Um ciclo lunar são quantos dias

2 de dezembro, 2019 às 13:29 | Postado em Astronomia, Gravitação, Lua, Mecânica

Se um ciclo lunar é um período de tempo constante, por que não é todo mês um ciclo lunar exato, e não 31 dias aqui, 30 dias lá e 28 dias?

Respondido por: Prof. Fernando Lang da Silveira - www.if.ufrgs.br/~lang/

A duração do ciclo lunar ou lunação (período sinódico) de nosso satélite não é constante. Em média a duração do período sinódico da Lua é 29,5 dias, variando entre 29,3 dias e 29,8 dias conforme se observa na figura 1.

As razões para que o período sinódico da Lua seja variável estão discutidas no artigo As variações dos intervalos de tempo entre as fases principais da Lua.

Então caso a duração do mês fosse escolhida como 29 dias ou 30 dias rapidamente a sincronização com a duração do ciclo lunar seria perdida. Mas é possível manter a sincronia intercalando conveniente meses com 29 dias e com 30 dias. Tal é feito no calendário islâmico que é um calendário lunar. O ano islâmico, que possui 12 meses, tem duração de cerca de 11 dias a menos do que o ano no calendário solar gregoriano (nosso calendário). Dessa forma os eventos astronômicos dos solstícios e equinócios mudam sistematicamente de data no calendário islâmico, avançando cerca de 11 dias de uma ano para o outro.

A duração dos meses no calendário gregoriano (calendário por nós utilizado)- 30 ou 31 dias, e o mês de fevereiro com 28 dias ou 29 dias – está definida de forma a garantir que a duração do ano com 12 meses seja muito aproximadamente igual ao período de translação da Terra em torno do Sol, que é 365 dias, 5 horas, 48 minutos e 48 segundos aproximadamente. Então os anos possuem na sua maioria 365 dias e excepcionalmente 366 dias (anos bissextos). No calendário gregoriano as datas dos solstícios e equinócios são quase invariáveis.

Finalmente cabe notar que em um ano acontece cerca de 12,4 ciclos lunares, ou seja, o número de ciclos lunares em um ano não é um número inteiro.

“Docendo discimus.” (Sêneca)

Fase da Lua como vista por um observador no hemisf�rio sul.

atual

À medida que a Lua viaja ao redor da Terra ao longo do mês, ela passa por um ciclo de fases, durante o qual sua forma parece variar gradualmente. O ciclo completo dura aproximadamente 29,5 dias. Esse fenômeno é bem compreendido desde a Antiguidade. Acredita-se que o grego Anaxágoras (≈ 430 a.C.), j� conhecia sua causa, e Aristóteles (384 - 322 a.C.) registrou a explicação correta do fenômeno: as fases da Lua resultam do fato de que ela não é um corpo luminoso, e sim um corpo iluminado pela luz do Sol.

A face iluminada da Lua é aquela que está voltada para o Sol. A fase da lua representa o quanto dessa face iluminada pelo Sol está voltada também para a Terra. Durante metade do ciclo essa por��o est� aumentando (lua crescente) e durante a outra metade ela est� diminuindo (lua minguante). Tradicionalmente apenas as quatro fases mais caracter�sticas do ciclo - Lua Nova, Quarto-Crescente, Lua Cheia e Quarto-Minguante - recebem nomes, mas a por��o que vemos iluminada da Lua, que � a sua fase, varia de dia para dia. Por essa raz�o os astr�nomos definem a fase da Lua em termos de n�mero de dias decorridos desde a Lua Nova (de 0 a 29,5) e em termos de fra��o iluminada da face vis�vel (0% a 100%). Recapitulando, fase da lua representa o quanto da face iluminada pelo Sol est� na dire��o da Terra.

A figura acima mostra o sistema Sol-Terra-Lua como seria visto por um observador externo olhando diretamente para o p�lo sul da Terra. O c�rculo externo mostra a Lua em diferentes posi��es relativas em rela��o � linha Sol-Terra, assumidas � medida que ela orbita a Terra de oeste para leste (sentido hor�rio para um observador olhando para o p�lo sul). O c�rculo interno mostra as formas aparentes da Lua, em cada situa��o, para um observador no hemisf�rio sul da Terra.

As quatro fases principais do ciclo s�o:

Lua Nova:

Lua e Sol, vistos da Terra, est�o na mesma direção
A Lua nasce 6h e se p�e 18h.

A Lua Nova acontece quando a face vis�vel da Lua n�o recebe luz do Sol, pois os dois astros est�o na mesma dire��o. Nessa fase, a Lua está no céu durante o dia, nascendo e se pondo aproximadamente junto com o Sol. Durante os dias subsequentes, a Lua vai ficando cada vez mais a leste do Sol e, portanto, a face vis�vel vai ficando crescentemente mais iluminada a partir da borda que aponta para o oeste, at� que aproximadamente 1 semana depois temos o Quarto-Crescente, com 50% da face iluminada. Lua Quarto-Crescente:

Lua e Sol, vistos da Terra, est�o separados de 90°.
a Lua est� a leste do Sol e, portanto, sua parte iluminada tem a convexidade para o oeste.
a Lua nasce meio-dia e se p�e meia-noite

A Lua tem a forma de um semi-círculo com a parte convexa voltada para o oeste. Lua e Sol, vistos da Terra, estão separados de aproximadamente 90°. A Lua nasce aproximadamente ao meio-dia e se põe aproximadamente � meia-noite. Ap�s esse dia, a fra��o iluminada da face vis�vel continua a crescer pelo lado voltado para o oeste, at� que atinge a fase Cheia. Lua Cheia

Lua e Sol, vistos da Terra, est�o em dire��es opostas, separados de 180�, ou 12h.
a Lua nasce 18h e se p�e 6h do dia seguinte.

Na fase cheia 100% da face vis�vel est� iluminada. A Lua está no céu durante toda a noite, nasce quando o Sol se p�e e se põe no nascer do Sol. Lua e Sol, vistos da Terra, estão em direções opostas, separados de aproximadamente 180°, ou 12h. Nos dias subsequentes a por��o da face iluminada passa a ficar cada vez menor � medida que a Lua fica cada vez mais a oeste do Sol; o disco lunar vai dia a dia perdendo um peda�o maior da sua borda voltada para o oeste. Aproximadamente 7 dias depois, a fra��o iluminada j� se reduziu a 50%, e temos o Quarto-Minguante. Lua Quarto-Minguante

a Lua est� a oeste do Sol, que ilumina seu lado voltado para o leste
a Lua nasce meia-noite e se p�e meio-dia

A Lua est� aproximadamente 90° a oeste do Sol, e tem a forma de um semi-círculo com a convexidade apontando para o leste. A Lua nasce aproximadamente � meia-noite e se põe aproximadamente ao meio-dia. Nos dias subsequentes a Lua continua a minguar, at� atingir o dia 0 do novo ciclo.

O intervalo de tempo m�dio entre duas fases iguais consecutivas � de 29d 12h 44m 2.9s ( 29,5 dias). Esse per�odo � chamado m�s sin�dico, ou luna��o, ou per�odo sin�dico da Lua.

Apresentamos o c�u � meia-noite, de 25 de março de 2007 a 8 de abril de 2007. Nas figuras, o z�nite está no meio da figura.

O per�odo sideral da Lua, ou m�s sideral � o tempo necess�rio para a Lua completar uma volta em torno da Terra, em rela��o a uma estrela. Sua dura��o m�dia � de 27d 7h 43m 11s , sendo portanto 2,25 dias mais curto do que o m�s sin�dico.

O per�odo sin�dico da Lua, com dura��o de aproximadamente 29,5 dias (variando entre 29,26 6 e 29,80 dias), �, em m�dia, 2,25 dias maior do que o per�odo sideral da Lua porque nos 27,32 dias em que a Lua faz uma volta completa em rela��o �s estrelas (o per�odo sideral da Lua), o Sol de desloca [360°/(365,25 dias)] aproximadamente 27�=(27 dias � 1�/dia) para leste e, portanto, � necess�rio mais 2 dias [27�/(360�/27,32 dias)] para a Lua se deslocar estes 27� e estar na mesma posi��o em rela��o ao Sol, que define a fase.

Dia Lunar: Tendo em vista que o per�odo sideral da Lua � de 27,32166 dias, isto �, que ela se move 360� em rela��o �s estrelas para leste a cada 27,32 dias, deduz-se que ela se desloca para leste 13� por dia (360�/27,32), em rela��o �s estrelas. Levando-se em conta que a Terra gira 360� em 24 horas, e que o Sol de desloca 1� para leste por dia, deduzimos que a Lua se atrasa 48 minutos por dia [(12�/360�)�(24h�60m)], isto �, a Lua nasce cerca de 48 minutos mais tarde a cada dia.

Recapitulando, a Lua se move cerca de 13� para leste, por dia, em rela��o �s estrelas. Esse movimento � um reflexo da transla��o da Lua em torno da Terra, completada em 27,32 dias (m�s sideral). O Sol tamb�m se move cerca de 1� por dia para leste, refletindo a transla��o da Terra em torno do Sol, completada em 365,2564 dias (ano sideral). Portanto, a Lua se move cerca de 12� por dia em rela��o ao Sol, e a cada dia a Lua cruza o meridiano local aproximadamente 48 min mais tarde do que no dia anterior. O dia lunar, portanto, tem 24h48m.

Rota��o da Lua:

� medida que a Lua orbita em torno da Terra, completando seu ciclo de fases, ela mant�m sempre a mesma face voltada para a Terra. Isso indica que o seu per�odo de transla��o � igual ao per�odo de rota��o em torno de seu pr�prio eixo. Portanto, a Lua tem rota��o sincronizada com a transla��o.

� muito improv�vel que essa sincroniza��o seja casual. Acredita-se que ela tenha acontecido como resultado das grandes for�as de mar� exercidas pela Terra na Lua no tempo em que a Lua era jovem e mais el�stica. As deforma��es tipo bojos causadas na superf�cie da Lua pelas mar�s teriam freado a sua rota��o at� ela ficar com o bojo sempre voltado para a Terra e, portanto, com per�odo de rota��o igual ao de transla��o. Essa perda de rota��o teria em consequ�ncia provocado o afastamento maior entre Lua e Terra (para conservar o momentum angular). Atualmente a Lua continua afastando-se da Terra, a uma taxa de 4 cm/ano.

Note que como a Lua mant�m a mesma face voltada para a Terra, um astronauta na Lua n�o v� a Terra nascer ou se p�r. Se ele est� na face voltada para a Terra, a Terra estar� sempre vis�vel. Se ele estiver na face oculta da Lua, nunca ver� a Terra.

Como o sistema Terra-Lua sofre influ�ncia gravitacional do Sol e dos planetas, a Terra e a Lua n�o s�o esf�ricas e as mar�s provocam fric��o dentro da Terra e da Lua, a �rbita n�o � regular, precisando de mais de cem termos para ser calculada com precis�o. O per�odo sideral varia at� 7 horas. O per�odo sin�dico tem varia��o ainda maior, de at� 12 horas (Lang,2001).

A �rbita da Lua em torno da Terra est� inclinada 5� em rela��o � orbita da Terra em torno do Sol. Os dois pontos em que a �rbita da Lua cruza a ecl�ptica s�o chamados nodos e a linha que os une a linha dos nodos.

A �rbita da Lua em torno da Terra � uma elipse, exagerada nesta figura, e a Lua est� 10% mais pr�xima no perigeu do que no apogeu, o que faz com que seu tamanho aparente mude de um ciclo para outro.

Animação da NASA das fases da Lua em 2021, incluindo libração.

Auto teste Sol e Lua

Eclipses

Simulação das Fases da Lua e Tabela de Fases da Lua

Astronomia e à Astrofísica