kiev, as placas passaram por exames meticulosos. Posições precisas foram determinadas para todos os objetos observados, assim como estimativas de diâmetro da coma e magnitudes fotográficas foram feitas para o cometa e para seu núcleo. No dia 22 de Outubro, percebeu-se que a posição determinada para o P/Comas Solá estava 1,8 graus de distancia do que seria esperado, com base em observações de outros observatórios. Outras inspeções mostraram que o P/Comas Solá estava na posição correta, no limite da placa fotográfica, o que significava que o outro corpo observado era um novo cometa. Estimaram sua magnitude como próxima a 13 e com uma coma com 0,6 minutos de arco de diâmetro, com uma condensação central de 0,3 minutos de arco. Havia também uma débil cauda se extendendo por 1 minuto de arco na direção PA 280 graus. 

(1969) Além das observações da descoberta feitas acima, outras imagens foram feitas em outra placa exposta por Gerasimenko no dia 9,91 de Setembro e em outra placa por Churyumov em 21,93 de Setembro. As magnitudes foram estimadas em 13 e 12 respectivamente.

(1975) Esse foi o ano de seu primeiro retorno, mas não foi uma aparição muito favorável. Astrônomos do observatório de Palomar (Califórnia, EUA) redescobriram o cometa no dia 8 de agosto de 1975 e estimaram que o núcleo tinha magnitude 19,5. Fizeram observações adicionais nos dias 9 e Setembro, 6 de Outubro e 1 de Novembro sem descrição física. Observações finais foram feitas na estação Catalina do Laboratório Planetário e Lunar (Arizona, EUA) no dia 7 de Dezembro de 1975.

(2002) O cometa foi redescoberto no dia 18 de Junho de 2002 quando apresentava magnitude 15. Seu brilho aumentou até a magnitude 12,5 por volta do começo de Outubro. O cometa foi detectado pela última vez no dia 14 de Maio, quando apresentava magnitude 22-23. A ESA (Agência Espacial Europeia) anunciou em 28 de Mairo de 2003 que uma sonda de pesquisa de cometas, a Rosetta, teria como alvo o 67P/Churyumov-Gerasimenko.

Referência
1 - http://cometography.com/pcomets/067p.html




07 novembro 2014

Chuva de meteoros Leônidas 2014

Gravura de 1833 representando a tempestade Leônidas com cerca de 100 mil meteoros por hora.
A famosa chuva de meteoros Leônidas pode apresentar boa "campanha" em 2014. Associada a restos do cometa Tempel-Tuttle, a noite de 17 para 18 de Novembro de 2014 se mostra como favorável por causa da fase da lua na data, um fino minguante.

Quantos meteoros será possível observar este ano? Isso depende de várias condições; em geral essa chuva é considerada de intensidade "moderada", o que representa uma taxa de 10 a 15 meteoros por hora (ou seja, assumindo a taxa máxima, isso representa um meteoro a cada 4 ou 5 minutos). Há que se ter paciência para conseguir ver, condições cristalinas de observação, ausência de nuvens, distância de grandes centros de poluição luminosa etc. Além disso, uma posição de observação confortável também deve ser conseguida para se evitar fadiga. 

Este ano o planeta Júpiter estará próximo da posição da radiante (figura abaixo). A posição da radiante para o horário e local indicado é de aproximadamente 33 graus de altitude. Em geral, quanto mais tarde for feita a observação, mais elevada estará a radiante, o que facilita a observação. Porém, a alvorada acaba fatalmente impedindo a observação. Portanto, talvez o melhor horário para observação será entre 4:30 e 5:00 no horário local de Campinas/SP (6:30 a 7:00 UT). Quanto mais ao norte estiver o observador, tanto melhores serão suas condições de observação. Importante, esse horário ótimo represente o melhor em termos geométricos. É difícil estimar quando se dará exatamente o "máximo" de atividade dentro do período. 

Representação do céu na madrugada do dia 18/11/14 aproximadamente as 5:00 da manhã como visto desde Campinas/SP. Nota-se a lua em fase minguante próximo ao horizonte leste. O círculo representa a posição aproximada da radiante de Leônidas. Um pouco acima está o planeta Júpiter como que a indicar a posição da radiante.
Histórico

Segundo (1):
"As Leônidas são conhecidas em produzir tempestades de meteoros. Seu cometa pai - o Tempel-Tuttle - completa uma revolução em torno do sol a cada 33 anos. Ele libera novo material quando entra o sistema solar interior e se aproxima do sol. Desde o século XIX, observadores esperam ver tempestades Leônidas a cada 33 anos, o que se iniciou com a tempestade de 1833, que, segundo se diz, produziu cerca de 100000 meteoros por hora. Outras tempestades ocorreram 33 anos depois, em 1866 e 1867. 
Previu-se uma outra para 1899, o que não aconteceu.  Somente em 1966 outra tempestade espetacular aconteceu como vista sobre as Américas. Em 1966, observadores na parte sul dos Estados Unidos reportaram ter visto de 40 a 50 meteoros por segundo (isto é, 2400 a 3000 meteoros por minuto) durante um intervalo de 15 minutos na manhã do dia 17 de Novembro de 1966."
Interessante que houve uma terrível epidemia de malária entre 1866 e 1868 que dizimou a população da Ilha Maurícia (2) e que foi associada, pelos moradores da ilha, à ocorrência da tempestade de meteoros de 1866. Este ano, com a epidemia de Ebola na África Ocidental, a chuva de Leônidas não servirá como anúncio apocalíptico.

Além de condições geométricas para a posição dos observadores em relação ao sol, a lua etc, são importantes as condições de alinhamento dinâmico entre a órbita da Terra e a dos dejetos do cometa, o que somente ocorre sob condições especiais e algo imprevisíveis.

Referências

(1) http://earthsky.org/space/everything-you-need-to-know-leonid-meteor-shower
(2) Malaria, Communicable diseases control unit, ministry of Health and Quality of Live. 

23 outubro 2014

De incêndios e observatórios astronômicos

Imagem do terreno que abriga o Observatório de Americana (Outubro/2014). Foto de Matt Pratta. Este observatório foi consumido pelo fogo.
O dia 8 de outubro de 2014 foi marcado por terrível incêndio que destruiu o Observatório Municipal de Americana, em São Paulo. Com a fluidez da informação nos dias atuais, a tragédia teve conhecimento rápido entre amadores e entusiastas em astronomia no interior paulista. As imagens da figura abaixo, tiradas por Deivis Ortiz testemunham a dimensão do estrago. 

Imagens por Deivis Ortiz mostrando o interior do observatório de Americana após o incêndio em Outubro de 2014.
Embora a sensação de perda profunda, é importante conhecer, pela história, que observatórios astronômicos sempre foram alvos de vandalismo e acidentes desse tipo, justamente por se localizarem em lugares distantes de acesso difícil. Muitas vezes, as instalações jazem abandonadas por períodos grandes de tempo e a ação cruel dos elementos torna mais severas as exigências de manutenção preventiva e vigilância constantes. 

Um pouco de História

A ocorrência com o observatório de Americana não é única. Encontramos relatos na web de outros incidentes semelhantes envolvendo observatórios astronômicos:
  1. Ainda no século 17, o grande J. Hevelius (1611-1687) teve sua casa e observatório destruídos (1) por um incêndio em 1679 (26 de Setembro). Os instrumentos (ainda sem a presença do telescópio)  foram perdidos;
  2. O observatório de Vartiovuori, onde trabalhou o famoso astrônomo alemão Friedrich W. Argelander (2), na Turquia, esteve envolvido por um incêndio no século 19. Esse foi o grande incêndio turco de 1827 que, felizmente, não atingiu o observatório; 
  3. A noite de 5 de Fevereiro de 1997 foi marcado por um incêndio que causou a perda da biblioteca do Observatório de Pulkovo em São Petersburgo (3). Houve suspeitas de que a máfia russa estivesse envolvida no caso para promover desapropriação de terreno. Esse observatório foi construído pelo famoso astrônomo F. G. Struve em 1839 e passou por triste história de destruição com o cerco de Leningrado em 1940;
  4. O tubo e a montagem do grande refrator do observatório de Yerkes quase foram destruídos em 1893 por um incêndio em uma feira de exposições em Chicago, nos Estados Unidos (4);
  5. Em Janeiro de 2003 ocorreu um grande incêndio que destruiu completamente as instalações do grande observatório do Monte Stromlo em Camberra, Austrália (5). O observatório de Monte Stromlo foi construído em 1924 e era um dos recursos mais importantes de pesquisa australiano. 
  6. Em 2003 o fogo também ameaçou o grande telescópio Herschel de 4,2 m de diâmetro, localizado no observatório Roque de los Muchachos, nas ilhas Canárias (6).
Um canguru passei em frente a uma cúpula destruída  por incêndio em M. Stromlo, Autrália. Foto: Andrew Meares. 
Assim, o fogo é ameaça constante na vida dos observatórios astronômicos. Porém, ele nunca será a pior das ameaças porque observatórios podem ser reconstruídos em seus sítios que serão sempre ideais se se preservarem isolados e distantes. 

O que seria uma ameaça de verdade? Como curiosidade, os leitores considerem os restos do observatório construído em 1877 por Edward Dickerson (7) em Nova Iorque cuja imagem podemos ver abaixo. Esse desastre é irrecuperável porque o observatório foi cercado por prédios altíssimos, tais como o Empire State Building, seu vizinho de fundo...

Imagem aérea do observatório de E. Dickerson (7), um cientista amador que construiu este observatório em 1877 na cidade de Nova Iorque. O antigo prédio é vizinho hoje do Empire State Building. O lugar tornou-se o pior possível para se realizar observações astronômicas. Eis aqui um verdadeiro desastre para um observatório. Foto: James Ryan.
Referências

(1) Hevelius: http://www.hao.ucar.edu/education/bios/hevelius.php
(2) http://en.wikipedia.org/wiki/Vartiovuori_Observatory
(3) http://astrogeo.oxfordjournals.org/content/38/2/7.2.extract
(4) http://oneminuteastronomer.com/53/yerkes-observatory/
(5) http://www.theage.com.au/articles/2003/01/20/1042911328090.html
(6) https://www.starstryder.com/2009/08/30/of-astronomy-and-fire/
(7) Imagens de observatórios abandonados.

04 outubro 2014

Cometas em 2014: C/2012 K1 (PANSTARRS)

Imagem de Rolando Ligustri mostrando o cometa C/2012 K1 com duas caudas. Esse cometa poderá ser visto em boa parte de Outubro de 2014 como um astro matutino.
Um cometa visível em binóculos e em boas condições de observação para o hemisfério sul pode ser visto em Outubro de 2014: C/2012 K1 (PANSTARRS). Trata-se de um astro descoberto pelo telescópio Panstarrs (no Havaí) com mag. 19,7 no dia 17 de Maio de 2012.

No hemisfério sul, as condições para sua observação são particularmente favoráveis porque ele se mostra (por volta das 04:00 da manhã) como um astro bem posicionado no céu (aproximadamente 40 graus de elevação), visível em direção leste. 

Esse cometa atingiu o periélio em Agosto de 2014 e brilha em outubro com magnitude pouco acima de 7,0, podendo ser visto em pequenos telescópios e binóculos. Para tanto, o período ideal é quando a lua não se encontrar próxima (o que ocorrerá entre 08/10/2014 e 19/10/2014). No começo de Outubro, esse cometa estará numa região do céu entre as constelações da Popa (Puppis) e o Unicórnio (Monoceros)/Cão Menor (Canis Minor).

O mapa abaixo permite determinar a posição desse cometa para a segunda metade de Outubro de 2014. Ver "Referências" para a versão completa (Setembro e Outubro) desse mapa. No dia 14/10, por exemplo, o cometa será visível entre as estrelas ρ e ξ Puppis, o que facilitará sua localização.

Mapa da localização do cometa c/2012 K1 para a segunda metade de Outubro. Esse cometa passará em uma região do céu rica em aglomerados abertos.
Posição de C/2012 K1 entre estrelas da constelação de Puppis em 14 de Outubro de 2014.

Referências

  • Um mapa de sua localização pode ser obtido em PDF aqui.



28 setembro 2014

Eclipse total da Lua (8 de Outubro de 2014)

Aspecto da lua parcialmente eclipsada a 9 graus de elevação do horizonte ocidental, como visto desde Rio Branco (Acre) as 6:30 da manhã do horário local.
Um eclipse total da lua ocorrerá próximo do alvorecer do dia 8 de Outubro de 2014 e será visível em boa parte da América do Norte, do Sul, do Pacífico e da Austrália. Observadores na parte ocidental da América do Norte, Havaí, Japão, Nova Zelândia e Austrália oriental poderão apreciar todo o evento. Na América do Sul apenas parte do eclipse poderá ser visto, limitando-se a sua fase inicial na parte ocidental dessa América. Ou seja, no Brasil, talvez a melhor capital para apreciar o evento será Rio Branco, no Acre. A figura acima ilustra o aspecto da lua semi-eclipsada no dia 8/10/2014 como visto desde Rio Branco, as 6:30 da manhã (horário local). Nesse momento, a lua se encontrará a aproximadamente 9 graus de elevação do horizonte ocidental.

Importante: esse eclipse não será visível na parte oriental da América do Sul e Europa.

Referencias

Mais informações sobre esse eclipse pode ser acessado em EclipseWise.com.

14 setembro 2014

O encontro vermelho (conjunção de Antares e Marte em Setembro de 2014)

Fig. 1, Aspecto do céu em direção à constelação de Escorpião no dia 29 de Setembro de 2014, aproximadamente 23:00 UT, mostrando Marte, Antares e a Lua crescente como visto desde o hemisfério sul.
O planeta Marte e a principal estrela da constelação de Escorpião, Antares, estão, em Setembro, envolvidos em um movimento de aproximação que culminará com uma conjunção (junto com a Lua) no dia 29.

A principal característica dessa conjunção é a similaridade de aspecto entre Antares e Marte, que se mostram como astros avermelhados. 

Na data do dia 29 de Setembro, a Lua se junta ao par, como pode ser visto na Fig. 1. Haverá um alinhamento, com Marte e Antares "à esquerda" da Lua em sua fase crescente, para quem se encontra no hemisfério sul. Aparentemente, não se percebe nenhuma diferença de brilho entre Marte e Antares que apresentarão, em 29/9, as magnitudes 1,05 e 0,97, respectivamente. 

Na verdade, a aproximação de Marte com o interior da constelação do Escorpião poderá ser acompanhada durante o mês de Setembro, executando Marte uma "laçada" no seu movimento retrógrado, distanciando-se de modo aparente do planeta Saturno mais à leste. A presença de Marte em Escorpião modifica a figura geométrica desse asterismo para quem está acostumado a contemplar seu aspecto no céu.

Trata-se de bons momentos para tomadas fotográficas que registrem a bela aproximação desses dois astros vermelhos. 

19 agosto 2014

A última "super lua" de 2014 (9 de Setembro de 2014)

Diferença de diâmetro da lua no perigeu (esquerda, a chamada "superlua") e apogeu. Imagem: Christopher Picking.
O ano de 2014 está sendo repleto de raros acontecimentos relacionando o sol e a lua. Entre eles estão as chamadas "Luas cheias de perigeu" ou "superluas" que essencialmente são momentos em que a lua na fase cheia também se encontra em sua posição mais próxima da Terra (o chamado perigeu).

Até hoje, em 2014, houve duas super luas: 12 de julho, com a fase cheia que ocorreu a 21 horas antes do perigeu e o de 10 de agosto, a mais próxima de todas, com a cheia a ocorrer 27 minutos depois do perigeu.

O dia 9 de Setembro terá a última de 2014, com a lua cheia ocorrendo 22 horas depois do perigeu.

Algumas curiosidades

  • O termo "superlua" não é oficial na comunidade astronômica, que prefere "lua cheia de perigeu" (em inglês também se usa o nome "proxigean full moon");
  • A passagem da lua pelo perigeu pode ocorrer em qualquer fase, mas o fenômeno é mais notável quando ocorre durante a lua cheia.
  • No perigeu, o diâmetro da lua é aproximadamente 14% maior do que no apogeu;
  • O brilho de uma super lua é aproximadamente 30% maior do a lua do apogeu;
  • A frequência de ocorrência do fenômeno é de aproximadamente 20 anos;
  • A proximidade com o perigeu na ocorrência de cheia tem um efeito muito pequeno sobre as marés. A diferença em altura, como consequência da maior proximidade, é de aproximadamente 2,5 cm. Portanto, é mítica a crença de que a super lua possa causar revolução nos oceanos e mares.

Obviamente, a ocorrência do fenômeno tem importância meramente contemplativa.

Referências


  

26 julho 2014

Astronomia Brasileira de luto


Texto de Hemerson Brandão (fonte: Facebook)

A Astronomia brasileira perde uma de suas principais estrelas. Faleceu na noite desta sexta-feira (25/07/2014), aos 79 anos, o astrônomo Ronaldo Mourão. Ele sofria do mal de Parkinson e há duas semanas sofreu um AVC.

Assim como Carl Sagan, tive a oportunidade de conhecer Ronaldo Mourão apenas através dos livros. Juntos, eles tiveram grande influência no meu conhecimento astronômico e despertaram o interesse pela divulgação científica.

Perdemos o mestre. Fica o seu legado na forma de textos que buscam despertar o interesse do público geral pela Astronomia.

Ronaldo Rogério de Freitas Mourão, nasceu em 25 de maio de 1935, no Rio de Janeiro. Ingressou em 1956 na Universidade do Estado da Guanabara (atual UERJ), onde conquistou o título de Bacharel e Licenciado em Física. Foi Doutor em Ciências pela Sorbonne de Paris. Em 1956, tornou-se Auxiliar de Astrônomo do Observatório Nacional e, em 1968, Astrônomo Chefe. Foi fundador do CARJ - Clube de Astronomia do Rio de Janeiro e o MAST - Museu de Astronomia e Ciências Afins, também no Rio.

Na área de pesquisa estudou sobre estrelas duplas, cometas e asteróides.


Desde 1952, Mourão publicava material de divulgação científica. Nesse meio tempo publicou quase 100 livros e mais de mil textos em vários jornais e revistas. O último livro que comprei foi a edição 2013 do respeitado “Anuário de Astronomia e Astronáutica”. Muitos desses textos continuam sendo a principal referência para quem quer dar os primeiros passos na Astronomia.

Em 1977, foi o primeiro a receber o prêmio José Reis de Divulgação Científica.

Abaixo um depoimento de Ronaldo Mourão sobre sua vida para o projeto “Ciência que eu faço”:

11 julho 2014

Conjunção de Júpiter e Vênus (18 de Agosto de 2014)


Uma das mais fechadas conjunções entre planetas do ano de 2014 está para acontecer na madrugada e manhã do dia 18 de agosto de 2014. A simulação feita pelo software Stellarium, mostra o instante das 5:50 do tempo local (Campinas/SP, Brasil) quando Júpiter e Vênus distam aproximadamente 15 minutos de arco um do outro (isso é aproximadamente metade do diâmetro da lua cheia). O par está muito baixo no horizonte, pouco mais de 3 graus de altitude e a proximadamente a 60 graus de azimute (em relação ao norte) na constelação do Câncer.

É provável que a conjunção possa ser observada à vista desarmada até aproximadamente 30' depois do nascimento do fenômeno. Na data, Vênus terá diâmetro aparente de 10" enquanto que Júpiter será visível com aproximadamente 31". Para quem dispõe de equipamento, poderá seguir a conjunção após o nascimento do Sol. Progressivamente, cada membro da conjunção irá se separar ao longo do dia.

Recomenda-se um binóculo para observar esse belo fenômeno.

03 julho 2014

Ocultação de Marte e conjunção/ocultação de Saturno pela Lua (6 e 8 de Julho de 2014)

Fig. 1 Ocultação de Marte pela Lua em 6 de Julho de 2014. Atenção para o horário em TU!
Ocultação de Marte em 6 de Julho de 2014 (início).

A posição de Marte no céu permitirá a ocorrência de uma aproximação com a Lua durante o mês de Julho. Numa delas, boa parte da América do Sul será favorecida pela ocultação de Marte no dia 6 de Junho (1). Em outras regiões do Brasil, o fenômeno irá se manifestar como uma conjunção.

Na parte mais populosa da faixa da ocultação (Fig. 1), o fenômeno ocorrerá com a Lua muito baixa no horizonte oeste, no início do dia 6 de Julho. Por exemplo, para Brasília/DF, o fenômeno se inicia com Marte se ocultando no lado escurecido da lua (em quarto crescente), por volta das 23:54 do dia 5/7/2014. O conjunto Lua-Marte estará a 10 graus de elevação do horizonte. Com essa geometria, apenas o início da ocultação será visível nessa localidade.

Fig. 2 Marte, Lua e Spica como visto desde Brasília/DF as 23:53 do dia 5 de Julho de 2014. Apenas o início da ocultação será visível. 
Para outras regiões do Brasil (mais ao sul da linha austral de ocultação), o fenômeno obviamente se apresentará como uma conjunção. Mais à leste na região de sombra, o fenômeno ocorre mais cedo. Por exemplo, em Cuiabá o fenômeno tem início por volta das 23:48. Dados de temporização prevista para essa ocultação podem ser encontrados na referência (1).

Conjunção/Ocultação de Saturno com a Lua em 8 de Julho de 2014.

Esse fenômeno será verdadeiramente uma ocultação para a parte mais austral do Brasil, além de Argentina e Chile (2, Fig. 3). Interessantemente, essa ocultação não está reportada na página da IOTA para 2014. Desde Campinas/SP, o momento de máxima aproximação de Saturno com a Lua será por volta das 00:50 do dia 8 de Julho. Uma reprodução da previsão do instante de entrada de Saturno desde Porto Alegre/RS  pode ser visto na Fig. 4.

Fig. 3 Região da ocultação de Saturno pela Lua em 8 de Julho de 2014. 
fig. 4 Momento da entrada de Saturno na parte escura da Lua em 8 de Julho de 2014 por volta das 00:24 como visto desde Porto Alegre/RS. Na maior parte do Brasil, o fenômeno será visível como uma conjunção. A estrela visível abaixo é Zubenelgenubi da constelação da Balança.
Nas regiões do Brasil onde a ocultação será visível, o egresso de Saturno poderá ser visto com a Lua muito baixa no horizonte oeste, já que o fenômeno durará aproximadamente 30 minutos.

Referências

(1) http://lunar-occultations.com/iota/planets/0705mars.htm
(2)http://asa.usno.navy.mil/cgi-bin/occnwdo.cgi?dir=2014/occns&file=occn.2014Jul08.Saturn&body=Saturn


20 maio 2014

Mitos no céu (origem de algumas constelações)



Ver também: Mitos no céu 2 (origem de outras constelações).

A origem das constelações (katasterismoi em grego)
A maior parte das culturas antigas via imagens nos agrupamentos de estrelas do céu. Os primeiros esforços para catalogar as estrelas podem ser vistos em antigos registros cuneiformes que datam de 6000 a. C., encontrados no vale do rio Eufrates (Babilônios). Leão, Touro e o Escorpião já eram vistos pelos antigos no céu. As constelações de hoje são, entretanto, diferentes das de ontem, pois elas são contribuição de várias sociedades e povos. Gregos e romanos foram, porém, os que mais contribuíram para a formação dos mitos e figuras no céu.

As constelações:  o que são

Constelações são agrupamentos "ilusórios" de estrelas. O céu foi "dividido" em constelações (88 ao todo), da mesma forma que se dividem terras em países e regiões. A divisão é puramente arbitrária, mas está baseada em antigas tradições.

As estrelas se distanciam de nós de forma arbitrária, mas da projeção das distâncias no céu, tem-se a impressão que estão sobre um mesmo "plano" e, da imaginação, surgem figuras geométricas. Mais recentemente, (depois do renascimento e grandes navegações), constelações austrais foram acrescentadas, com motivos ligados à equipamentos de navegação ou animais encontrados nas novas terras...

Por volta do IV milênio antes de Cristo, os antigos Acádios reconheciam um conjunto de constelações como "os sulcos de plantação", que eram arados pelo "touro celeste", conforme narra a Epopéia de Gilgamesh. Na época, o sol entrava a primavera no Touro...

Um exemplo de constelação antiga: o Touro


A constelação é caracterizada por um notório asterismo em forma de ‘V’, que é a face do touro. A estrela "Aldebarã" (do árabe, Al Dabaran, ou a “seguidora”) é o olho vermelho do Touro. O asterismo em forma de "V" é conhecido como as Hyades (aglomerado aberto). As "Hyades" ("huades", as chorosas) eram ninfas meia-irmãs das "Pleiades" e filhas de Atlas e Etra. Foram encarregadas por Zeus de cuidar do deus Dionísio e, por causa disso, ganharam o céu.  Outra versão (http://www.theoi.com/Nymphe/NymphaiHyades.html) fala que, após a morte de seu irmão Hias, as ninfas chorosas foram elevadas ao céu por Zeus. Hias, por sua vez, foi transformado na constelação de Aquário. Para os romanos: Júpiter se transformou em um "touro" para carregar Europa, filha do rei de Cretas. 

Um exemplo de constelação moderna: Antlia.


Criada em 1752 por Nicolas Louis de Lacaille para homenagear a invenção da máquina pneumática ou bomba de ar. É um asterismo pálido no céu, visível apenas em locais escuros.

O Zodíaco (zodiakos kyrklos – círculo de animaizinhos)

Zodiaco de "Denderat" (~1 a. C),  cópia de antigos documentos egípcios, hoje no museu do Louvre.
Ao longo de séculos de história, diversos povos viram várias constelações. Mas todos sempre consideravam diferentes as constelações por onde o sol passava, com diferentes significados.    

Mitos relacionados a algumas constelações do Zodíaco

Áries

É o cordeiro alado Chrysomallos (Χρυσόμαλλος) de lã dourada, procurado por Jasão e os Argonautas. O cordeiro tinha sido originalmente presenteado a Nefele por Mercúrio, quando seu marido arranjou outra mulher (Ino). Ino perseguiu os filhos de Nefele, Frixo e Hele. Para mantê-los seguros, Nefele montou-os no lombo do cordeiro que voou em direção ao leste. Hele caiu do cordeiro na região do Helesponto (estreito dos Dardanelos) entre o mar Egeu e o mar de Marmara. Mas Frixo aterrisou na Cólquida na parte leste do mar Negro. Frixo sacrificou o cordeiro e presenteou a flecha dourada ao rei Aetes. O rei, por sua vez, presenteou Frixo com a mão de sua filha, Calcíope.

Touro

Europa, filha do rei Agenor da Fenícia, gostava de brincar com suas amigas na praia. Zeus intruiu seu filho Hermes a espantar o gado do rei em direção à praia, onde as garotas estavam brincando. Assumindo a forma de um touro, Zeus se infiltra no bando e espera pela chance de raptar Europa. 

Gêmeos

Gêmeos representam Castor e Polideuces (Pollux é a versão latina), conhecidos pelos gregos como os os Dioscuri, "filhos de Zeus". Entretanto, mitologistas não sabem realmente se eram "filhos de Zeus" por causa das circunstâncias de seu nascimento. A mãe de Gêmeos era Leda, rainha de Esparta, visitada certo dia por Zeus na forma de um cisne (que é agora representado pela constelação Cygnus). Na mesma noite, Leda dormiu com seu marido, o rei Tíndarus. Ambos relacionamentos deram certo, pois, de Leda nasceram quatro crianças. Na versão mais aceita, Polideuces e Helena (que se tornou depois Helena de Tróia) eram filhas de Zeus (e imortais), enquanto que Castor e Clitemnestra eram filhos de Tíndarus e, portanto, mortais. Castor e Polideuces cresceram juntos, sempre amigos, e dizia-se que se pareciam muito um com o outro. Foram colocados nos céus por Zeus depois que Polideuces matou seu irmão em uma disputa por causa de uma mulher.

Câncer

Um personagem menor em uma das histórias sobre Héracles (o nome grego para Hércules). Numa luta contra a serpente de muitas cabeças, a Hidra do pântano de Lerna, emergiu o caranguejo,  picando Hércules nos pés. Em um só golpe, Hércules esmagou o caranguejo. Por esse ato modesto mas corajoso, a deusa Hera, que era inimiga de Hércules, transformou o caranguejo em constelação. 

O trópico de Câncer corresponde à latitude onde o Sol está ao meio dia de 21 de Junho. No tempo dos gregos antigos, o sol estava em câncer exatamente nesta data. 

Leão

Eratóstenes e Higius afirmam que foi o leão colocado no céu por ser o rei das feras. Mitologicamente, esse é o Leão de Neméia, morto por Héracles (Hércules) como uma das suas doze tarefas. Neméia é uma cidades a sudoeste de Corinto. Lá vivia o leão em uma caverna com duas entradas, a devorar os habitantes da cidade, que se tornavam cada vez mais escassos. Esse leão era invulnerável, diz-se que foi cria do cão Ortrus, o monstro Tífon ou mesmo gerado por Selene – a deusa lunar. Sua pele resistia a todas as armas e Héracles mesmo provou isso atirando nele uma flecha, que simplesmente ricocheteou.

Virgem

Segunda maior constelação do céu (a maior é Hidra). Os gregos a chamavam Partenos, identificada como Dike, a deusa da Justiça, filha de Zeus com Temis. Existe outra deusa associada a Virgem, Deméter, deusa do milho, filha de Cronus com Reia. Epsilon virginis é chamada Vindimiatrix (grego: Protrigeter), do latim "colhedora de uvas", porque o aparecimento dessa estrela antes do sol em Agosto marca o começo da colheita de uvas.

A designação em grego de Vindimiatrix foi dado em comemoração a Ampelus, um garoto que foi supostamente amado pelo deus Dionísio. Virgem abriga o sol no Outono (hemisfério norte). Dias e noites se tornam iguais e  prepara-se para o inverno.

Referências



  1. Uma excelente referências sobre mitologia grega na web é www.theoi.com. Em particular, sobre os katasterismoi: http://www.theoi.com/Cat_Astraioi.html
  2. I. Ridpath, Miths, legens and history of the constellations. http://www.ianridpath.com/startales/contents.htm

09 maio 2014

Trânsito triplo de sombras das luas galileanas (3 de Junho de 2014)

Foto tirada por Bart Declercq desde Haaltert, Bélgica (1) que mostra um trânsito triplo das luas galileanas. 
Desafio para astrofotografia em 2014: observar o trânsito triplo dos satélites Calisto, Europa e Ganímedes sobre Júpiter durante o dia.

Aqui temos o único trânsito triplo de luas galileanas em Júpiter em todo ano de 2014. Dados do fenômeno:
  • Início: 3 de Junho de 2014, 18:05 UT
  • Término: 3 de Junho de 2014, 19:44UT
Os horários mostram que, para o tempo legal do sudeste e leste do Brasil, o fenômeno ocorrerá de dia, entre 15:08 e 16:44. 

Sabe-se que, com ajuda de um telescópio, é possível encontrar corpos celestes brilhantes durante o dia. Esse é o caso de Júpiter. Portanto, o fenômeno poderá ser observado mesmo durante o dia, quando, porém, o contraste da imagem estará bastante reduzido. De fato, abaixo temos uma imagem diurna de Júpiter (2) que mostra essa redução de contraste. Astrofotógrafos de plantão poderão registrar o fenômeno?

Imagem diurna de Júpiter (2) obtida por Robert Vanderbei (Univ. de Princenton) em 5 de Maio de 2010. Telescópio usado: Questar de 88 mm.
Diagrama orbital mostrando Júpiter e a projeção das sombras de três luas no dia 3/6/2014 as 19:30TU. Esse diagrama foi feito usando o applet "Jovian Moons" do site www.geoastro.de.

Simulação em plano orbital do instante do trânsito da sombras. A linha vermelha acima mostra uma representação esquemática do posição aparente das luas no instante do trânsito.


Referências

(1) Mais sobre isso ver: http://astrobob.areavoices.com/2013/10/13/holey-jupiter-a-look-back-at-fridays-triple-transit/
(2) http://www.princeton.edu/~rvdb/images/Questar/jupiterDaytime.html

02 maio 2014

Cometas em 2014: C/2013 V5 (Oukaimeden)

Fig. 1 Imagem do C/2013 V5 obtida por Jean-Francois Soulier em 26 de fevereiro de 2014.
Prosseguindo na perspectivas de cometas para 2014, há um novo visitante, que poderá se mostrar brilhante o suficiente para ser visto a vista desarmada. Trata-se do C/2013 V5 chamado "Oukaimeden", descoberto no dia 15 de novembro de 2013 por Michel Ory no observatório Oukaimeden no Marrocos com um telescópio de 50 cm. 
Fig. 2 Observatório Oukaimeden, onde foi descoberto o cometa.

A principal expectativa desse objeto é que ele atinja magnitude 5,5 em meados de setembro de 2014. Já em agosto, o cometa Oukaimeden poderá ser observado por meio de binóculo na constelação Monoceros (Fig. 3), a leste de Órion, no céu matutino. Em particular, observadores no hemisfério sul estarão melhor posicionados para observar esse cometa durante todo mês de setembro de 2014, de novo, no céu matutino. O periélio do C/2013 V5 ocorrerá em 28 de setembro de 2014.

Os elementos orbitais desse cometa já estão disponíveis para se determinar a posição dele com precisão em mapas. Na Fig. 3 representamos a posição do C/2013 V5 às 5:00 da manhã no período indicado. Veja que o cometa está acima da constelação do Cão Menor (que é um asterismo pouco significativo), baixo no horizonte leste. Nessa posição e data, o cometa poderá ser visto a olho nu em regiões sem poluição luminosa.

E após do periélio? A Fig. 4 ilustra a posição no céu vespertino (para aqueles que não gostam de acordar cedo) e mostra o cometa Oukaimeden nos domínios da constelação de Libra. A menos que algum fenômeno de aumento súbito de brilho aconteça, nessa posição, o cometa será visível com binóculos. Notem nos mapas a posição da cauda.

Fig. 3 Mapa do software Cartes du Ciel para o cometa C/2013 V5 na madrugas de 15 de agosto a 2 de setembro de 2014. A posição da projeção é para a cidade de São Paulo.
Fig. 4 Posição do C/2013 V5 entre 2 e 20 de outrubro de 2014. O horário é 19:00 para a cidade de São Paulo.
Posteriormente, traremos outras cartas e informações desse que talvez seja o principal cometa de 2014.

Referências

23 abril 2014

Photometry of the moon during the penumbral eclipse of October 2013.

Fig. 1 Moon at two different moments: during the penumbral eclipse (October 18 2013) and just after the eclipse end.
Some amateur astronomers complained about the popular interest during the last penumbral eclipse of the moon (Oct 18/13). With reason, they claimed that this eclipse would not be worth observing. The effect of moon darkening was very weak and the phenomenon would pass unnoticed had we not be previously informed by several internet sources.

However, astronomy is an empirical science and it is usually made of occurrences with insignificant effects. Here we present a small report of a possible analysis of the light profile of the moon during this eclipse. Although some darkening is apparent in Fig. 1, we would like to make the difference "explicit" by image and quantitative analysis . Perhaps our approach could be used during other eclipses, or a systematic application of it could help the study, for instance, of more subtle variations of brightness during a total lunar eclipse. 

For the amateur astronomer with interest in scientific analysis (and not only in simply taking sky shots), this report may be useful because it shows the amount of information that is available in the image matrix taken by simple instruments and how this information could be used to numerically estimate brightness changes during eclipses.

Analysis of the moon profile during the penumbral eclipse.

Both images in Fig. 1 were taken by the same equipment (Fig. 2) and configuration. A Nikon D40 camera was used with a 300 mm, F5.6 lens. The sensor sensitivity (in manual mode) was adjusted to ISO 200 and the exposure time was set to 1/400 seconds. It is very important to emphasize that the images were taken with no cloud present. Our analysis is not valid if the moon is captured through clouds for quite comprehensible reasons.  

Fig. 2 Equipment used during the eclipse of Fig. 1.
The first thing we notice in Fig. 1 is that the images are not properly aligned. Once the camera was installed on a tripod (an altazimuth mounting), the moon movement in the sky caused an apparent image tilt (in relation, for example, to a vertical line passing through the center of each image frame). In order to properly analyze the image, it is necessary to aligned it as is usual in astrometric work.

Instead of rotating the image, we extract a sample of it along a line or "cut" of both images and compare them. We chose two well distinguished and point-like features in the image as shown in Fig. 3. The first point is crater Aristarcus as shown.  The second spot is denoted point "B" (Reichenbach, Stevinus, ref. 1).
Fig. 3 By carefully choosing two bright features and tracing a line joining them, we can extract an image sample for photometric estimation. Point 'B' may correspond to craters Reichenbach and Stevinus (ref. 1).
Both points were chosen so that the brightness variation along the cut represented maximal light change due to the Earth penumbra. The point close to point  (Reichenbach, Stevinus, ref. 1) was immersed in the darkest area, while the first point (Aristarcus) showed no apparent brightness variation.

Fig. 4 Traced lines corresponding to image sections containing data to be analyzed. The moon at left is eclipsed, while the image at right is the "reference" moon.
The chosen lines can be seen in Fig. 4. These straight lines are determined by the following relations:

y(x)=Y0+((Y1-Y0)/(X1-X0))*(x-X0),

where (X0,Y0) e (X1, Y1) are the pixel coordinates as chosen in Fig. 2. Each image frame was sub-sampled to a 500x500 image matrix. For the right image (reference moon after eclipse), we have:

X0=304, Y0 = 286
X1=242, Y1=118

For the eclipsed moon:

X0=243, Y0=393
X1=297, Y1=122.

It is important to note that both lines will not exactly coincide with the same lunar areas (as we have said, each image is sampled on different CCD regions). However, the samples so obtained will correspond, within the expected error, to the same data intervals in each situation (reference and eclipsed moons).

To check if the extraction is ok, we can calculate the distance between the two chosen points on each image. For the reference moon, this distance is equal to 275,1 pixels and for the eclipsed moon 276,3 pixels. 

Results: subtle penumbral differences
Fig. 5 Photometric responses of the reference (black line) and eclipsed (blue line) moons. The lower curve is the difference between the black and the blue lines and represents the degree of darkening caused by subtle illumation changes.
Results can be seen in Fig. 5 and correspond to a sample of 80 points of the 500 X 500 original matrix. The 'x' axis reads an index that quantifies a position along the chosen line according to Fig. 4. The 'y' axis is the image intensity or brightness measured in grey scale (0 for black and 255 for white). As we go from zero to the curve end, we move from south to north, passing through distinct features on the lunar surface as identified in the figure. The "reference" moon is represented by the black line. The eclipsed moon is the blue line. Brightness difference is calculated and shown in the lower curve and reaches about 60 shades of grey. 

Final comments


Due to an effect called "aliasing", original data samples have different sizes (number of elements). This happens because, again, the images are rotated. For more accurate estimation, an equatorial mount should be used. A kind of "anti-aliasing" algorithm was therefore applied to generate Fig. 5, so that some points do not coincide exactly to the same coordinate in both images. However, it is clear that we have registered the shade difference between distinct lunar regions, amounting to more than 25% of white (~250).

Is it possible to explain the difference curve in Fig. 5? The darkening is obviously due to the fact that on the moon surface, the Earth is causing a "partial" sun's eclipse. The difference in intensity on the surface is proportional to the degree of occultation of the sun caused by the Earth. For example, the occultation was more intense on the limb close to crater Stevinus during this eclipse (left side of Fig. 5 plot) and a gradual sun's "unlocking" can be observed toward "Oceanum Procellarum". 

During total lunar eclipses, the situation is a little bit more complex because of Earth's atmosphere influence.

To make theory and practice agree, we should use a calibrated image and configuration, that was not our initial scope. Again, we emphasize that our analysis is only valid for the moon observed at distinct times and with no impeding clouds. Clouds would totally the mess intensity values, making the comparison impossible.

Fig. 6 Application of a non-linear transformation to the eclipsed moon image enhances contrast and reveals the darkening in an artificial way.
It is easy to modify Fig. 1 revealing something like Fig. 6 above. This is an image with a much enhanced contrast, making darkening effects apparent. However, those who witnessed the original event know that this image has nothing to do with the real moon at the moment. Amateur astronomy may be full of beautiful but deceiving images.

References

1. The full moon atlashttp://www.lunasociety.org/atlas/