Aspecto da ocultação de saturno pela Lua em 16 de julho feito pelo Stellarium para a cidade de Brasília/DF. Na imagem, alguns dos satélites de saturno também são mostrados como referência. Titã é mais brilhante em cima.
O ano de 2019 se distinguirá por inúmeros encontros entre o planeta saturno e a Lua: nada menos de 12 ocultações estão previstas este ano com duas no mês de novembro.
Todos esses eventos poderão ser observados como meras conjunções na maior parte da Terra, entretanto, apenas em algumas regiões (conforme indicado abaixo) eles serão fenômenos de ocultação, quando ao lua oculta o planeta. Além da ocultação do planeta principal, ao se utilizar equipamentos mais potentes (p. ex., um telescópio com mais de 10 cm de diâmetro), será possível observar a ocultação progressiva de diversos satélites de saturno. Recomenda-se a observação das ocultações com grandes aumentos (mais de 150X).
Considerando a data deste post, as próximas conjunções (e ocultações) de saturno com a Lua ocorrerão em:
22 de maio: visível na parte sul do Oceano Índico e Austrália. Saturno será visto junto da Lua muito próximo do horizonte leste quando a lua surgir (por volta das 21:20),
19 de junho: visível na parte sul da América do Sul. Saturno muito próximo da Lua (distância de 16' de arco do limbo lunar). O fenômeno poderá ser visto no Brasil a partir do final da noite de 18/6,
16 de julho: visível na América do Sul. No Brasil apenas o início da ocultação poderá ser visto.
12 de agosto: visível em grande parte da Polinésia, Austrália e Nova Zelândia. No Brasil, será uma conjunção com saturno distante da Lua próxima ao horizonte oeste,
8 de setembro: visível na costa ocidental da África, sul do Oceano Ìndico e Austrália. No Brasil, saturno estará razoavelmente distante da Lua e o evento será visívle logo no início da noite,
5 de outubro: visível na parte sul da América do Sul. No Brasil, a ocultação será visível na parte sul do país,
2 de novembro: visível no extremo sul da Austrália e parte da Antártica. Será uma ocultação com o planeta algo distante da Lua.
29 de novembro: visível apenas na Antártica. Como conjunção, saturno poderá ser visto próximo da Lua e seu fino crescente (distância de 30' de arco) logo no início da noite.
Dos eventos acima, apenas dois poderão ser vistos como ocultações no Brasil: o de 16 de julho e o de 5 de outubro.
Ocultação de 16 de julho
Conforme mostrado na Fig. 1, a trajetória da região de ocultação sobre a Terra, determina os lugares onde saturno estará oculto pela Lua. O fenômeno não poderá ser visto em sua totalidade no Brasil, mas apenas quando a lua já estiver muito baixa no horizonte, no final da madrugada. Em Brasília, por exemplo, saturno começa a se ocultar por volta das 5:25, quando a lua estará a aproximadamente 10 graus acima do horizonte ocidental.
Fig. 1 Trajetória da região de visibilidade da ocultação de saturno pela Lua em 16/7/2019 segundo a referência [1]. O fenômeno poderá ser visto em boa parte da América do Sul, inclusive o Brasil, porém não em sua totalidade.
Ocultação de 5 de outubro
Conforme mostrado na Fig. 2, a trajetória da região de ocultação sobre a Terra, determina os lugares onde saturno estará oculto pela Lua. O fenômeno não poderá ser visto em sua totalidade no Brasil, mas apenas em sua parte mais austral, inclusive São Paulo/SP e Rio de Janeiro/RJ, onde a ocultação será quase "rasante".
Fig. 2 Trajetória da região de visibilidade da ocultação de saturno pela Lua em 5/10/2019 segundo a referência [1]. O fenômeno poderá ser visto em boa parte da América do Sul, inclusive o Brasil, porém não em todo o território.
Um fato interessante dessa ocultação como visto desde o Brasil é que ela se dará durante o dia. Em S. Paulo, por exemplo, o evento tem seu início por volta das 16:46 do dia 5 de outubro com a ocultação de saturno no lado não iluminado da Lua, que estará bem alta no céu. O egresso de saturno da ocultação ocorrerá em ~17:31 pelo lado iluminado. No Rio de Janeiro, a ocultação terá menor duração e, portanto, será mais rasante. Visível no Rio de Janeiro ou ainda Cabo Frio/RJ, não haverá ocultação, por exemplo, para a cidade de Macaé/RJ que, embora próxima de Cabo Frio, está suficientemente ao norte para que a geometria não favoreça a ocultação. Para as latitudes entre as de Cabo Frio e Macaé, saturno será visto como que "tocando" a Lua.
Para todos os lugares do Brasil, saturno poderá ser visto muito próximo da Lua (distância de 12' de arco) no início da noite.
Referência
[1] The Astronomical Almanac Online. United States Naval Observatory (USNO). http://asa.usno.navy.mil/
Fig. 1 Filminho do sol feito pelo autor deste blog que mostra a evolução de uma mancha solar, em luz visível entre 21/3/19 a 23/3/19, usando o Heliviewer. Para assistir ao filme acesse https://helioviewer.org/?movieId=X1p75
Uma interface web de uma nova janela para o sol.
Observar o sol requer inúmeros cuidados. O problema maior, sem dúvida, é o excesso de luz, que é bastante prejudicial aos tecidos da retina no olho. Por isso, equipamentos para observar o sol são bem caros. Além disso, a observação do sol é mais interessante em outras faixas do espectro solar e não apenas no visível. Um telescópio solar para observar essas faixas se parece mais com um rádio em que o observador conseque "sintonizar" um canal e ver o sol em uma determinada frequência. A grande vantagem de observar o sol é que essa é uma atividade que pode ser feita durante o dia, quando a temperatura é maior do que a noite.
Por causa disso, também, observatórios solares devem se localizar em regiões de elevada altitude, para que a atmosfera terrestre e o calor não atrapalhem as observações. Idealmente, assim, telescópios solares devem se localizar muito acima das camadas mais inferiores da atmosfera terrestre. Para todos os fins práticos, o lugar mais ideal é o espaço, longe da Terra.
Os avanços da tecnologia espacial permitiram o lançamento de satélites especiais para observar o sol. Esse são dispositivos em órbita cujas "cargas úteis" são verdadeiros observatórios solares. Juntamos a isso um banco de imagens, onde os mais finos detalhes do sol, observados bem longe da influência da atmosfera terrrestre, são registrados de forma sistemática. Adicionamos ainda a possibilidade de baixar essas imagens por meio da internet e o que temos?
O Helioviewer
Uma ferramenta versátil, que permite amplas pesquisas e acompanhamento do sol, em segurança e de vários pontos de vista ao redor dele é o Helioviewer. Trata-se de um vasto repositório de imagens do sol atualizadas, coletados por uma série de sensores em órbita do sol - em pontos estáveis no sistema solar - e que permitem ter uma visão dinâmica do sol sem sair de casa e sem usar nenhum recurso, exceto pelo seu terminal e conexão com a internet.
Em sua versão para desktop, ele contem um grande número de opções de busca, na forma de diferentes "canais" do espectro - a maioria invisíveis aos sentidos humanos. O mais difícil, no manejo da ferramenta, é certamente escolher os sensores. Para quem está acostumado a observar o sol na faixa do visível, basta selecionar o sensor SDO-HMI na primeira aba à esquerda. A versão default não contém fusão de imagens, de forma que o disco solar nessa faixa pode ser contemplado escolhendo essa opção como mostrado na Fig. 2. A sigla "HMI" é de "Human Machine Interface" e "SDO" é para "Solar Dynamics Observatory", o sensor espacial responsável pela imagem do disco.
Fig. 2 Tela da ferramenta Helioviwer mostrando o "canal" visível através do sensor SDO-HMI no dia 27/3/2019. As abas à esquerda permitem selecionar diversos "canais" a partir dos sensores disponíveis.
A busca por imagens é feita em uma aba inicialmente oculta na parte centra inferior chamado "Image Timeline". Clicando-se em cada sequência, é possível selecionar o conjunto de imagns que se quer mostrar do sol para uma determinado dia.
Coisas muito interessantes podem ser feitas pelo Helioviewer, o que torna a observação do sol algo bastante dinâmico e muito atraente, principalmente quando o sol se mostrar mais ativo. Por exemplo, a Fig. 3 mostra duas imagens de uma região ativa no dia 22/3/2019. Na parte superior é a imagem do visível (SDO/HMI). Na parte inferior selecionamos em "measurement", o tipo "magnetogram". Trata-se de um sensor capaz de medir e apresentar visualmente a intensidade dos campos magnéticos flutuando na superfície do sol. As regiões escuras são de campo magnético de uma polaridade, as claras, com polaridade inversa. Isso mostra que as manchas solares são regiões de alta intensidade de campo magnético, que resfria e torna, portanto, menos luminosa a fotosfera, que é a própria manifestação da mancha.
Fig. 3 Grupo de manchas solares próximas do limbo do sol em 22/3/19 (em cima) geradas pelo Helioviewer. Sua imagem magnética (embaixo), isto é, um magnetograma indicando a direção das linhas de campo magnético nessa região ativa. Esses campos magnéticos esfriam a superfície, gerando o aparecimento das manchas.
Uma confirmação disso pode ser visto observando a mesma região, escolhendo o sensor SDO-AIA na medida (ou canal) 171, conforme mostrado na Fig. 4. Essa figura é a versão feita por esse canal especial que mostra tubos de plasma conectando a regiões magnéticas ativas. Como as polaridades são invertidas, o campo magnético se extende ao espaço, e rios de matéria ionizada acompanham esses campos, gerando as estruturas em arco que se extendem pelo espaço, como vistas na Fig. 4.
Fig. 4 Grupo de manchas da Fig. 3 observado no canal 171. Os tubos de plasma que conectam regiões de campo magnético de polaridade diversa (conforme mostrado pelo magnetograma da Fig. 3), são claramente vistos.
Filmes da superfície do sol
Aspectos relevantes do sol são compreendidos ao se sequenciar imagens que permitem uma visão dinâmica de seu comportamento. Aparentemente, todos os canais ou filtros da ferramenta Helioviewer agrupam imagens em sequência gerando filmes. Para isso, usamos a ferramenta "Generate a Movie" no canto superior direito. Inicialmente, o usuário deve clicar em "Select a view" para selecionar uma região específica e, na janela de escolha de intervalo de tempo, a data inicial e final do filme a ser criado. As saídas dos filmes podem ser feitas para o Youtube, geradas na forma de GIFs animados ou simplesmente exibidas por meio de um link. Por exemplo, a evolução do canal 171 da Fig. 4 pode ser vista para certo intervalo de tempo no link: https://helioviewer.org/?movieId=y1p75
Fig. 5 Filme gerado para o grupo de manchas da Fig. 3, mostrando a evolução dinâmica de eventos na superfíie do sol. Esse filme pode ser acessado no link https://helioviewer.org/?movieId=y1p75
Fenômenos diversos, mas associados entre si, podem ser observados dia após dia, permitindo uma compreensão mais profunda de eventos que ocorrem no sol ou na sua vizinhança. Um exemplo interessante é de parte da coroa solar como visto na Fig. 6, que mostra também a fusão (merge) de duas imagens. Em vermelho está uma parte da coroa, numa imagem fornecida pelo coronógrafo SOHO (LASCO, Large Angle and Spectrometric Coronagraph) junto à uma imagem em amarelo do sensor SWAP 174. Na parte direita superior, basta selecionar "Lasco C2" para se ter essa visão do sol em 27/3/2019.
Fig. 6 Imagem de 27/3/209 de parte da coroa solar (via SOHO-LASCO) superimposta ao seu disco (SWAP 174 Proba 2)
Onde estão localizados os sensores
Os principais sensores do Helioviewer são o SDO, SOHO, Stereo-A e Stereo-B, além de outros. O sensor SDO está localizado em uma órbita geosíncrona, ou seja, em uma órbita cujo período é comensurável com o da rotação da Terra e com link direto para seu apoio de solo em Whitesands/EUA.
O sensor SOHO (Solar and Heliosferic Observatory) está posicionado em uma órbita do tipo "Halo" ao redor do sol praticamente fixo em relação a Terra - ou seja, ele se localiza ao longo da linha que liga o sol a Terra em um ponto de Lagrange.
Stereo A e B são dois sensores localizados muito longe da Terra e em órbita do sol conforme mostra a Fig. 7. Compartilham com a Terra uma órbita comum, porém estão atrasados ou adiantados em relação à Terra, fornecendo imagens complementares de toda a superfície do sol. Também estão localizados em distintos pontos de Lagrange.
Algumas ferramentas de análise de imagem estão disponíveis no canto inferior esquerdo. Elas servem para indicar ao usuário a existência de regiões ativas, buracos coronais, ejeções de massas coronais, flares (explosões fotosféricas) e inúmeros outros eventos, o que era antes feito por meio de olhos humanos treinados. É possível superimpor essas indicações de fenômenos nos filmes. Para isso, basta escolher a característica e selecionar no painel indicado.
Dúvidas podem ser sanadas no tutorial do Helioviewer, disponível no canto superior direito. Um "User Guide" está disponível no endereço:
A observação do sol sempre foi uma ciência empírica por excelência. Nosso conhecimento do sol depende severamente do acúmulo de images ou registros dele, o que só pode ser feito em longo prazo. A ferramenta online Helioviewer (e seu homônimo como software standalone JHelioviewer) são ferramentas de pesquisa solar colocadas inteiramente à disposição do público e, portanto, à comunidade de astronomia amadora. A principal vantagem do Helioview, além da posição estratégica em que seu sensores se localizam, é o registro sistemático, quase que em tempo real da superfíci do sol e suas cercanias, em várias frequências. Sua versão "web" (diferentemente do JHelioviewer) parece ser mais simples de manusear.
A observação de eventos de curto prazo no sol pode ser decisiva para se mitigar riscos associados às desgraças que uma explosão solar de grandres proporções poderia gerar na Terra. Será particularmente interressante acompanhar o sol principalmente nos períodos de maior atividade. Nesse sentido, a comunidade amadora poderá utilizar o Helioviewer em suas várias versões para complementar estudos do sol feitos com telescópios terrestres.
Referências
Müller, D., et al. "JHelioviewer-Time-dependent 3D visualisation of solar and heliospheric data." Astronomy & Astrophysics 606 (2017): A10.
Hughitt, Vincent K., et al. "Helioviewer. org: browsing very large image archives online using JPEG 2000." AGU Fall Meeting Abstracts. 2009.
Hughitt, V. K., et al. "Helioviewer: A web 2.0 tool for visualizing heterogeneous heliophysics data." AGU Fall Meeting Abstracts. 2008.
Alguns dos vídeos podem ser assistidos via Youtube
Existem muitos modelos de 'globos da Terra' para comprar, mas e da lua? Algumas empresas fabricam globos lunares em plástico, e é possível encontrar outros vendidos no mercado pela internet. O que talvez poucos sabem é que é possível fazer o seu próprio. Para isso, é preciso improvisar um pouco.
Há um site antigo, o "vendian.org", que disponibiliza imagens renderizadas das superfícies dos planetas e da lua e que podem ser usados para fazer o seu próprio globo lunar. E, ao invés de comprar, fazer um é uma exelente atividade com as crianças. Uma outra vantagem é que, depois de fazer um da lua, é posível fazer de outros planetas, baixando as superfícies do mesmo site.
É preciso um jeito de fazer com que um mapa impresso em uma superfície plana se adapte a uma superfície curva. A figura abaxo mostra a primeira imagem (há mais duas) do "modelo de gomos" da superfície lunar disponível na referência citada, que permite fazer essa aproximação.
Fig. 1 Parte 1 do "modelo em gomos" com 480 x 720 pixels, disponível no site vendian.org, e que foram gerados para uma rendereização da superfície lunar. Essa imagem e outras deverão ser impressas em uma folha de pape fino com dimensão apropriada para ser colocada de polo a polo na superfície do modelo.
As três sequências de gomos totalizam 12 seções. Elas podem ser acessadas diretamente no site nos links abaixo:
IMPORTANTE: antes de imprimir é preciso ter a superfíce onde os gomos serão colados. É possível colar sobre uma em esfera de isopor (como as ilustradas na Fig. 2, que são vendidas em diversos tamanhos). Com o globo em mãos, é preciso conhecer seu diâmetro. Uma esfera e 100 mm de diâmetro é ideal para a impressão da superfície como mostrada na Fig. 1.
Obs.: Não recomendo usar globos muito grandes (p. ex, de 25 cm de diâmetro), pois a imagem da Figura 1 está em baixa resolução, o que poderá afetar a qualidade da imagem impressa em maior escala.
No caso que descrevo aqui, colei cada seção diretamente sobre um globo terrestre de plástico de 11 cm de diâmetro (ver Fig. 3), que é facilmente comprado em papelarias. Já montei um em isopor, mas a superfície não é rígida, de forma que sua durabilidade é menor. Outra vantagem de se usar pequenos globos terrestres em plástico é que é possível aproveitar o suporte.
Fig. 2 Esferas de isopor que podem ser usadas
para se montar o globo lunar.
Obviamente, a imagem está descrita em pixels e deverá ser colada a uma superficie que tem uma dimensão própria. Se temos, p. ex., uma esfera de 110 mm de diâmetro (como é o caso do meu globo de plástico), foi necessário ajustar o tamanho da impressão. Isso pode ser feito inserindo a imagem em um software de edição de texto (p. ex., o MS Word). No caso, a altura da imagem em centímetros deverá ser igual a πD/2, sendo D é o diâmetro do globo. Para um globo com 11 cm de diâmetro, a altura resultante é 17,3 cm. Mas, como o papel tem certa espessura, adicionei mais 1 mm na altura e o resultado foi uma impressão com 17,4 cm de altura. Entretanto, a diferença de até 1 mm não é muito crítica.
IMPORTANTE: No ajuste da imagem, o leitor deverá FIXAR a razão de aspecto ou proporção entrelargura x altura, de forma que a imagem seja reproduzida na mesma razão da original, conforme a altura desejada. Isso é muito importante porque, caso a razão mude, quando cada seção for colada, elas ou não cobrirão totalmente a superfície ou ficarão sobrando. O trabalho terá que ser refeito!
Fig. 3 Imagem do pequeno globo terrestre de 11 cm de diâmetro que foi "sacrificado" para a montagem. Cada seção da superfície deverá ser recortada e colada exatamente na sequência em que é apresentada.
Colando as seções
O processo de colagem é razoavelmente simples (ver Fig. 4), mas o leitor deverá cuidar para encaixar cuidadosamente as seções e não deixar espaços entre as fronteiras de cada uma delas. Se a impressão for feita no tamanho correto, as seções se fecharão perfeitamente, cobrindo todo o globo.
Para realizar a colagem, foi usada cola de papel. O alinhamento deve ser feito conforme cada centro do polo, para evitar problemas de encaixe. Atenção, não inverter norte com sul em cada seção! Você também tem que prestar atenção na ordem com que cada seção ou gomo é colada, que é muito importante para garantir a fidelidade final da superfície reproduzida. Para evitar esses problemas, o que fiz foi só recortar um outro gomo e colar depois que tivesse já colado um anterior. É possível recortar todos primeiro, mas eles terão que ser numerados (no verso) para evitar embaralhamento.
Fig. 4 E a Terra se transforma na lua... Deve-se colar cada seção de forma cuidadosa para evitar desalinhamento.
O resultado final pode ser visto na primeira imagem deste post. Tal como no caso da lua de verdade, não há marcas dos acidentes nas imagens da Fig. 1. É possível, porém, ter uma boa ideia da superfície da lua, principalmente de seu lado oculto com esse pequeno modelo.
Curiosidade: as imagens que servem de modelo para as seções foram geradas por dados missão Clementine da NASA, por isso, eu o chamo de "globo Clementine da lua".
Materiais
Cola de papel
3 Folhas de papel
1 Impressora para impressão das seções da lua
1 Esfera de isopor ou de plástico (ideal com aproximadamente 10 cm de diâmetro)
