Analema Explicado: Como Fazê-lo Facilmente
Conseguir essas impressionantes imagens do Sol fazendo curvas estranhas no céu não é um trabalho rápido — leva um ano inteiro! Neste artigo, vamos contar como essas curvas funcionam e como você pode fazer seu próprio analema com apenas alguns toques.
Índice
- O que é um analema?
- Como fazer seu próprio analema
- Qual é o significado do analema?
- Por que o analema é uma figura oito?
- Como era a analema no passado?
- Como é a analema em outros planetas?
- Conclusão
O que é um analema?
Um analema é a curva fechada que se assemelha a um oito alongado que o Sol faz no céu durante um ano se você capturar sua posição na mesma hora todos os dias de um ponto fixo. Em astronomia, o termo "analema" é usado em referência ao Sol, mas as curvas em forma de oito da Lua também são comumente chamadas de analemas, embora sejam feitas de maneira um pouco diferente.
Fazer uma foto de um analema é conhecido como uma das coisas mais difíceis e demoradas em astrofotografia. Você precisa colocar uma câmera em um local e fotografar o Sol várias vezes ao longo do ano, sempre no mesmo horário do dia. Então, você deve sobrepor todas essas fotos juntas e obter o resultado final. A propósito, a aparência dos analemas depende de vários fatores que discutiremos mais adiante.
Analema do Hemisfério Norte vs. Hemisfério Sul
Vamos falar sobre como o analema parece em diferentes lugares da Terra; suponha que fazemos um analema por volta do meio-dia solar, quando o Sol está no seu ponto mais alto no céu.
Analemas capturados no Hemisfério Norte aparecem como um oito com um laço menor na parte superior. Se capturássemos um analema no Polo Norte, veríamos apenas a metade superior de um oito vertical.
No Hemisfério Sul, o laço menor fica sob o maior. No Polo Sul, apenas a metade superior (o laço maior) seria visível acima do horizonte.
Lembre-se de que o Sol está mais alto no analema no verão (junho no Hemisfério Norte, dezembro no Hemisfério Sul) e mais baixo no inverno. Os momentos intermediários compõem o restante do padrão. Para capturar um oito em pé, crie um analema perto do meio-dia solar. Para capturar um analema inclinado, escolha o horário antes ou depois do Sol atingir o meio-dia solar.
Como fazer seu próprio analema
Há duas maneiras de fazer um analema por conta própria: o modo difícil e o modo fácil. Estamos adotando o caminho fácil aqui, mas se você está se sentindo aventureiro, pode encontrar todos os passos complicados em Instructables.com. Eis como você pode construir um analema para qualquer localização em apenas um minuto:
- Abra o aplicativo gratuito Sky Tonight (baixe-o aqui se ainda não o tem);
- Localize o Sol no mapa do céu e toque nele;
- Pressione o pequeno ícone da câmera que aparece na parte inferior;
- Voilà, você tem um analema solar!
- Sobreponha o analema na imagem da sua câmera tocando duas vezes no grande ícone redondo azul.
Você pode ajustar a aparência do analema usando o painel na parte inferior. Quatro dos cinco ícones inferiores controlam a exibição da data, visibilidade abaixo do horizonte, densidade do padrão e exibição da linha. O primeiro ícone da fila alterna entre diferentes tipos de curvas.
Como fazer curvas para a Lua e outros objetos celestes
A diversão não termina aí. O aplicativo "Sky Tonight" permite que você crie curvas interessantes para outros objetos celestes também, como a Lua, planetas, planetas anões (exceto Plutão), asteroides e cometas!
As curvas em forma de oito da figura lunar são particularmente interessantes. Elas se parecem com o analema, mas para criá-las, você marca a posição da Lua com um pequeno atraso — a cada 24 horas e 51 minutos em vez das 24 horas usuais. Isso representa o tempo que a Lua leva para retornar à mesma posição no céu. A curva inteira cobre a duração de um mês lunar.
Para fazer curvas para outros objetos, siga os mesmos passos, como para o Sol. Você também pode alterar as configurações usando os ícones na parte inferior do painel desdobrável.
Qual é o significado do analema?
Existe um tempo solar aparente, que varia ao longo do ano devido à forma como a Terra orbita o Sol. Há também um tempo solar médio — um tempo consistente mantido pela maioria dos relógios e que seria medido pela observação se o Sol viajasse a uma velocidade aparente uniforme durante todo o ano. A diferença entre o tempo solar aparente e o tempo solar médio é conhecida como equação do tempo. Um analema, capturado todos os dias no mesmo tempo solar médio, é basicamente um diagrama da equação do tempo.
A Terra tem uma órbita ligeiramente alongada, e quando está mais próxima do Sol (por volta de janeiro de cada ano), ela se move mais rápido devido às forças gravitacionais. Além disso, o eixo da Terra está inclinado: o hemisfério norte do nosso planeta está inclinado em direção ao Sol de março a setembro, enquanto o hemisfério sul está inclinado em direção ao Sol de setembro a março.
Os efeitos combinados da órbita elíptica e da inclinação resultam em que o comprimento de cada dia solar seja ligeiramente diferente do dia anterior. É por isso que o tempo solar aparente varia ao longo do ano. Por exemplo, em novembro, o tempo solar aparente pode estar 16 minutos adiantado em relação ao tempo solar médio, em fevereiro está 14 minutos atrasado, e em abril e setembro, os dois tempos se cruzam, continuando em um ciclo sem fim.
Por que o analema é uma figura oito?
O analema aparece como uma figura oito ligeiramente alongada devido à inclinacao axial da Terra e sua órbita elíptica. Aqui está como funciona.
A forma básica de oito do analema vem principalmente da inclinação do eixo da Terra. Devido à inclinação, do ponto de vista do Sol, a Terra parece oscilar enquanto orbita o Sol. E por causa dessa oscilação, vista de uma posição fixa na Terra, o Sol parece fazer o padrão de figura oito no céu da Terra. Sem a inclinação axial, o analema seria oval. No equador, seria uma linha reta de oeste para leste.
A assimetria do analema é devido à órbita alongada da Terra. Se a órbita da Terra fosse circular, os laços superiores e inferiores do analema seriam idênticos.
Em diferentes momentos do ano, a Terra se move mais próxima e mais longe do Sol. Perto do ponto mais próximo do Sol (periélio em janeiro), nosso planeta acelera, então o Sol desenha um laço maior em nosso céu. Se você olhar para analemas capturados de diferentes locais, verá que o padrão do analema se torna menos denso e mais amplo em todos os lugares por volta de janeiro.
A Terra gira uma vez em seu eixo em cerca de 23 horas e 56 minutos (isso é chamado de dia sideral). Mas leva cerca de 4 minutos a mais para que o Sol retorne ao mesmo ponto no céu ou meridiano local (isso é chamado de dia solar).
Em dois dias consecutivos, nosso planeta deve girar um pouco mais em seu eixo para que o Sol retorne ao mesmo lugar. Durante um único dia sideral, a Terra gira 360°, e para completar o dia solar, deve girar 1° a mais (para um total de 361°). E à medida que a velocidade da órbita da Terra muda, também muda o ângulo extra que a Terra deve girar para trazer o Sol de volta ao meridiano.
Perto do periélio, a Terra acelera e tem que girar um pouco mais. Portanto, o sol leva mais tempo para se mover de um meio-dia solar para o próximo. Quando nossos relógios dizem que é meio-dia, o Sol ainda não atingiu o meridiano local. O oposto acontece perto do afélio, quando a Terra está se movendo mais lentamente em sua órbita. Nesse momento, a Terra não precisa fazer um ângulo tão grande para trazer o Sol de volta sobre o meridiano local. Quando nosso relógio diz meio-dia, o Sol já cruzou o meridiano local.
Também é importante se o periélio da Terra coincide com um solstício ou equinócio. Quando o periélio da Terra coincidiu com o solstício, como aconteceu há 750 anos, o analema tinha um eixo de simetria norte-sul. Hoje, a Terra alcança o periélio aproximadamente 12 dias após o solstício de inverno, então o analema está ligeiramente inclinado.
Como era a analema no passado?
Como já mencionamos, a aparência da analema da Terra depende da latitude e da hora do dia. Mas elas também eram diferentes no passado e serão diferentes no futuro. Vamos dar uma olhada rápida no que exatamente mudou ao longo do tempo.
Devido à lenta precessão do eixo da Terra e outros fatores, os equinócios e o ponto do periélio da Terra se deslocam gradualmente ao longo da eclíptica. Agora, eles estão se aproximando lentamente um do outro. Em 1246, o periélio ocorreu na data do solstício de dezembro; em 6489, ocorrerá no equinócio de março, em 11,732 – no solstício de junho, e em 16,974 no equinócio de outono. Os laços das curvas da analema são diferentes em todos esses casos.
A longo prazo, tanto a excentricidade quanto a longitude do periélio passam por mudanças significativas. Por exemplo, há cerca de 100.000 anos, a órbita da Terra era muito mais elíptica do que é hoje, com uma excentricidade de aproximadamente 0,0473. Cerca de 98.500 a.C., o periélio coincidiu com o equinócio de setembro, fazendo a analema se inclinar ligeiramente. Cerca de 93.000 a.C., o periélio coincidiu com o solstício de dezembro. Por causa disso e da maior excentricidade, a analema parecia uma gota!
Como é a analema em outros planetas?
Analemas, aquelas formas formadas pela posição do Sol no céu ao longo de um ano, variam de planeta para planeta. Cada um tem sua própria aparência única, e aqui está um resumo simples.
Pegue Marte, por exemplo. Sua analema se assemelha a uma lágrima devido a uma combinação de fatores como alta excentricidade (0,0934 em comparação com 0,0167 da Terra) e seu periélio e afélio alinhados com seus equinócios.
Agora, a analema, vista de Mercúrio, é muito simples. Com uma pequena inclinação axial (menos de um grau), sua analema é apenas um ponto. As analemas de Vênus e Júpiter têm uma forma elíptica. Saturno? Pense em lágrima com um pequeno laço. Netuno e Urano? Eles mostram um padrão de oito deitado também.
Conclusão
Uma analema pode parecer apenas o caminho aparente do Sol no céu ao longo do ano, mas é muito mais complicado no mundo da astronomia. Sua forma é influenciada por muitos fatores e sua explicação envolve matemática complexa. Neste artigo, decompomos este termo em linguagem simples. Além disso, compartilhamos uma maneira rápida de qualquer um criar sua própria analema em apenas um minuto. Baixe o app Sky Tonight — é a sua maneira fácil de entender astronomia!
