27 de julho de 2018 - eclipse lunar total e o grande confronto de Marte

Na era moderna, a prevalência de informações falsas sobre os fenômenos astronômicos mais simples e compreensíveis é literalmente ameaçadora. Este artigo foi escrito para aumentar a quantidade específica de informações verdadeiras na Internet. Felizmente, há uma razão maravilhosa para isso.

Na noite de 27 a 28 de julho de 2018, dois eventos astronômicos bastante raros ocorrerão. O fato de sua coincidência no calendário não tornar esses fenômenos mais valiosos para a ciência, mas cria um interesse adicional em torno deles. Algumas pessoas consideram a coincidência de dois fenômenos astronômicos um fenômeno independente, o que não é totalmente correto, mas merece uma consideração separada do ponto de vista da compreensão de quantas vezes isso acontece e se um afeta o outro de alguma forma.

O que vai acontecer?

O primeiro fenômeno

Em 27 de julho, por volta das 7 horas da manhã, horário de Moscou, ocorrerá um grande confronto entre Marte. Fenômenos semelhantes ocorrem uma vez a cada 15 ou 17 anos. O grande confronto anterior ocorreu em 27 de agosto de 2003 e, a partir de então, a ficção viral circulando na Internet, com escalada anual em agosto:

“Em 27 de agosto, olhe para o céu noturno. Nesta noite, o planeta Marte passará apenas 34 mil milhas da Terra. Vai parecer duas luas ... "

Durante 15 anos, a epidemia não diminuiu. Como você pode ver, os grandes confrontos de Marte têm um impacto significativo nas mentes ignorantes.

O segundo fenômeno

Em 27 de julho, por volta das 20 horas, começarão as fases penumbrais do eclipse lunar, durante as quais a lua mergulhará completamente na sombra da Terra (a imersão máxima ocorrerá às 23:22, horário de Moscou). O eclipse terminará em 2 horas e 29 minutos - já em 28 de julho. O fenômeno durará mais de 6 horas. O momento do grande confronto de Marte, como vemos, não cai na duração do eclipse. Mas a diferença temporária entre o momento do confronto e a fase central do eclipse é menor que um dia. Que este seja um critério de coincidência. Isso é suficiente para que ambos os fenômenos ocorram (ou pelo menos iniciem) na mesma data do calendário.

Para começar, trataremos da essência dos próprios fenômenos. O que são, que imagem visual lhes corresponde, que significado físico ou astronômico eles têm.

O grande confronto de Marte

A Wikipedia fornece a seguinte definição de "Confronto":

“Um confronto (oposição) é uma posição do corpo celeste do sistema solar em que a diferença entre suas longitudes eclípticas e o sol é de 180 °. Assim, este corpo está localizado aproximadamente na continuação da linha “Sol - Terra” e é visível a partir da Terra aproximadamente na direção oposta ao Sol. O confronto é possível apenas para os planetas superiores e outros corpos localizados mais distantes do Sol que a Terra. ”

É exatamente esse o caso quando a definição de um conceito pode levar a ainda mais confusão, pois para isso usamos termos que exigem esclarecimentos adicionais.

Longitude eclíptica:

“Uma das coordenadas no sistema de coordenadas eclípticas; o ângulo medido ao longo da eclíptica a leste entre o equinócio vernal e o meridiano que passa pelo corpo celeste e pelos pólos da eclíptica. ”

Surdin V.G., GAISH http://www.astronet.ru/db/msg/1162196

Como vemos, cada definição a seguir requer novas definições. E para uma pessoa que não tem toda a base dos conceitos básicos de astronomia, mesmo o fenômeno astronômico mais simples - o confronto de Marte - pode ser muito vago de entender.

Então talvez tentemos entender a essência do que está acontecendo de alguma outra maneira - de uma maneira mais curta?

Numa primeira aproximação, as órbitas dos planetas são círculos de diâmetros diferentes. Esse grau de aproximação não nos convém muito, especialmente quando a conversa diz respeito ao planeta Marte, mas isso é suficiente para o seu começo. As órbitas estão localizadas uma dentro da outra concentricamente. No meio desse "desenho" está o Sol, e então em ordem crescente de raio da órbita - o planeta: Mercúrio, Vênus, Terra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano e Netuno. Plutão, se alguém perdeu, desde 2006, o grande planeta do sistema solar não é mais considerado.

Dois planetas desta lista - Mercúrio e Vênus - são internos. Eles estão sempre mais perto do Sol do que da Terra (suas órbitas estão localizadas dentro da órbita da Terra). Os cinco restantes - Marte, Júpiter, Saturno, Urano e Netuno - são externos. Eles estão sempre mais afastados do Sol que da Terra. E para esses corpos celestes, as situações são possíveis quando a Terra, movendo-se em órbita, passa entre o planeta e o Sol. Quando observado da Terra, o Sol e o planeta estão em direções quase opostas. A primeira consequência disso é que, para o observador da Terra, este planeta e o Sol não são visíveis no céu ao mesmo tempo, e assim que uma estrela se eleva acima do horizonte, a outra imediatamente se instala.



Esse arranjo do planeta exterior é chamado de oposição - a direção da Terra é oposta à direção do Sol. O planeta está no céu todo escuro. Para suas observações, essa posição é conveniente.

A segunda consequência é que, no momento do confronto (novamente, na primeira aproximação), o planeta está mais próximo da Terra. Por isso, parece mais brilhante (o brilho, como você sabe, é inversamente proporcional ao quadrado da distância), tem grandes dimensões visíveis (com um telescópio, é claro, mas isso não é perceptível aos nossos olhos). E isso também é uma circunstância positiva para observações astronômicas. Portanto, o confronto dos planetas é o melhor momento para estudá-los da Terra. Os astrônomos há muito tentam usar dias e semanas próximos ao confronto para a exploração planetária. As pessoas que não têm nenhuma relação com a astronomia geralmente se perguntam o aparecimento de luminares em forma de estrela com brilho incomum no céu, que eles não haviam notado anteriormente no céu.


Agora é a hora de lembrar que, na realidade, as órbitas dos planetas não são círculos. Cerca de quatro séculos atrás, Johannes Kepler definiu órbitas planetárias com elipses. As órbitas de algumas órbitas diferem acentuadamente das circulares. Isto é especialmente verdade para Marte. A magnitude que caracteriza o alongamento (distinto do círculo) de uma órbita elíptica em astronomia (e matemática) é chamada excentricidade. Sem entrar no significado mais profundo desse conceito, darei simplesmente como comparação as excentricidades das órbitas dos planetas do sistema solar visíveis a olho nu:

Mercúrio	0,20563593
Venus	0,0068
A terra	0,01671123
Marte	0,0933941
Júpiter	0,048775
Saturno	0,055723219

Em uma órbita absolutamente circular, a excentricidade é zero. Não há nenhum na tabela. A excentricidade mais significativa, entre as órbitas dos grandes planetas do sistema solar, na órbita de Mercúrio é de 0,2. Mas Mercúrio é um planeta interior, e não há oposições de Mercúrio. O segundo maior alongamento é ocupado pela órbita de Marte ~ 0,1. Isso é 6 vezes maior que a excentricidade da órbita da Terra, e podemos facilmente considerar a órbita da Terra circular - para simplificar o entendimento da diferença nas posições relativas da Terra e de Marte.

Um alongamento tão notável da órbita marciana leva ao fato de que em um ano marciano (o período de revolução de Marte ao redor do Sol é de aproximadamente dois anos terrestres), a distância de Marte ao Sol varia de 207 a 249 milhões de km. Como você pode ver, a diferença, mesmo na escala cósmica do sistema solar, é notável - mais de 40 milhões de quilômetros. Com aproximadamente a mesma diferença, as distâncias da Terra a Marte mudam durante as oposições. E se o confronto ocorrer próximo ao periélio da órbita marciana (periélio é o ponto da órbita planetária mais próxima do Sol), Marte e a Terra serão separados por uma distância inferior a 60 milhões de quilômetros. Se a Terra e Marte estão na mesma linha de um lado do Sol, perto do afélio da órbita marciana, apesar de ser um confronto, haverá cerca de cem milhões de quilômetros entre os planetas. Concorde que 60 ou 100 milhões - para observações astronômicas, a diferença é enorme.



De fato, todas as descobertas mais significativas da astronomia relacionadas ao planeta Marte, feitas com a ajuda de telescópios, ocorreram durante os confrontos "próximos". E os astrônomos começaram a chamar o confronto, durante o qual Marte e a Terra estão a menos de 60 milhões de quilômetros um do outro, ótimo.



Foi durante o grande confronto de 1877 que o astrônomo americano Asaf Hall descobriu dois satélites de Marte - Phobos e Deimos, que são essencialmente pequenos asteróides irregulares que foram capturados gravitacionalmente por Marte (de acordo com uma hipótese); e também foi o começo da chamada "febre marciana", quando Giovanni Schiaparelli viu, entre outros detalhes da superfície do planeta, linhas retas finas conectando espaços escuros, chamados "mares". E, embora subsequentemente a existência de "canais marcianos" não tenha sido confirmada, todo grande confronto de Marte atraiu astrônomos para as oculares dos telescópios, e os escritores de ficção científica rabiscaram incansavelmente milhares de páginas, incorporando neles suas suposições mais loucas sobre a vida possível em um planeta parecido com a Terra.



Vejamos as condições sob as quais o Grande Confronto se estabelece. Para fazer isso, precisamos nos familiarizar com outra quantidade astronômica importante - a longitude heliocêntrica. Se você observar o sistema solar a partir de seu polo norte (e ele também possui um, mas não definiremos esse conceito agora - podemos ser capazes de lidar com ele e outros termos astrométricos no próximo artigo). Veremos novamente a estrutura concêntrica das órbitas planetárias. Cada planeta está de alguma forma localizado em sua órbita. A própria órbita também é de alguma forma orientada no espaço. Mas ainda não temos um "ponto de apoio" para nos apegar a algo, e depois contamos em algumas unidades as coordenadas e determinamos as posições dos planetas em um desenho tão simples.

Historicamente, a direção do equinócio vernal foi escolhida como referência. Veja, um raio emergindo do centro da Terra na direção do Sol naquele momento em que na Terra o dia é igual à noite e a primavera (astronômica) se instala - esse raio vai para algum lugar na direção da constelação de Peixes. De fato, na direção dessa linha, que é a interseção do plano da eclíptica e do equador celeste, mas omitem esses detalhes. É importante para nós que essa direção seja de alguma forma definida. Agora, mas já contando com o centro do Sol, é possível deixar de lado os ângulos entre esta e todas as outras direções no plano do nosso diagrama simplificado do sistema solar.



Por exemplo, podemos medir quanto as direções para o equinócio vernal e o ponto da órbita marciana em que ele está mais próximo do Sol são diferentes? - é 336 graus (no sentido anti-horário, em que todos os planetas se movem ao redor do Sol). Esse valor é chamado de longitude do periélio. É interessante saber em que dia a cada ano a Terra passa neste ponto (com a mesma longitude heliocêntrica) da órbita acima da qual o periélio de Marte está localizado? Afinal, se neste dia um confronto acontecer, será registrado perto.

Feliz "dia marciano" cai no final de agosto - 28 ou 29 de agosto, dependendo do ano. Aqui está a hora de relembrar o grande confronto anterior de Marte em 2003, que ocorreu nos dias mencionados em agosto (praticamente), e por sua exclusividade, chamado de "maior" confronto de Marte. Sim - em nosso tempo, simplesmente pelo grande confronto de Marte, você não surpreenderá ninguém. Mas, de fato, apenas 55,8 milhões de km compartilhavam a Terra e Marte.

Mas e o grande confronto atual? Infelizmente, não é tão perto e pode até ser chamado de "muito grande", uma vez que a distância entre a Terra e Marte em 27 de julho de 2018 e os dias mais próximos a essa data será de 58 milhões de quilômetros, mais próximo do limiar além do qual os confrontos deixam de ser considerados grandes, e não os "Maiores".

Agora, é interessante lembrar um refinamento interessante, expresso no fato de que, se durante o maior confronto de Marte, o dia do confronto e o dia da aproximação máxima entre a Terra e Marte realmente coincidirem, então, para a maioria dos outros confrontos, isso não é verdade. Por exemplo, este ano, o confronto de Marte, quando se oporá ao Sol na esfera celestial, acontecerá na manhã de 27 de julho, mas devido à elipticidade da órbita, Marte estará mais próximo da Terra na noite de 31 de julho a 1 de agosto.

O segundo esclarecimento interessante é que a posição do periélio da órbita marciana muda com o tempo. Ao longo de mil anos, o ângulo entre a direção do equinócio vernal e o periélio de Marte aumenta em mais de 4 graus. E esse período na grade do calendário, durante o qual grandes confrontos podem acontecer, mudará 4 mil anos à frente por mil anos.

Agora, grandes confrontos podem ocorrer entre 24 de julho e 2 de outubro. No futuro, essas datas mudarão um pouco. No passado, eles também eram um pouco diferentes. Embora isso não seja tão importante agora.

Com que frequência ocorrem grandes oposições de Marte?

Como o critério pelo qual as oposições de Marte são definidas como "ótimas" é muito condicional, é difícil falar sobre algum cálculo inequívoco desses eventos a uma distância considerável do momento presente para o passado ou o futuro. Simplificando, os grandes confrontos de Marte ocorrem a cada 15 ou 17 anos, com uma alternância bastante intrincada de intervalos de tempo que os separam. Como exemplo, podemos citar o confronto de um século e meio atrás até a era atual:

Data do Grande Confronto	Intervalo em anos até a próxima
19 de setembro de 1830	15 anos
18 de agosto de 1845	15 anos
17 de julho de 1860	17 anos
5 de setembro de 1877	15 anos
4 de agosto de 1892	17 anos
24 de setembro de 1909	15 anos
23 de agosto de 1924	17 anos
23 de julho de 1939	17 anos
10 de setembro de 1956	15 anos
10 de agosto de 1971	17 anos
22 de setembro de 1988	15 anos
28 de agosto de 2003	15 anos
27 de julho de 2018	17 anos
15 de setembro de 2035	15 anos
13 de agosto de 2050	?

Essas tabelas são fáceis de encontrar em dezenas ou centenas de sites na Internet. Mas então a diversão começa. O confronto em 13 de julho de 2065 fica formalmente aquém do grande, porque, no exato momento do confronto, Marte e a Terra estarão separados por uma distância de 60.191 milhões de quilômetros - ao que parece - nada e não passam sob o critério. Mas - na noite de 18 de julho - já tendo passado pelo confronto - Marte se aproximará da Terra de 59.790 milhões de quilômetros. E aqui já é difícil para ele recusar a grandeza, pois todos os dias em torno do próprio confronto são considerados a era do confronto. E dois anos depois, haverá outro grande confronto - 3 de outubro de 2067, quando Marte estará um pouco mais perto, mas também completamente abaixo da barra - 59,94 milhões de quilômetros no momento do confronto e 59,34 milhões de quilômetros com convergência máxima cinco dias antes. E ninguém sabe como o público astronômico se relacionará com a classificação desses fenômenos há quase meio século a partir de hoje. Além disso, se considerarmos cuidadosamente os confrontos, podemos ver que a soma das distâncias que separam Terra e Marte (60,19 + 59,94 = 120,13) excede 120 milhões de quilômetros para dois, o que significa que uma situação é teoricamente possível quando, após 15 anos nem um único grande confronto acontecerá nos próximos dois anos, se julgado estritamente. E depois de mais 15 anos, Marte estará objetivamente longe para corrigir esse estado de coisas.

Por que essa situação nunca ocorreu no passado?

Pode ter surgido, mas não chamou a atenção dos astrônomos dos séculos passados, uma vez que o fenômeno em si - a "grande oposição de Marte" - foi introduzido apenas quando se tornou possível determinar com precisão as distâncias dos planetas, ou seja, relativamente recentemente.

Por que em alguns confrontos Marte brilha com uma luminária surpreendentemente brilhante e, em outros - apenas uma "estrela" avermelhada comum - nem os astrônomos antigos, nem os contemporâneos de Galileu sabiam disso. E mesmo na era da invenção do telescópio, entre os astrônomos sérios, havia muitos defensores de teorias sobre esferas de cristal e círculos ideais em vez de órbitas elípticas.

E quanto as características visuais de Marte diferem da oposição à oposição?

Primeiro de tudo, o brilho do planeta varia muito. Entre os confrontos, quando Marte se perde à noite ou no amanhecer, seu brilho é comparável ao brilho de uma das estrelas do balde da Ursa Maior e ninguém presta atenção nele. Durante confrontos distantes, quando a Terra e Marte são separados por cem milhões de quilômetros, Marte é visivelmente mais brilhante e já compete com sucesso com as estrelas mais brilhantes do céu. Sua magnitude característica é -1m. Ou seja, é mais brilhante que a maioria das estrelas, mas mais fraco que Sirius (Alpha Canis Major é a estrela mais brilhante do céu). Mas durante o grande confronto, o brilho de Masa atinge -2,9 me depois Marte se torna a estrela mais brilhante do céu da Terra depois do Sol, Lua e Vênus. E se você considera que nem o Sol nem Vênus brilham à noite, durante o grande confronto de Marte, apenas a Lua pode brilhar mais do que no céu. Mas mesmo sob a Lua, Marte atrai atenção absolutamente intransigente com seu tom distintamente vermelho, já que nenhuma das estrelas brilhantes tem uma cor vermelha tão rica ... A menos que a Lua esteja em um eclipse ...




E aqui lembramos que o grande confronto de Marte em 27 de julho de 2018 ocorrerá na mesma data com um eclipse lunar total - não menos marcante que o confronto de Marte.

Vamos agora falar um pouco sobre o eclipse.

Mesmo há dez anos, parecia-me que não era necessário explicar a natureza de tais fenômenos, e eles mais ou menos percebem claramente por que os eclipses acontecem - que os corpos celestes projetam sombras. E um observador (um caso característico de um eclipse solar) ou outro corpo celeste (isto é quase um eclipse lunar) pode cair na sombra de um corpo celeste. , , , , , , .

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A prática mostra que em ISO 100 e zoom de 10x e acima, exposições da ordem de 1/100 de segundo são relevantes. Se a lua estiver alta no céu, será mais brilhante, porque a absorção de sua luz na atmosfera é mínima e a exposição de 1/160 a 1/200 segundo é adequada. Mas na noite de 27 a 28 de julho, a Lua estará bem baixa acima do horizonte. Na latitude de Moscou, sua altura não será superior a 15 graus. Isso é bastante baixo e serão necessárias exposições de talvez até mais de 1/100 de segundo - por exemplo, 1/60. Ao mesmo tempo, a fotografia portátil resultará em imagens tremidas. Um tiro nítido e sem graxa exigirá um tripé. Mas, mesmo usando um tripé, é necessário tirar uma foto com um atraso no temporizador de 2 segundos para evitar vibração ao pressionar o botão do obturador.

É melhor usar o foco manual se a câmera tiver essa funcionalidade. Se o foco for automático, a câmera focalizará a Lua (que é comum na maioria das câmeras) ou você terá que usar um objeto auxiliar localizado a uma distância considerável - pressionando o botão do obturador até a metade e focalizando uma lanterna ou janela distante, mova a câmera para Para a lua, e já pressione o botão até o fim e tire uma foto.



Para uma lua eclipsada, serão necessários valores de exposição completamente diferentes. É difícil dar uma recomendação exata com antecedência, pois o brilho da lua do eclipse varia muito de eclipse para eclipse. Mas isso definitivamente não é centésimos e décimos de segundo, mas mais perto de um ou vários segundos. E se você deseja remover tanto a Lua no eclipse quanto Marte e a Via Láctea que se estendem da constelação de Sagitário por todo o céu de verão, então você definitivamente precisa de um tempo de exposição de 15 segundos ou mais.



Ao mesmo tempo, o que quer que você fotografe, a abertura deve ser aberta o máximo possível, tanto quanto o design óptico da câmera permitir.

Para observar a lua durante um eclipse (e também fora de um eclipse), binóculos ou telescópio serão muito úteis. Mas para Marte, mesmo na noite do grande confronto, o cano será pequeno. Devo dizer que Marte é um planeta pequeno e, mesmo com um telescópio, às vezes parece um pequeno disco. Para entender com o que estamos lidando, darei essa analogia. Uma moeda de 10 kopeck, com um diâmetro de cerca de 1 cm, parece Marte, a uma distância de 100 metros. Você consegue ver a moeda do outro lado do campo de futebol? E considerar alguns detalhes sobre isso? E tirar uma foto? E se você imagina que também está olhando através de um aquário, no qual a água está constantemente balançando?



Pensando nessa alegoria, talvez você entenda com o que os astrônomos estão lidando. E mesmo usando um telescópio com uma ampliação de 100 vezes, o que cria a ilusão de reduzir a distância de uma moeda para 1 metro, você não pode excluir do esquema um "aquário fervente" da atmosfera da Terra, o que não permitirá considerar novos detalhes em altas ampliações. É por causa do efeito prejudicial da atmosfera na qualidade da imagem dos objetos celestes que os astrônomos já há vários séculos começaram a procurar lugares para seus observatórios nas montanhas, subindo cada vez mais alto. E agora, as mais inovadoras pesquisas e descobertas são feitas, em regra, com a ajuda de telescópios orbitais ou estações automáticas de robótica, aterrissando na superfície do planeta em estudo. Da Terra, é claro, você não pode ver o que o rover Curiosity vê com suas câmeras.



Em um telescópio amador durante o grande confronto de Marte, você só pode ver a calota polar voltada para a Terra, algumas manchas escuras dos mares marcianos e, possivelmente, o Grand Canyon - uma falha gigante na superfície e o mais perceptível dos canais marcianos - o único cuja existência foi objetivamente confirmada (o resto acabou por ser uma ilusão).

Concluindo este longo artigo, desejo a todos os seus leitores bom clima, condições favoráveis ​​à observação - temperatura confortável, atmosfera calma e um horizonte aberto nas direções sudeste - sul - sudoeste. De fato, é nesta parte do céu a baixa altitude que, na noite de 27 a 28 de julho de 2018, Marte será visível no grande confronto e a Lua no eclipse.

Para obter informações mais detalhadas sobre isso e outro corpo celeste, para descobrir as condições de sua visibilidade em sua localidade, o programa astronômico Stellaruim, que é distribuído gratuitamente e funciona na maioria dos computadores, ajudará bastante.

Eu cito os principais pontos do próximo eclipse como um apêndice ao artigo, para que eles não se percam no imenso texto.

Boa sorte

Aplicação:

Fase do Eclipse	Ut	MT	Nota
Peninsula moon entry	17:15	20:15	o fenômeno em si é praticamente invisível aos olhos
Entrada da lua na sombra	18:24	21:24	já é visível e interessante
Imersão total da lua na sombra - o início da fase completa	19:30	22:30	naquele momento, apenas um círculo vermelho escuro fraco permanecerá no céu a partir da lua
Fase máxima do eclipse - a imersão mais profunda da lua na sombra da terra	20:22	23:22	o disco lunar é o mais escuro e, ao mesmo tempo, as melhores condições para fotografar a Lua contra o fundo do céu estrelado, já que o restante do tempo interfere bastante na fotografia das estrelas, e é impossível fotografar a Lua e a Via Láctea
O fim da fase completa - a lua começa a sair da sombra	21:13	00:13	a borda brilhante da lua começa a espreitar para fora das sombras e iluminar o céu ao seu redor
O fim do eclipse das sombras	22:19	01:19	para o olho humano, isso é percebido como o retorno completo da Lua ao céu em sua forma usual - a lua cheia como a lua cheia, embora a Lua fique na penumbra da Terra por mais uma hora, cujo efeito no brilho da Lua só pode ser determinado por dispositivos especiais - fotômetros.
O fim do eclipse da penumbra e o eclipse em geral	23:29	02:29

UT - Tempo Universal
MT - Horário de Moscou

Mapa de visibilidade do eclipse da NASA (o eclipse é visível completamente na zona branca):