Umbra e penumbra: as duas partes de uma sombra
Toda sombra feita por um corpo iluminado por uma fonte extensa, como o Sol, tem duas partes: a umbra, escura, e a penumbra, mais clara. Nos eclipses, essas regiões decidem o que o observador vê no céu.
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Toda sombra feita por um corpo iluminado por uma fonte extensa, como o Sol, tem duas partes: a umbra, escura, e a penumbra, mais clara. Nos eclipses, essas regiões decidem o que o observador vê no céu.
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- Diagrama didático
- Como ocorre, passo a passo
- 4 conceitos
- 3 dúvidas comuns
- 3 curiosidades com fonte
Seu desafio: Eclipse lunar, uma rodada curta no simulador. O jogo é opcional: “Ler sem jogar” libera o artigo completo agora.
Explicação
O Sol não é um ponto de luz: é um disco largo. Cada ponto desse disco ilumina a Terra ou a Lua de um ângulo um pouco diferente, e por isso a sombra não tem borda nítida. No centro, nenhuma parte do disco solar chega, e a sombra é completa: é a umbra. Ao redor, parte do disco ainda ilumina, e a sombra é parcial: é a penumbra.
A umbra tem forma de cone que se estreita ao se afastar do corpo, porque o Sol é maior que ele. A penumbra forma um cone que se abre cada vez mais. Quem está na umbra de um eclipse solar vê o Sol totalmente coberto; quem está na penumbra vê apenas uma parte dele coberta, e a região de penumbra é muito mais extensa que a de umbra.
Existe ainda a antumbra, região além da ponta da umbra, onde o corpo que faz sombra parece menor que o Sol. De lá se vê um anel de luz solar ao redor do disco escuro. É assim que surge o eclipse solar anular: a Lua parece pequena demais para tapar o Sol inteiro, quando está mais afastada da Terra, e o observador fica na antumbra.
Representação visual
Como ocorre
A sombra se divide em duas por causa do tamanho do Sol, e o princípio vale para a Terra e para a Lua.
- O Sol emite luz de todos os pontos de seu disco, e não de um ponto só.
- Um corpo opaco, como a Lua, bloqueia essa luz atrás dele.
- Na região central atrás do corpo, toda a luz é bloqueada: forma-se a umbra.
- Nas laterais, apenas parte da luz é bloqueada: forma-se a penumbra.
- Quem entra nessas regiões percebe o brilho cair aos poucos na penumbra e de forma forte na umbra.
Posição relativa entre Sol, Terra e Lua
No diagrama, o corpo que faz a sombra fica no centro, com o cone da umbra, mais escuro, dentro, e o cone da penumbra, mais claro, envolvendo-o. Os dois apontam para o lado oposto ao Sol: a umbra se estreita e a penumbra se alarga.
No eclipse solar, a sombra da Lua cai sobre a Terra, na ordem Sol, Lua e Terra. No eclipse lunar, a sombra da Terra cai sobre a Lua, na ordem Sol, Terra e Lua. Tamanhos e distâncias do desenho não estão em escala.
Conceitos relacionados
- Umbra
- Parte da sombra onde a luz direta do Sol está totalmente bloqueada. É a região mais escura.
- Penumbra
- Parte da sombra onde só uma porção do Sol é bloqueada. Ela forma uma transição suave entre luz e sombra.
- Antumbra
- Região além da ponta da umbra, de onde o corpo que faz sombra parece menor que o Sol e deixa um anel de luz visível.
- Fonte extensa
- Fonte de luz com tamanho, e não um ponto. É por isso que a sombra do Sol tem uma borda gradual.
Erros e dúvidas comuns
Ideia comumA sombra sempre tem borda nítida.
Na verdadeNão tem. Como o Sol é um disco, a penumbra cria uma transição gradual entre claro e escuro, e a borda real da sombra é difusa.
Ideia comumQuem está na penumbra da Lua não vê nada de especial.
Na verdadeVê um eclipse solar parcial, com parte do Sol coberta. O filtro seguro, de norma ISO 12312-2, continua obrigatório o tempo todo.
Ideia comumA sombra da Terra na Lua é do mesmo tamanho da sombra da Lua na Terra.
Na verdadeA sombra da Terra, na altura da Lua, é bem mais larga que o satélite. Já a sombra lunar que toca a Terra é pequena. Por isso a totalidade lunar dura bem mais que a solar.
Curiosidades verificáveis
- A penumbra da Lua cobre uma região da Terra muito mais ampla que a umbra, por isso mais gente vê um eclipse parcial do que um total. NASA
- Quem estivesse na Lua durante um eclipse lunar total veria a Terra encobrir o Sol, cercada por um anel avermelhado de luz solar filtrada. NASA
- Num eclipse anular, o observador está dentro da antumbra: a ponta da umbra termina antes de chegar ao chão. NASA Goddard
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Eclipses
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Um eclipse solar acontece quando a Lua se coloca entre o Sol e a Terra e a sombra dela cai sobre uma região do planeta. Só ocorre na lua nova, mas não em toda lua nova, porque a órbita lunar é inclinada.
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Um eclipse lunar acontece quando a Terra fica entre o Sol e a Lua e a sombra do nosso planeta cai sobre o satélite. Só ocorre na lua cheia e pode ser visto a olho nu por todos que estão no lado noturno da Terra.
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Tipos de eclipse solar
Os eclipses solares se dividem em quatro tipos: total, anular, parcial e híbrido. A diferença vem do tamanho aparente da Lua, que muda com a distância dela à Terra, e do lugar onde o observador está dentro da sombra.
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Tipos de eclipse lunar
Os eclipses lunares são de três tipos: total, parcial e penumbral. O que separa um do outro é quanto da Lua atravessa a umbra, a parte escura da sombra da Terra, ou apenas a penumbra, a parte de sombra fraca.
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Fontes
- NASA Science – Eclipses NASA
- NASA GSFC – Eclipse Web Site (Fred Espenak) NASA Goddard
- NASA Science – A Lua NASA
Como escolhemos e verificamos as fontes: fontes e metodologia.