Alguns eventos astronômicos em 2020

D. Pedro II observando Vênus com um refrator de 240 mm provavelmente do Observatório de Juvisy de C. Flammarion. Fonte: Diário Imperial.

Em comemoração ao nascimento de D. Pedro II, eis alguns dos principais eventos astronômicos de 2020. O ano contará com uma série de eclipses penumbrais da lua, muitas conjunções planetárias e uma importante oposição do planeta Marte em outubro. O ano de 2020 será ainda de muitos cometas que não alcançarão brilho suficiente para serem bem apreciados sem que seja por meio de binóculos ou telescópios. Mas isso pode mudar se um novo e brilhante cometa for descoberto ao longo do ano.

Sem dúvida alguma, o grande evento do ano será o eclipse total do sol em 14 de dezembro, que será visto como um eclipse parcial em boa parte do Brasil. A trajetória de totalidade passará pelo Chile e Argentina, uma data memorável para o turismo astronômico na América do Sul.

Eclipse penumbral de 10 de janeiro de 2020

Como eclipse penumbral, não haverá imersão da lua na sombra da Terra. Este eclipse não será visível desde as Américas, exceto por uma pequena faixa no nordeste do Brasil, quando a lua nascerá parcialmente eclipsada. Portanto, o horário de observação para essa localidade do Brasil é logo após do pôr do sol.

Eclipse penumbral de 5 de junho de 2020

No dia 5 de junho, um outro eclipse penumbral será visível em sua maior parte no oriente. Nas Américas, ele será visível apenas numa pequena faixa no litoral, como mostrado na figura abaixo. Isso representa aproximadamente metade do território do Brasil. Como no caso do eclipse de 10 de janeiro, esse também será visível  logo após o pôr do sol, com a lua se elevando no horizonte leste já parcialmente eclipsada. O escurecimento do disco lunar neste eclipse será, entretanto, menor do que no eclipse de 10 de janeiro.

Região de visibilidade do eclipse penumbral de 5 de junho.

Eclipse penumbral de 5 de julho de 2020

Visível em toda a América, em particular do Brasil. O eclipse tem início as 3:07 TU e acaba em 5:52 TU. O máximo do eclipse - quando a lua se mostrará fracamente esmaecida pela penumbra da Terra - ocorre por volta as 4:31 TU (para o Brasil, é necessário subtrair 3 horas para se ter o horário de Brasília).

Região de visibilidade do eclipse penumbral de 5 de julho.

Eclipse penumbral de 30 de novembro de 2020

Parcialmente visível na América do Sul (quando a lua estiver se pondo a oeste e, portanto, ocorrerá próximo da alvorada), este eclipse penumbral tem seu início as 7:32 TU. Desde Brasília/DF, não haverá muito tempo de observação, pois logo a lua se põe e o dia nasce. Sem dúvida, os melhores locais para observação desse evento serão a parte ocidental do Brasil (Acre e Amazônia ocidental), justamente pelo fato de a lua se encontrar mais alta no céu quando o evento começar, permitindo maior tempo de observação.

Região de visibilidade do eclipse penumbral de 30 de novembro.

Este é o último eclipse penumbral em 2020.

Grande eclipse total do sol em 14 de dezembro

Conforme a imagem abaixo (Referência), a trajetória de totalidade do evento cruzará Chile e Argentina. Em boa parte do território do Brasil, o eclipse será parcial, com obscurescimento do sol crescente a medida que se vai para o sul.

Trajetória de totalidade do eclipse do sol em 14/12/2020. Os números ao longo das linhas azuis claras são percentuais de ocultação do disco do sol.

A região de Las Grutas/Argentina é a parte mais oriental da totalidade, para uma faixa que se extende desde Puerto Saavedra no Chile, que é a sua parte mais ocidental. Qual dessas localidades será a melhor para observação depende das chances e cobertura de nuvens para a época do ano.

Para quem ficar no Brasil, o melhor local de observação é o Estado do Rio Grande do Sul, onde o disco do sol será ocultado em até 60%. Para Brasília/DF menos de 9% do disco do sol será ocultado. Nessa localidade, o eclipse tem seu início em 13:05 (hora local) e termina às 14:44, com máximo em 14:03.

Máxima elongação oriental de Mercúrio em 10 de fevereiro

O dia 10 de fevereiro também marcará a máxima elongação à leste do sol de Mercúrio (aproximadamente 18,2 graus de distância do sol). Logo, esse planeta poderá ser visto no céu da tarde. Na efeméride, eles estarão próximos na fronteira entre as constelações de Capricórnio e Sagitário. Outras elongações ocorrerão ao longo do ano.

Oposição de Marte em outubro de 2020

O ano de 2020 trará uma boa oportunidade para observação do planeta Marte. Sua oposição ocorre em outubro (dia 20) e, ainda que não seja uma oposição de máxima aproximação, será suficiente para revelar um disco de quase 23" - o que tornará possível observar detalhes em seu disco.

Diagrama da ALPO dos principais aspectos da oposição marciana de 2020.

De acordo com o site da ALPO:

A aproximação máxima ocorrerá as 14:19 TU em 6/10/2020, com um disco planetário aparente de 22,6" a uma distância de 0,41 UA ou 62,07 milhões de quilômetros de distância. Durante a máxima aproximação em 2020, o diâmetro de Marte será 1,7" menor que na oposição de 2018, porém, ele estará 31 graus mais alto no céu, o que favorecerá observadores nos hemisférios norte e sul da Terra. Observa-se que a máxima aproximação da Terra com Marte não necessariamente coincide com o tempo de oposição, mas varia num intervalo de até duas semanas.

Para observar o planeta, como já comentado aqui, um telescópio de no mínimo 150 mm de abertura é recomendado. Grandes aberturas (~ 300 mm sob boas condições atmosférica) podem proporcionar imagens detalhadas de características da superfície do planeta. 

O problema das tempestades de areia

Como é conhecido, não está garantida uma observação absolutamente límpida dos princiapis detalhes na superfície de Marte, dada a chance de ocorrerem tempestades de areia. 

Oposições planetárias

O máximo de oposição de Júpiter e Saturno ocorrerá em julho de 2020.

Mapa Stellarium da posição de Saturno e Júpiter em 20/7/2020 quando ambos os planetas estarão aproximadamente em oposição. A data marca o melhor tempo para sua observação por telescópios.

Conjunções planetárias

Uma tabela com as conjuções de planetas em 2020 e suas datas é mostrada abaixo (UTC é o horário em Tempo Universal). Particularmente interessantes serão as conjunções entre Júpiter e Marte em março de 2020 e a rara conjunção fechada entre Júpiter e Saturno em dezembro de 2020 (ver abaixo).

Uma rara conjunção planetária

No dia 21/12 uma rara conjunção com os planetas Júpiter e Saturno acontece no céu. A distância mínima de separação desses dois planetas será de 6 minutos de arco.

Na verdade, toda a conjunção poderá ser observada ao longo de 19-21 de dezembro, porém, a máxima aproximação ocorrerá no dia 21.

Como os planetas são brilhantes, a conjunção poderá ser observada por meio de telescópio durante o dia, desde que o observador seja capaz de encontrar esses planetas no céu.

Do contrário, olhe na direção do oeste logo após o final do dia. 

Aspecto da conjunção Júpiter-Saturno em 21/12 por volta das 20:30 como visto desde Brasília/DF. Produido pelo software SkyPortal.

Cometas em 2020

Conforme o documento "Comet prospects for 2020":

A menos que algum cometa brilhante de longo período seja descoberto, o ano promete ser desapontador para entusiastas de cometas. O ano começa com um cometa  de 2018 potencialmente visível a olho nu, embora, na medida em que se aproxime da Terra, ele se torne grande e difuso. O ano fechará com outro cometa em maior aproximação, mas seu brilho é incerto. Um cometa de longo período que atinja o periélio em 2020 poderá ser visível com pequenos telescópios ou binóculos no final de 2020. Mas nada muito brilhante será visível no intervalo entre o início e o final do ano.

Alguns dos cometas visíveis nesse 'intervalo' estão listados abaixo. Outros serão anunciados ao longo  de 2020.

Cometa C/2017 T2 (PanSTARRS)

Descoberto em 2 de outubro de 2017, trata-se de um cometa que atingirá o periélio em maio de 2020. Estima-se que alcançará a mag. 8.0. A melhor época para sua observação será no início de 2020 quando ele será visto como um objeto com mag. aproximadamente igual a 10.0.

Cometa 88P/Howell

Como o nome indica, trata-se de um cometa periódico (5,5 anos), que foi descoberto em agosto de 1981. Esse cometa foi alvo de um projeto de missão espacial por um time da Universidade Johns Hopkins cujo objetivo seria estudar esse cometa usando uma sonda espacial. Sua órbita está presa entre Marte e Júpiter  como ilustrado pela figura abaixo.

Diagrama da órbita o cometa 88P/Holmes com sua posição identificada em 23 de novembro de 2019.

O máximo de brilho deste cometa ocorrerá entre setembro e outubro de 2020, quando ele atingirá no máximo mag. 9.5.

Cometa 321P/SOHO

Trata-se de um cometa periódico com órbita elíptica bastante excêntrica (excentricidadede 0,98) e período de 3,7 anos. Poderá atingir mag. 7.0 em 17 de janeiro de 2020. Por causa da excentricidade de sua órbita, o cometa rapidamente ganhará e perderá brilho em um intervalo de uma semana. Em 17/1 poderá ser visto como um objeto baixo no céu oriental pouco antes do nascer do sol.

Chuvas de meteoros

As chuvas de meteoros dependem essencialmente da posição do céu em que ocorrem (a declinação da radiante) e da influência da lua cheia. O ano de 2020 contará com alguns chuveiros que coincidem com a lua nova, favorecendo a observação desses fenômenos celestes.

Líridas

Entre 22 e 23 de abril, associadas ao cometa C/1861 G1 Thatcher, esses meteoros podem produzir rastros persistentes que duram alguns segundos. Com uma lua nova ocorrendo em 23 de abril, as Líridas podem ser idealmente observadas nas regiões mais setentrionais do Brasil.

Eta Aquáridas

Será prejudicada pela presença da lua cheia (super lua) em 7 de maio.

Delta Aquáridas

Será prejudicada pela proximidade com a lua cheia em 3 de agosto.

Oriônidas

Com máximo em 21-22 de outubro e uma média de 20 meteoros por hora, a observação desse chuveiro não será prejudicado pelo brilho excessivo da lua, que tem sua fase nova em 16 de outubro.

Leônidas

Em 2020, o chuveiro se concentrará entre 17-18 de novembro e, como a lua nova ocorre em 15 de novembro, a data será ideal para sua observação. O chuveiro se irradia desde a constelação do Leão, mas podem ser vistos em qualquer lugar do céu.

Produzidas por detritos do cometal Tempel-Tuttle, tem uma média de 15 meteoros por hora, com picos a cada 33 anos. O último deles foi em 2001, logo falta ainda algum temo para o próximo máximo.

Gemínidas

Produzida por detritos do meteoro 3200 Feton, é considerada 'a rainha dos chuveiros', pois pode produzir até 120 meteoros por hora que observadores dizem ser 'multicoloridos' (desde que observado em condições ideais, noite escura e longe da poluição luminosa das cidades).

Em 2020, o chuveiro se concentrará entre 13-14 de dezembro. Com o eclipse total do sol em 14/12, isso significa que a lua não atrapalhará a observação deste ano.

Referências

Eclipses penumbrais da lua:

https://eclipse.gsfc.nasa.gov/LEplot/LEplot2001/LE2020Jan10N.pdf

https://eclipse.gsfc.nasa.gov/LEplot/LEplot2001/LE2020Jun05N.pdf

https://eclipse.gsfc.nasa.gov/LEplot/LEplot2001/LE2020Jul05N.pdf

https://eclipse.gsfc.nasa.gov/LEplot/LEplot2001/LE2020Nov30N.pdf

Eclipse do sol:

https://www.timeanddate.com/eclipse/solar/2020-december-14 

Oposição de marte: http://www.alpo-astronomy.org/jbeish/2020_MARS.htm

Cometas:

https://www.ast.cam.ac.uk/~jds/preds19.pdf
http://www.aerith.net/comet/future-s.html

O trânsito de mercúrio em 2019

Fig. 1 Imagem obtida pelo Observatório de Dinâmica Solar (SDO/NASA) mostrando
uma composição de perfis de Mercúrio em  9 de maio de 2016.

Ainda que 2019 não tenha trazido muitos fenômenos celestes noturnos, ele terá um espetáculo relativamente raro para mostrar no céu de dia. Trata-se da passagem de Mercúrio pelo sol que ocorrerá no dia 11 de novembro de 2019 (segunda-feira). Juntamente com os eclipses de 2019, o trânsito de Mercúrio contribuirá para que este ano seja conhecido dos grandes eventos astronômicos diurnos. 

Esse post complementa o evento semelhante que ocorreu em 2016. Ver "O Trânsito de Mercúrio em 2016".

O que é?

As órbitas do planetas, embora individualmente siguam trajetórias em um plano, não estão alinhadas entre si. O plano de referência para medida das órbitas do planetas é o plano da eclíptica, ou plano da órbita da Terra.

A orientação da órbita da Terra e de Mercúrio pode ser vista na Fig. 2. Mercúrio é o planeta mais interior, o mais próximo do sol. Gira em  torno dele com um período de aproximadamente 88 dias. A órbita de Mercúrio está inclinada em relação à ecliptica em 7 graus.  Apenas ocasionalmente é que a Terra se encontra na chamada 'linhas dos nodos' ou linha de cruzamento dos planos das órbita terrestre e de Mercúrio. Como a linha dos nodos passa pelo sol, quando isso acontece, ocorre um trânsito de Mercúrio. Nessa ocasião, Mercúrio está em conjunção inferior. O mesmo fenômeno ocorre com Vênus. Entretanto, como esse planeta está mais distante do sol, os trânsitos de Vênus são mais raros do que os de Mercúrio.

Fig. 2 Representação esquemática da orientação da órbita de Mercúrio em relação à da Terra. Observe que o plano é o da eclíptica. Como a órbita de Mercúrio está inclinada com a eclíptica em 7 graus, somente há duas posições na posição da Terra em que Mercúrio se 'alinha' com a Terra. Essas posições são conhecidas como nodos (nodes). Fonte: In-the-sky.

A taxa de ocorrência de trânsitos de Mercúrio é da ordem de 13-14 por século. Quase sempre, são fenômenos que ocorrem em maio ou novembro por causa das diferenças de posição da Terra em relação à Mercúrio e a razão entre os seus períodos orbitais. 

Importância do fenômeno para a ciência

Como a determinação dos momentos exatos de entrada e saída de Mercúrio do disco do sol é importante, ela depende da dinâmica de forças que atua sobre Mercúrio e seu movimento. Assim, o rastreamento da posição de Mercúrio ao longo de vários séculos é importante para:

• Conhecer se existem mudanças na taxa de rotação da Terra e perturbações da Lua (uma vez que a observação é feita desde a Terra);
• Medir de forma indireta a massa de Vênus a partir de perturbações que ela induz na órbita de Mercúrio,
• Medir eventuais variações de longo prazo no disco solar,
• Modelar efeitos de queda de luminosidade do sol com a passagem do planeta, como subsídio para estudos de técnicas de detecção de exoplanetas (aplicar o método para outras estrelas).

Trânsito de Mercúrio e história

Como o fenômeno é periódico, ele foi registrado na história da Astronomia a partir da invenção do telescópio. O diâmetro aparente de Mercúrio varia de 4.5" a 13", tornando-o um objeto impossível de ser observado contra o disco do sol sem o uso de telescópios. Ou seja, mesmo em épocas remotas, quando o  trânsito ocorreu com o sol baixo e escurecido no horizonte, dificilmente Mercúrio pôde ser visto. 

A Wikipedia registra alguns fatos históricos que ocorreram na data de trânsitos:

• 3 de maio de 1661: trânsito que ocorreu na data de coroação do rei Carlos II da Inglaterra,
• 7 de novembro de 1677: observado por E. Halley desde a Ilha de S. Helena.

Os trânsitos de Mercúrio foram em particular importantes para a Física. Ao longo de vários séculos, erros se acumularam na determinação da trajetória de Mercúrio. Esse erro se deve ao movimento de precessão da órbita, conforme ilustrado na Fig. 3. 

Fig. 3 Ilustração do movimento de precessão orbital que ocorre com
Mercúrio por causa de efeitos da Relatividade Geral.

O avanço do periélio de Mercúrio sempre foi uma anomalia na Física até que A. Einstein em 1915 proveu uma explicação com base na sua recem criada Teoria da Relatividade Geral. 

Como observar 

Esse fenômeno ocorrerá durante o dia. Para observá-lo, desde que o sol não esteja encoberto, todas as recomendações necessárias para se observar em segurança o sol deverão ser tomadas. Conforme escrevemos em 2016:

Para observação do fenômeno, em particular de várias pessoas simultaneamente, o método de projeção usando um telescópio ou binóculo (Fig. 4) é recomendado. Porém, o uso de filtros com observação em ocular pode ser mais prazeroso pela impressão causada pelo disco de Mercúrio contra a fotosfera solar, por causa do efeito de constaste. O observador deverá se certificar, entretanto, que possui o filtro correto para observação e jamais deverá improvisar qualquer tipo de filtro. Filtros solares de boa qualidade em geral são caros e devem ser periodicamente verificados quanto ao seu "prazo de validade", porque elementos externos podem deteriorar sua qualidade. É importante que o leitor atente ao fato de que a maior parte da radiação do sol é invisível, de forma que mesmo que a imagem apresente-se aparentemente opaca em uma primeira impressão, um filtro incorreto poderá deixar vazar radiação em intensidade suficiente para provocar cegueira irreparável. Assim, caso tenha dúvidas quanto ao método a ser usado, não deixe de aplicar o da projeção (Fig. 4).

O método da projeção é ilustrado abaixo.

Fig. 4 Método da projeção apra observar o sol usando um telescópio.

Quando observar: aspecto do trânsito para Brasília/DF.

O geometria da posição de Mercúrio e da face da Terra favorecerá amplamente o Brasil. Praticamente, a América do Sul será o melhor lugar da Terra para ver o trânsito. Isso está mostrado na Fig. 5, que ilustra a face da Terra como vista desde o Sol ao longo do fenômeno. Como se pode ver, o final do trânsito não poderá ser visto desde a Europa e África. 

Fig. 5 Face da Terra como vista desde o sol ao longo do trânsito.

Para a cidade de Brasília/DF, o fenômeno será visto das 9:34 as 15:03 do horário local (12:34-18:03 TU).

Uma simulação da posição de Mercúrio ao longo do disco do sol conforme visto em Brasília é visto na Fig. 6. O fenômeno poderá ser observado em qualquer cidade do Brasil.

Fig. 6. Simulação do trânsito de Mercúrio em 13/11/19 como visto desde Brasília.

O próximo trânsito de Mercúrio pelo sol ocorerrá em 13 de novembro de 2032.

Referência

https://astronomiapratica.blogspot.com/2016/04/o-transito-de-mercurio-em-2016.html
https://en.wikipedia.org/wiki/Transit_of_Mercury
https://in-the-sky.org/news.php?id=20191111_11_101

Cometas em 2019: C/2019 Q4 (Borisov)

Imaagem do cometa Borisov como obtida pelo telescópio GTC de 10,5 m nas ilhas Canárias (Espanha). 

Cometas em geral podem ser classificados de acordo com suas órbitas. Cometas que têm órbitas fechadas são periódicos. Em uma outra classe estão cometas com  trajetórias parabólicas ou mesmo hiperbólicas. Por terem um excesso de velocidade (se comparados a outros membros do sistema solar), objetos com órbitas hiperbólicas provavelmente nunca pertenceram ao sistema solar: são objetos extra solares ou interestelares, já que sua exata origem (de qual sistema estelar tiveram origem) não pode ser determinada.

No dia 30 de setembro, uma busca em campos de imagens do Observatório Astrofísico da Crimeia por Gennady Borisov detectou a presença de um objeto que se distinguia dos asteroides pela presença de uma fraca cabeleira. À medida que novas observações foram sendo obtidas, sua órbita pôde ser calculada. Tratava-se de um objeto que se movia em uma trajetória com enorme excentricidade orbital (da ordem de 3), o que indicaria sua origem interestelar. 

O objeto, na data de sua descoberta, era extremamente débil, com mag. ~18.5, o que dificultava uma análise mais detalhada de sua características físicas.  Em 14 de setembro, entretanto, uma análise espectrográfica foi conseguida no Instituto de Astrofísica de Canárias, o que revelou ser sua estrutura espectral não muito diversa dos cometas do sistema solar. Ainda assim, análises de dinâmica orbital desse cometa mostraram que seu excesso de velocidade tornam sua origem no sistema solar bastante improvável. Portanto, com certo grau de certeza confirma-se sua origem interestelar. 

Dinâmica orbital e proximidade com a Terra

Cálculos orbitais presentes (setembro de 2019) colocam o periélio desse objeto por volta de 10 de dezembro de 2019, ocasião em que as estimativas de brilho conservadoras preveem máximo de magnitude da ordem de 15.0 (o que permitiria sua observação apenas por telescópios de grande porte ou acima de 300 mm de abertura desde que localizados em regiões longe da poluição luminosa). Sua excentricidade é da ordem 3.2, com inclinação orbital da ordem de 45 graus em relação à eclíptica. Na data, não excederá em 1.9 UA de proximidade da Terra, quando então se localizará na região Hydra-Crater. Um mapa de sua movimentação pelo céu pode ser visto na figura abaixo.

Mapa da posição do cometa C/2019 Q4 fornecido por S. Yochida (aerith.net) onde a data é indicada no formato mês/dia.

A curva de magnitude estimada pode ainda sofrer ajustes e colocar o cometa ao alcançe de telescópios menores. De forma alguma, porém, ele poderá ser observado a vista desarmada. Para astrônomos amadores mais avançados, será um desafio observar esse cometa - que se coloca como um visitante de fora do sistema solar - e, quem sabe, obter o seu espectro no período de maior proximidade com a Terra.

Se novidades surgirem com esse cometa, atualizaremos esta página.

Referências

C/2019 Q4 (Borisov): The First Interstellar Comet

MPEC 2019-R106 : COMET C/2019 Q4 (Borisov)

C/2019 Q4 ( Borisov )