12 setembro 2015

10 questions about September great lunar eclipse

An image by Fred Espenak (http://www.mreclipse.com/) of a total lunar eclipse in 2004.

Nations, like stars, are entitled to eclipse. 
All is well, provided the light returns 
and the eclipse does not become endless night. 
Dawn and resurrection are synonymous. 
The reappearance of the light is the same 
as the survival of the soul. (Victor Hugo, 1862)
1. When will eclipse happen ?

This is the fourth eclipse of a series called "tetrad" in the interval 2014-2015 and will "officially" occur on September 28th 2015. It is a fully total eclipse and you should consult question 3 to know the eclipse time for your place. 

2. Where can it be seen?

The following map (according to ref. 1) shows world regions where the eclipse will be visible (white areas correspond to full visibility) from P4 to P1. In Brazil, the entire eclipse will be visible. The same is valid for West Europe and East United States. The difference, however, is that, while in Europe the moon will be setting and eclipsed, in East USA the moon will be rising. The eclipse will not be visible from the Far East, including China and Australia.


3. At which time will the eclipse occur ?

Eclipse time depends on observation place. Eclipse begin and end phases may fall on different dates depending on the observation site, that is, if the eclipse interval includes the change of date. The following figure (also according to 1) is the moon position map referenced to the Earth shadow.



The eclipse runs from P1 to P4. The Earth shadow center (umbra) contains the ecliptic. The Earth "semi"shadow or penumbra is larger than the umbra and sets the limit for phenomenon begin and end. It starts at P1, the moment when the moon "touches" the penumbra. At U1, the moon enters the umbra and is completely eclipsed at U2. The point of maximum umbra penetration is the greatest eclipse. Moon starts to leave the umbra at U2 and the phenomenon is finnished by the time the moon reaches P4. 

In terms of Universal Time (UT or Greenwich time), the several phases are distributed according to:

P1 = 00:11 UT, 
U1 = 01:07 UT,
U2 = 02:11 UT,
U3 = 03:23 UT, 
U4 = 04:27 UT, 
P4 = 05:22 UT.

For example, in Brazil, the total lunar eclipse will start on September 27 (Sunday) at 21:11 or 9:11 PM (Brasilia time = UT - 3:00) and finnish at 2:22 or 2:22 AM on Semptember 28 (Monday). For the (continental) USA, the eclipse will be seen with the moon rising in the first hours of the night on September 27 (sunday).

4. How long will the phenomenon last ?

The "umbral" phase or totality will last about 3 hours ad 20 minutes, while the entire event will take 5 hours and 10 minutes considering the penumbra entrance and egress.

5. What are the main features of this event?

This the 137th eclipse of the Saro's series that started on December 17th 1564. At the eclipse greatest phase, the moon will be at 00h17' 33'' in right ascension and +1deg, 32' 3" in declination, that is at Piscis-Cetus border. The estimated umbra magnitude is about +1.2. There will be few bright stars close to the moon, however, several ones will be occulted. Consult a good sky simulator for your place for the star occultations during the event.

Important: at 1:47 UT the moon reaches perigee (356876 km from Earth). Therefore, during the eclipse we will also witness a "super moon" event (3), a rare combination.

6. What is the best equipment to observe the eclipse ?

Binoculars (7X50 or 10X60) are definitely the best equipmet to use during moon eclipses. Since the moon can be very high in the sky, a comfortable chair is recommended. Telescopes can also be used provided low magnifications are employed so that the entire moon disk is visible at the eyepiece during all event phases.

Naked eye observation allows to appreciate the deep brightness change between the full moon and totality.

7. How can one photograph the phenomenon ?

You can use a digital came with a tripod and several exposure settings (manual) during all phases. During totality, exposure times of several seconds may be required depending on the ISO and f/D numbers. A practical guide to photograph eclipses can be found in (2).

Se also our reference for a photometric study during a partial lunar eclipse:
8.Will be moon turn red ?

Yes it will. Moon disk reddening is one of the most amazing effects during totality and can always be seen, although changes in the umbra brightness contributed to enhance or lessen the moon aspect. The reddening is due to the dust in suspension in the Earth atmosphere which refracts sun rays totalty occulted to the moon.

9. Must I go to a dark place to see the eclipse ?

Not necessarily. The moon is a bright object in the sky so that its observation is possible even under the brightest city skies. However, in order to fully appreciate the contrast change in the sky between totality and full moon, a dark site is a better place to go.

10. When next great lunar eclipse will be ?

As fully visible in the Americas, the next eclipse will be on January 21th 2019. Therefore, you should better enjoy this September great event!

References

1. Total Lunar Eclipse of 2015 Sep 28. eclipse.gsfc.nasa.gov
2. F. Espenak (2008). How to Photograph a Lunar Eclipse.
3. See: Lunar Perigee and Apogee Calculator.

01 setembro 2015

Dez questões sobre o eclipse lunar de setembro de 2015

Fig. 1 Imagem por Fred Espenak (http://www.mreclipse.com/) de um eclipse lunar em 2004. 
Nações, como estrelas, têm direito a eclipses. 
Tudo estará bem desde que a luz retorne e o eclipse 
não se torne uma noite sem fim. A alvorada e a 
ressurreição são sinônimas. 
O reaparecimento da luz é o mesmo 
que a sobrevivência da alma. (Victor Hugo, 1862)

For a vesion in English, click here.
1. Em qual data ocorrerá o eclipse? 

Esse eclipse total é o quarto e o último de uma "tétrada", ou série de quatro eclipses no intervalo 2014-2015 e ocorrerá "oficialmente" no dia 28 de Setembro de 2015. Para saber exatamente o horário, é importante ler com atenção a questão 3. 

2. Onde poderá ser observado o eclipse?

 O mapa da Figura 2, retirado de (1), mostra as regiões onde o eclipse poderá ser observado. Para a região central em branco (entre P1 e P4), todo o eclipse poderá ser observado. Isso significa que, no Brasil, o eclipse lunar poderá ser plenamente observado desde seu início até seu término. 

Fig. 2 Nas regiões pintadas em branco - o que inclui a totalidade do Brasil, o eclipse poderá ser plenamente observado, de seu início ao seu término. A parte ocidental da Europa (o que inclui Portugal) também poderá assistir o eclipse em sua totalidade, assim como a costa leste dos Estados Unidos. 
3. A que horas ocorrerá o eclipse?

A questão do horário está bastante ligado ao local. A data de início e término do fenômeno ocorrerá em dias diferentes, dependendo do local onde o eclipse será observado. Isso acontece quando o período do eclipse inclui a mudança de data. A Figura 3 é um mapa com os principais instantes relacionados a esse eclipse. 

Fig. 3. Mapa segundo (1) contendo posições sucessivas da lua, de P1 para P4, em relação à sombra da Terra. O centro da "umbra" passa pela eclíptica. A penumbra estende-se além da umbra, de forma que o eclipse se inicia quando a lua "toca" a região da penumbra. Isso ocorre no ponto P1. No instante U1, a lua entra na umbra, estando completamente eclipsada em U2. O ponto de máxima penetração na sobra ocorre no instante "greatest". A lua inicia sua saída da sombra em U2. O eclipse finaliza-se na penumbra em U4 e o término completo ocorre em P4. Ver texto sobre os horários desses instantes. Créditos: F. Espenak e ref. (1).
Em termos do tempo universal (TU ou tempo de Greenwich), os horários desses instantes (Figura 3) são:

P1 = 00:11 TU
U1 = 01:07 TU
U2 = 02:11 TU
U3 = 03:23 TU
U4 = 04:27 TU
P4 = 05:22 TU

Portanto, no Brasil, o início do eclipse lunar ocorrerá no dia 27 de Setembro (domingo) às 21:11 do tempo de Brasília (lembrando que o tempo de Brasília, é TU-3:00). O final ocorrerá às 2:22 do tempo local na segunda feira, dia 28 de setembro

4. Quanto tempo durará o fenômeno?

O eclipse lunar durará aproximadamente 3 horas e 20 minutos em sua fase umbral. Ao se considerar a fase penumbral, o eclipse durará aproximadamente 5 h e 10 minutos.

5. Quais as características desse eclipse?

Esse  é o eclipse 137 da série Saros, que se iniciou com um eclipse penumbral a 17 de dezembro de 1564. No máximo do eclipse, a lua se encontrará na posição 00h17' 33'' em ascensão reta e +1grau, 32' 3" em declinação, ou seja entre as constelações de Peixes e Baleia. A magnitude estimada da umbra na totalidade é  ~+1,2.  Não haverá estrelas muito brilhantes próximas da lua, porém, várias estrelas de baixo brilho poderão ser observadas próximo à lua, principalmente durante a totalidade. HIP 1325 (VB Psc, mag 6,95) e a rasante com HIP 1421 (mag. 6,15) serão ocultadas, por exemplo, como visto desde Campinas, SP, Brasil. Consulte um bom simulador do céu para saber de ocultações para a sua localidade.

Importante: às 1:47 TU a lua atinge o perigeu (356.876 km da Terra). Trata-se, portanto, de um eclipse de "super lua" (Figura 4) e um fenômeno raro.

Fig. 4. Perigeus lunares em quilômetros ao longo de 2015 .O dia 28/9/2015 apresenta um ponto de mínima distância (assim como foi 19 de fevereiro de 2015) e coincide com a data do eclipse total da lua. Por causa disso, o eclipse também ocorrerá durante uma "super lua". Referência: ver (3).
6. Qual o melhor meio de se observar o eclipse?

Sem dúvida, a observação visual poderá se beneficiar de um bom binóculo (do tipo 7X50 ou 10X60). Como a lua estará bem elevada no céu, recomenda-se o uso de uma cadeira com encosto para melhor conforto de observação. Observações com telescópio também são indicadas. Nesse caso, deve-se usar baixos aumentos para apreciar o disco lunar inteiro nas diversas fases do eclipse.

A observação à vista desarmada traz a impressão de grande obscurecimento por causa da variação de brilho entre a lua cheia e a da fase total. 

7. Como se pode fotografar o fenômeno?

Pode-se usar uma câmera com tripé e regulagem de exposição (posição manual) para todas as fases. Em seu máximo, exposições de vários segundos podem ser necessárias. A tabela da Figura 5 traz tempos de exposição sugeridos como função do número ISO e a relação f/D. Um guia para fotografia de eclipse lunar pode ser encontrado em (2).

Fig. 5 Tabela contendo tempos de exposição fotográfica para a relação ISO X f/D para eclipses lunares. 
Ver também nossa referência sobre fotometria de eclipse lunar (penumbral):
8. A lua ficará vermelha?

Sim. O fenômeno de avermelhamento da lua na totalidade (Figura 1) é um dos mais espetaculares e sempre observado, embora haja variações de intensidade. Ele se deve à presença de poeira em suspensão na atmosfera terrestre que refrata os raios de sol que está totalmente ocultado da lua.

9. Preciso ir a um lugar escuro para ver o fenômeno?

Não necessariamente. A lua é um objeto bastante brilhante, de forma que sua observação é sempre possível mesmo com a luz intensa das cidades. Porém, para apreciar a grande mudança de contraste entre a lua cheia e a fase total, recomenda-se lugares mais escuros.

10. Quando será o próximo eclipse total da lua visível no Brasil?

O próximo grande eclipse lunar plenamente visível no Brasil ocorrerá a 21 de janeiro de 2019. Portanto, é bom aproveitar ao máximo o evento de 2015!

Referências

1. Total Lunar Eclipse of 2015 Sep 28. eclipse.gsfc.nasa.gov
2. J. C. Diniz. Fotografando o Eclipse Total da Lua. (Acesso, agosto de 2015)
3. Ver: Lunar Perigee and Apogee Calculator.