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Por que alguns lugares da Terra recebem muito mais eclipses solares do que outros?
Em 2 de agosto de 1153, Jerusalém – uma das cidades mais antigas do mundo – sofreu um eclipse solar total pela última vez até 6 de agosto de 2241, de acordo com o livro Totalidade pelo falecido Fred Espenak, extraordinário calculador de eclipses da NASA. Isso é uma lacuna de 1.108 anos. Entretanto, as pessoas que vivem num quadrante que cobre cerca de 32.400 milhas quadradas (52.200 quilómetros quadrados) em Illinois, Missouri e Kentucky experimentaram a totalidade duas vezes em apenas 6 anos, 7 meses e 18 dias.
Porque é que geração após geração de pessoas em Jerusalém são tão azaradas, enquanto as de Perryville, Cape Girardeau, Paducah, Carbondale, Makanda, Harrisburg e Metropolis estão demasiado familiarizadas com a totalidade a partir dos seus quintais? Por que alguns locais em Terra nunca viram um eclipse solar total em várias vidas humanas, enquanto outros têm um caminho de totalidade – normalmente com cerca de 160 quilômetros de largura – cruzando suas casas regularmente?
Com que frequência ocorrem eclipses solares totais?
A frequência dos eclipses solares totais é difícil de definir porque os intervalos entre eles que ocorrem em qualquer lugar são altamente irregulares. A obra de referência é uma artigo de 1982 pelo astrônomo belga Jean Meeus, uma lenda da astronomia matemática. Usando um computador pessoal HP-85 – um dos primeiros disponíveis – Meeus calculou caminhos de totalidade ao longo dos próximos 600 anos para chegar a uma resposta. A sabedoria recebida era que um total eclipse solar ocorre em um determinado lugar da Terra uma vez a cada 360 anos, em média, mas esse número remonta a um livro de astronomia de 1926 que não oferecia nenhum cálculo de apoio. Os cálculos de Meeus refinaram o número para uma média de 375 anos. Este número tem sido o padrão desde então, mas dados os avanços na computação, os esforços recentes têm procurado aperfeiçoá-lo, processando mais dados de diferentes maneiras.
Mapa de calor de 5.000 anos da NASA
Em março de 2024, pouco antes do segundo “Grande Eclipse Americano” em sete anos, Ernie Wright no Estúdio de Visualização Científica da NASA publicado um mapa de calor dos caminhos da totalidade pela Terra. Ele contém os caminhos de 3.742 eclipses solares totais ao longo dos 5.000 anos entre 2.000 AC e 3.000 DC. Foi criado usando o Cinco Cânones do Milênio de Eclipses Solaresuma lista de eclipses calculada por Jean Meeus e o falecido Fred Espenak, publicada em 2006. “É evidente no mapa de calor que um eclipse solar total pode acontecer em qualquer lugar da Terra”, escreveu Wright. “Na verdade, não há um único pixel no mapa que não seja visitado por pelo menos um eclipse – nem um único ovo de ganso em qualquer um dos 14,6 milhões de pontos amostrados pelo mapa.” Cada pixel no mapa de Wright experimenta entre um e 35 eclipses solares totais no período de 5.000 anos.
Estudo de 14.999 anos da Time and Date
UM papel submetido ao arXiv em fevereiro e aceito para publicação no Journal of the British Astronomical Association ainda este ano – é a tentativa mais abrangente, cobrindo 35.538 eclipses solares ao longo de 14.999 anos, um trabalho de computação que usou 662.000 gigabytes-hora de memória e 147.000 horas de núcleo em 102 dias de cálculos contínuos. Descobriu que uma figura nova e refinada – 373 anos. “O número de Meeus é amplamente citado e pensamos que seria interessante ver o que aconteceria se você deixasse um computador moderno resolver o mesmo problema”, disse o autor principal Graham Jones, astrofísico e comunicador científico da Time and Date, ao Space.com. No entanto, além de refinar o trabalho de Meeus, esta pesquisa descobriu padrões mais profundos sobre onde e quando ocorrem os eclipses solares totais, ligados à mecânica orbital da Terra.
O ‘efeito latitude’
Ambos os artigos recentes revelam padrões de onde e quando ocorrem eclipses solares totais que anteriormente eram apenas suspeitados. Uma descoberta surpreendente do artigo da Time and Date é um “efeito de latitude”, pelo qual a frequência de eclipses solares de qualquer tipo atinge o pico em torno dos Círculos Ártico e Antártico e é mais baixa perto do equador. A razão é simples: perto dos círculos polares, o solO caminho desce ao longo do horizonte durante certas épocas do ano, aumentando a janela durante a qual um eclipse pode ocorrer.
A pesquisa de Wright para a NASA descobriu que ocorrem mais eclipses totais no hemisfério norte do que no hemisfério sul, principalmente por causa da órbita ligeiramente elíptica da Terra em torno do sol. Também são mais frequentes no verão porque o sol fica mais tempo. “O verão no hemisfério norte acontece quando a Terra está perto do afélio, a maior distância do Sol durante o ano, e isso torna o Sol um pouco menor no céu, dando à Lua uma melhor chance de cobri-lo completamente”, escreve Wright. No entanto, as datas do afélio e periélio (quando a Terra está mais próxima do Sol durante o ano) flutua ao longo dos séculos. “Há um ciclo de 21.000 anos em que as datas do afélio e do periélio variam ao longo do calendário, portanto, daqui a cerca de 4.500 anos, o afélio e o periélio coincidem com os equinócios e, nessa fase, nenhum dos hemisférios tem esta vantagem em termos de aproximar ou afastar o Sol durante os meses de verão.” Dentro de cerca de 9.500 anos, este alinhamento será revertido, transferindo a vantagem para o Hemisfério Sul. É este ciclo de 21.000 anos que explica por que o intervalo real entre os eclipses solares totais em qualquer lugar permanece altamente irregular quando comparado com a média.
E quanto aos eclipses solares anulares do ‘anel de fogo’?
A frequência dos eclipses solares anulares – quando um lua nova que está mais distante da Terra bloqueia apenas o centro do disco solar para causar um eclipse anular (anel) – também foi coberto por Meeus e Hora e Data. A pesquisa revela que um eclipse solar anular ocorre em um determinado local da Terra uma vez a cada 224 anos (Meeus) ou 226 anos, em média, respectivamente. Por que são mais frequentes que os eclipses solares totais? “Há mais eclipses anulares porque se você considerar o tamanho médio do Sol e da Lua em todos os eclipses, então geralmente o Sol é mais frequentemente um pouco maior que a Lua”, diz Jones.
Essa é uma tendência que só vai aumentar. Os eclipses solares totais ocorrem porque a lua e o Sol pode ter o mesmo tamanho aparente no céu da Terra — o Sol é cerca de 400 vezes mais largo que a Lua, mas a Lua está cerca de 400 vezes mais próxima. No entanto, a lua está afastando-se lentamente da Terra em 1,5 polegadas (3,8 centímetros) por ano, o que tem consequências devastadoras para os caçadores de eclipses. “Se você olhar para escalas de tempo realmente longas, à medida que a Lua se afasta lentamente, os eclipses totais eventualmente param completamente.” A boa notícia? Isso não acontecerá por cerca de 600 milhões de anos.
