Qual fator é fundamental para determinar a visão diferenciada dos formatos das fases da lua nos hemisférios Norte e Sul?

4 de março, 2020 às 17:42 | Postado em Astronomia, Lua

Por que as fases da Lua são distintas nos hemisférios Norte e Sul?

A fase da Lua  é definida pela  iluminação do Sol na face do satélite voltada para a Terra. A fase depende portanto da posição da Lua em sua órbita em torno da Terra, usando-se como referência o eixo Terra-Sol.  A Figura 1 é uma representação simplificada na qual os tamanhos relativos da Lua, da Terra, das distâncias Terra-Lua e da órbita em torno do Sol não estão em escala.

Como a fase da Lua depende apenas da posição da Lua em sua órbita, ela é independente da posição de um observador na superfície da Terra. Desta forma, não importando qual seja a localização na superfície da Terra a fase da Lua num dado momento é a mesma. Entretanto diferentes observadores verão a Lua segundo orientações diversas pois o eixo vertical para cada observador depende de sua posição na superfície da Terra já que esta é esférica e a vertical está orientada perpendicularmente à superfície do planeta.

A Figura 2 exemplifica com um objeto celeste avistado por antípodas (duas pessoas em pontos diametralmente opostos na superfície do planeta), o Tanaka e o João, observando simultaneamente este objeto (a Lua por exemplo) que, para fins de entendimento, possui um sistema de eixos ortogonais (azul e vermelho). O Tanaka e o João se encontram de costas nesta representação; portanto se transita de um dos antípodas para o outro através de uma rotação de 180 graus. O eixo vermelho no objeto celeste observado tem a orientação da vertical para cima para o Tanaka  enquanto para o João é vertical para baixo. Já o eixo azul aponta da direita (D) para a esquerda (E)  do Tanaka e da esquerda (E) para a direita (D) do João. Desta forma os dois antípodas observando o mesmo objeto celeste, o perceberão de maneira diferente, isto é com uma rotação de 180 graus.

A Figura 3 apresenta imagens retiradas de dois vídeos excelentes, um feito no Japão e outro no Rio de Janeiro, na lua cheia de fevereiro de 2017. Na esquerda está a imagem da Lua no Japão e à direita no Rio de Janeiro. São indicadas nas duas imagens três estruturas na superfície da Lua com setas de cores diversas, usando a mesma cor nas duas imagens para identificar a mesma estrutura.

Como se pode observar na Figura 3 as duas imagens diferem por uma rotação de aproximadamente 180° conforme o previsto (na verdade o Japão não é a região antípoda do Rio Janeiro mas está próxima dela).

A aparência da Lua em qualquer dia do mês lunar em que se faça a observação em dois locais da Terra sempre diferirá por uma rotação em um ângulo que depende da distância angular entre os dois locais de observação. Daqui de Torres no RS para Roma na Itália temos um deslocamento angular em latitude e longitude, ambos em cerca de 70 graus.  O Prof. Adriano Barcellos (IFSUL)  enviou fotos da lua crescente de agosto de 2016. Na  Figura 4 vemos fotografias da lua crescente em Torres (abaixo) e em Roma (acima, feita por Daniel Varella Salvador). Conforme a expectativa  observamos a Lua crescente rotacionada de uma imagem para a outra.

Então, apesar de a fase da Lua não depender da posição de observadores na Terra, eles a observarão de modo diferente dependendo das suas posições na Terra. Diferenças podem ser notadas até quando os observadores se encontram no mesmo hemisfério.

Vide mais sobre o tema da postagem em A aparência da Lua e a forma esferoidal da Terra!

Vide o artigo CONCEPÇÕES DE ESTUDANTES UNIVERSITÁRIOS SOBRE AS FASES DA LUA que apresenta um teste para verificar a compreensão sobre as fases da Lua.

“Docendo discimus.” (Sêneca)

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