Bule Voador

Céu e Terra – Esfera Celeste

 

Atualmente o conhecimento astronômico é pouco difundido e a maioria das pessoas não conhece sequer o mais básico do assunto. As escolas mal ensinam a respeito e mesmo nas Universidades este conhecimento acaba restrito a quem se especializa. É como se ninguém mais olhasse para cima e as pessoas tivessem esquecido que o céu existe, mas não é assim: as pessoas ainda olham para o céu, mas não entendem muito o que é visto. Não precisa ser assim, com vontade e um pouco de paciência é fácil aprender e apreender o que se vê no céu. E, claro, com algumas imagens.

O tema de hoje é a Esfera Celeste, algo relativamente simples que é conhecido desde a Antiguidade, mas que assusta se for apresentada de uma vez, já que ela contém muitas informações. Sem pressa, cada um dos seus elementos será apresentado, definido e ilustrado numa ou mais imagens, para que tudo fique bem inteligível. E a maneira mais fácil de começar a entender o céu é a partir do chão.

Para um observador qualquer é possível definir um plano perpendicular à Normal (a direção na qual as coisas caem se simplesmente abandonadas no ar), chamado Plano do Horizonte. Este plano, em geral, contém o solo onde o observador pode se mover, eventualmente a água do mar, lago ou rio sobre a qual o observador navega (com auxílio de uma embarcação, na maioria das vezes) e coisas assim. Quando o observador olha para o mais distante que puder neste plano, observa uma separação entre o Plano do Horizonte, abaixo, e o Céu, acima: esta linha separando o céu da terra é a Linha do Horizonte. Aqui o termo Horizonte se refere tanto ao plano quanto à linha.

Horizonte

Observador e seu Horizonte

Acima do Horizonte o observador se depara com uma superfície (apenas aparentemente) lisa e hemisférica (isto é, a metade de uma esfera), onde percebe pontos luminosos, especialmente à noite, chamados Astros. Se são pequenos, meros pontos brilhantes, são chamados Estrelas, enquanto outros dois astros maiores e mais brilhantes podem ser vistos no céu (mas por enquanto serão ignorados), o Sol, durante o dia, e a Lua (muitas vezes à noite, mas também durante o dia). Assim, o Céu parece ser uma superfície semi-esférica lisa que começa na Linha do Horizonte e pode ser chamado, também, de Abóbada Celeste.

Abóbada Celeste

Céu acima do Horizonte

Quando o observador passa algum tempo contemplando o Céu ele repara que “todas” as estrelas se movem juntas, mas muito lentamente, descrevendo amplos círculos concêntricos no céu. Exceto o Sol, a Lua e outros cinco curiosos pontos luminosos, todas as estrelas se movem em conjunto, sem que a distância entre elas mude, como se estivessem “presas” na superfície da Abóbada Celeste: por causa disso são chamadas Estrelas Fixas, embora se movam.

Se o observador olhar numa direção específica, notará que a certa distância do Horizonte os círculos descritos pelas trajetórias das estrelas fixas ficam cada vez menores, até um ponto hipotético que é o centro de rotação do Céu. Este ponto muito especial é chamado de Polo Celeste. A distância angular do Horizonte até o Polo Celeste recebe um nome especial, Latitude, e varia de acordo com a posição do observador na Terra.

Polo Celeste

A linha clara é a Latitude

Polo Celeste

Polo Celeste

Quanto mais próximo de um Polo Terrestre estiver o observador, mais alto o Polo Celeste estará no Céu. Quanto mais distante de um Polo Terrestre estiver o observador, mais baixo estará o Polo Celeste. Se o observador estiver no Equador Terrestre, ambos os Polos Celestes serão visíveis na Linha do Horizonte. Adiante o leitor entenderá por quê.

 

As fotos abaixo foram obtidas por câmeras fixas e longo tempo de exposição, de forma que cada estrela, durante várias horas, teve sua trajetória captada pela máquina e é vista não como um ponto, mas como uma linha brilhante. A primeira foi obtida no entorno de um observatório no Hemisfério Sul, enquanto a segunda foi obtida no Equador.

Polo Celeste

Polo Celeste no Hemisfério Sul

Polo Celeste

Trajetória das Estrelas Fixas no Equador Terrestre

 

Há um país com o nome Equador, mas ele é relativamente recente. O nome se refere a um grande círculo muito específico (grande círculo, ou grande circunferência, é o nome que se dá a uma circunferência que divide uma esfera em duas partes iguais) do Céu. Todas as estrelas fixas giram ao redor do Polo Celeste. A linha imaginária que liga o observador, no Plano do Horizonte, ao Polo Celeste é chamada Eixo Celeste. A linha imaginária perpendicular ao Eixo Celeste define o Plano do Equador, enquanto o Equador é o círculo imaginário que divide o Céu em duas partes iguais e que é perpendicular ao Eixo Celeste.

Equador Celeste

Equador

O ponto mais alto do Céu, ou seja, que é perpendicular ao Horizonte, é chamado Zênite, palavra de origem árabe que significa “acima da cabeça“. É provável que o leitor ou leitora já tenha se dado conta de duas situações curiosas: se o observador estiver num dos Polos Terrestres, o Polo Celeste estará no Zênite (e, portanto, o Equador estará exatamente sobre a Linha do Horizonte) e se o observador estiver no Equador Terrestre, ambos os Polos Celestes estarão em lados opostos do Horizonte e o Equador passará pelo Zênite (aliás, esta condição é que define a posição do Equador Terrestre).

Zênite

O Zênite

No entanto, o Céu é uma esfera e o Horizonte é um grande círculo, que o divide em duas partes iguais: uma visível, acima do horizonte, chamada Hemisfério Visível (ou Zenital) e outra não visível, abaixo do horizonte, chamada Hemisfério Não Visível (ou Nadiral). O ponto simétrico ao Zênite, isto é, o ponto mais baixo da Esfera Celeste é chamado Nadir, outra palavra de origem árabe que significa “contraparte (do zênite)“. Por conta da simetria esférica, o outro Polo Celestial está no Hemisfério Nadiral.

Agora, todos os elementos mais básicos da Esfera Celeste foram apresentados e serão ilustrados na imagem a seguir, em que:
P: Polo Celeste
P’: o outro Polo Celeste
Z: Zênite
Z’: Nadir
E: Equador
H: Horizonte

Esfera Celeste

Finalmente, a Esfera Celeste

Também pode ser conveniente projetar esta esfera “tridimensional” numa circunferência plana, muito útil para apresentar ou calcular ângulos e trajetórias, como se vê abaixo, onde se acrescentou:
φ: a Latitude
e: o Eixo Celeste (que liga os Polos Celestes)

Projeção

Projeção da Esfera Celeste

Espero que o leitor ou leitora aprecie o texto, compreenda as imagens e aguarde ansiosamente por mais conteúdo astronômico. E sem ser rude, no próximo texto será usado um pau ou bastão, porque mesmo com este texto introdutório eu tenho certeza que o leitor, ou leitora, está desorientado.

Autor: Leandro Cardoso Bellato

Leandro Bellato
Curioso insaciável, eternamente apaixonado por filosofia, história, biologia, antropologia, arqueologia e com paixonites por linguística, sociologia e literatura, tendo a cabeça literalmente nas nuvens, dada a minha formação em Ciências Atmosféricas e minha quedinha por astronomia.
  • Eli Diol Oliveira

    Olá… Legal o assunto. Gostaria de saber se o zênite é comum também no polo sul, ou se de lá, ao olhar para os céus, temos a sensação de que o zênite está em algum ponto em direção do polo norte?
    Desde já, obrigado.