Circular Astronômica

Circular nº 017
URANOMETRIA NOVA
2004.MAI.15.Sb

 

Trânsito de Vênus
08 de Junho de 2004 - 3ª feira - DJ 2.453.164,8478

Irineu Gomes Varella *
Priscila Di Cianni Ferraz de Oliveira **

Fig.01 - Trânsito de Mercúrio em  07 de maio de 2003

O termo trânsito, em Astronomia, tem dois significados: pode se referir à passagem de um astro pelo meridiano de um determinado observador ou à passagem de um planeta interior à frente do disco solar. É com o segundo significado que nos referimos ao fenômeno que poderá ser observado em 08 de junho de 2004.

Um trânsito não deixa de ser um eclipse ( parcial ) do Sol por um planeta interior ( Mercúrio ou Vênus ). Os trânsitos de Vênus são fenômenos muito raros: entre os anos 2000 a.C. e 4000 d.C., ou seja, em um intervalo de 6.000 anos, apenas 81 trânsitos têm lugar. No presente século teremos apenas dois trânsitos de Vênus: o de 08 de junho de 2004 e o de 06 de junho de 2012. No século XX nenhum trânsito de Vênus ocorreu e, os dois últimos se deram em 09 de dezembro de 1874 e em 06 de dezembro de 1882.

I - COMO OCORREM OS TRÂNSITOS DE VÊNUS

Como sabemos, Vênus é um planeta interior, isto é, sua órbita está compreendida entre a órbita da Terra e o Sol. Se o plano da órbita de Vênus ao redor do Sol fosse coincidente com o plano da órbita da Terra ( plano da Eclíptica ), então, a cada conjunção inferior de Vênus, isto é, a cada passagem de Vênus entre a Terra e o Sol, haveria um trânsito.

O plano da órbita de Vênus está, no entanto, inclinado de 3º 24' em relação ao plano da órbita terrestre e, na grande maioria das vezes em que ocorre uma conjunção inferior, Vênus não está alinhado com a Terra e com o Sol, passando ora ao norte, ora ao sul do disco solar. O afastamento angular de Vênus, para o norte ou para o sul do disco solar, pode atingir o valor de 8º 15'.

Fig.03 - Vênus em conjução inferior passando a 8º15' ao sul do Sol.

Os planos das duas órbitas se interceptam em uma reta ( NN' ) chamada linha dos nodos. Os pontos N e N' são denominados, respectivamente, nodo ascendente e nodo descendente. O planeta Vênus ao passar pelo nodo ascendente ( N ) está se dirigindo do sul para o norte do plano da órbita terrestre e ao passar pelo nodo descendente ( N') está se dirigindo do norte para o sul.

Fig.04 - Vênus em conjunção inferior passando a 8º15' ao norte do Sol.

A cada revolução de Vênus ao redor do Sol, que dura 224,7 dias, ocorrem as passagens do planeta por N e por N'. A Terra cruza a linha dos nodos da órbita de Vênus todos os anos nos meses de junho ( nodo descendente ) e dezembro ( nodo ascendente ). Se na ocasião de uma conjunção inferior, a Terra e Vênus estiverem nas proximidades de um dos nodos aí, então, ocorrerá um trânsito.

Fig.05 -  Quando Vênus e a Terra cruzam a linha dos nodos simultaneamente, ocorre um trânsito de Vênus.

 

II - REPETIÇÃO DOS TRÂNSITOS DE VÊNUS

O intervalo de tempo transcorrido entre duas conjunções inferiores consecutivas do planeta Vênus, chamado de período sinódico, é de 584 dias aproximadamente. Entretanto, duas conjunções consecutivas não ocorrem com Vênus e a Terra nos mesmos pontos de suas órbitas. O intervalo de tempo necessário para que uma conjunção inferior volte a ocorrer com os planetas nos mesmos locais é muito maior. O intervalo de tempo necessário para que uma conjunção inferior se repita no mesmo local da órbita deve ser tanto um múltiplo do período sinódico de Vênus como do período sideral da Terra. Como

5 x 583,917 dias = 2.919,585 dias
8 x 365,256 dias = 2.922,048 dias

segue-se que 5 períodos sinódicos de Vênus correspondem a, aproximadamente, 8 períodos de translação da Terra. Desta forma, tendo ocorrido um trânsito de Vênus em uma certa data ( por exemplo, em 08 de junho de 2004 ), deve-se esperar que o fenômeno se repita após 8 anos ( em 2012, pelo exemplo ). Isto acontece com muita freqüência.

Nos dois trânsitos consecutivos ( separados pelo intervalo de 8 anos ), as trajetórias do planeta Vênus sobre o disco solar são paralelas entre si, distanciadas, porém, cerca de 24', nos trânsitos que ocorrem em dezembro ( no nodo ascendente ) e de 20' nos trânsitos que ocorrem em junho ( no nodo descendente ). Nos trânsitos que ocorrem no nodo ascendente o deslocamento angular de 24' se dá para o sul e nos trânsitos que acontecem no nodo descendente o deslocamento de 20' se dá para o norte. Lembrando ao leitor que o diâmetro aparente do Sol é de 30', após a ocorrência do segundo trânsito, um terceiro não terá lugar após 8 anos em virtude dos deslocamentos de 24' ou de 20' que nos referimos antes. Um novo trânsito só ocorrerá após, no mínimo, 105 anos e meio !!

Fig. 06 - Trajetórias de Vênus  sobre o disco solar em diversos trânsitos.

A figura acima ilustra as trajetórias de Vênus sobre o disco solar em diversos trânsitos. Observa-se claramente o paralelismo e o deslocamento das trajetórias para o sul nos trânsitos de dezembro e para o norte nos trânsitos de junho.

Considerando os trânsitos ocorridos a partir do ano 1518, constatamos que eles acontecem aos pares, separados pelo intervalo de 8 anos e os pares se repetindo a cada 105,5 ou 121,5 anos. Um par de trânsitos volta a ocorrer no mesmo nodo após 243 anos ( 8 + 105,5 + 8 + 121,5 ). Um conjunto de trânsitos separados pelo intervalo de 243 anos formam uma série.

Fig. 07 - Períodos de recorrência dos trânsitos de Vênus.

 

III - A OBSERVAÇÃO DO TRÂNSITO

NÃO APONTE INSTRUMENTOS ÓPTICOS DIRETAMENTE PARA O SOL.
CEGUEIRA INSTANTÂNEA SERÁ O RESULTADO MAIS PROVÁVEL !

A observação do trânsito de Vênus implica na observação do Sol. Portanto, todo o cuidado é pouco e a advertência anterior é fundamental e deve ser rigorosamente obedecida. A utilização de filtros deve ser feita, também, com bastante cuidado, evitando-se o uso de materiais e de procedimentos cuja segurança não tenhamos certeza. Aqui vão algumas "dicas":


"Filtros" e "Métodos" que não devem ser utilizados

Não são seguros os seguintes "filtros" e não devem ser utilizados os "métodos" de observação adiante descritos, pois não eliminam o UV ( ultra-violeta ) e o IV ( infra-vermelho) prejudiciais à visão:

1. "sanduiches" de pedaços de filmes preto e branco velados ou "sanduiches" de pedaços de filmes coloridos velados ( este último "método" é ainda pior );

2. vidros esfumaçados ou vidros escuros de garrafas;

3. olhar o reflexo do Sol em uma bacia com água;

4. óculos escuros, lentes polaróides ou óculos que "filtram" UV ( de acordo com o fabricante );

5. papéis celofanes de quaisquer cores em folhas simples ou associados em "sanduiches";



Como acompanhar o fenômeno com segurança

Para a observação do trânsito e do disco solar, sem o uso de equipamento óptico, é necessário a utilização de um filtro. Um filtro muito eficiente, de baixo custo e de fácil aquisição é o vidro para máscara de soldador nº 14. Colocando-o diante dos olhos, é possível atenuar bastante o brilho solar e filtrar as radiações nocivas aos olhos evitando prejuízos à visão.


Como acompanhar o fenômeno utilizando um telescópio

O leitor que disponha de uma luneta ou de um telescópio, poderá utilizá-lo no acompanhamento do fenômeno servindo-se do método de projeção da imagem como ilustrado na figura abaixo. O observador deve providenciar uma tela branca para projeção ( cartolina ou papel sulfite ) e um anteparo para produzir sombra na tela de projeção aumentando o contraste da imagem.

Fig.08 - Observação do Sol por projeção.

O método de projeção, além de seguro, possui a vantagem de permitir a observação do disco solar simultaneamente por várias pessoas. O método poderá depois ser utilizado por aqueles que desejarem acompanhar o Sol e fazer os registros diários das manchas solares. Orientações sobre como proceder na prática deste importante trabalho de observação astronômica serão objeto de futuras publicações na série Astronomia & Astrofísica.

Existem, também, filtros que podem ser acoplados à objetiva de telescópios, permitindo a observação direta através da ocular do equipamento. Esses filtros, denominados MYLAR, são constituidos por um filme plástico ( ou um celulóide ) sobre o qual está depositada uma camada metálica que reflete grande parte da luz solar e produz forte absorção deixando que apenas uma pequena porcentagem da luz solar atinja a ocular.


IV - O QUE PODERÁ SER VISTO NO BRASIL

O trânsito de Vênus só poderá ser acompanhado no Brasil em suas etapas finais, uma vez que o fenômeno já estará em curso quando o Sol surgir no horizonte leste. Em nenhum local do Brasil poderá ser observado o ingresso de Vênus à frente do disco solar. O que poderá ser observado em uma determinada localidade estará compreendido entre o instante do nascer do Sol nesse local e o instante do final do trânsito ( veja tabela 2).

As figuras abaixo representam as regiões terrestres voltadas para o Sol nos instantes do início ( 2h 14m 34s ) e do fim do fenômeno ( 8h 27m 04s ). O Sol encontra-se "à pino" para o ponto central do mapa. A análise dessas figuras permite determinar as regiões da Terra que poderão acompanhar o trânsito. As figuras foram reproduzidas de [1].

Fig.09 - Hemisfério terrestre voltado para o Sol no instante do início do trânsito.
Fig.10 - Hemisfério terrestre voltado para o Sol no instante final do trânsito.
Início do trânsito: 02h 14m 34s
Fim do trânsito: 08h 27m 04s


TABELA 1 - HORÁRIOS DAS FASES GEOCÊNTRICAS

FASES
F
DATAS
HORÁRIOS
1
Entrada: contato externo
t1
08.06.2004
02h 14m 34s
2
Entrada: contato interno
t2
08.06.2004
02h 34m 00s
3
Meio do trânsito
M
08.06.2004
05h 20m 49s
4
Saida: contato interno
t3
08.06.2004
08h 07m 38s
5
Saida: contato externo
t4
08.06.2004
08h 27m 04s

Fig.11 - As diversas fases do trânsito de Vênus.

Para algumas cidades brasileiras estão relacionados, na tabela abaixo, os horários do nascer do Sol, os instantes dos contatos de saída interno (t3) e externo (t4) de Vênus com o disco solar e as alturas do Sol ( hSOL ) nesses instantes.

Estas informações permitem prever o que poderá ser observado do trânsito. O horário do nascer do Sol em sua cidade, na data do trânsito, poderá ser obtido com os autores desta circular através do e-mail: uranometrianova@yahoo.com.br bastando, para tanto, informar a latitude, a longitude e a altitude da localidade onde se encontra o observador.


TABELA 2 - HORÁRIOS PARA CIDADES BRASILEIRAS

CIDADE/UF
NASCER DO SOL
CONTATO t3
hSOL
CONTATO t4
hSOL
Aracaju-SE
05:43
08:12:11
31º
08:31:23
35º
Belém-PA
06:12
08:11:26
26º
08:30:49
31º
Belo Horizonte-MG
06:27
08:12:55
21º
08:32:07
25º
Brasilia-DF
06:30
08:12:39
20º
08:31:55
24º
Campinas-SP
06:46
08:13:07
17º
08:32:20
20º
Campo Grande-MS
06:11
07:12:57
12º
07:32:15
16º
Campos-RJ
06:20
08:13:01
22º
08:32:10
25º
Cuiabá-MT
06:08
07:12:36
13º
07:31:57
17º
Curitiba-PR
07:00
08:13:16
14º
08:32:28
17º
Feira de Santana-BA
05:53
08:12:19
29º
08:31:32
33º
Florianópolis-SC
07:03
08:13:22
13º
08:32:34
17º
Fortaleza-CE
05:37
08:11:35
34º
08:30:51
38º
Goiânia-GO
06:43
08:12:43
19º
08:32:00
22º
João Pessoa-PB
05:28
08:11:50
35º
08:31:02
39º
Joinville-SC
07:00
08:13:18
14º
08:32:30
17º
Juiz de Fora-MG
06:28
08:13:02
20º
08:32:13
24º
Londrina-PR
07:03
08:13:08
14º
08:32:23
17º
Maceió-AL
05:36
08:12:04
33º
08:31:15
37º
Manaus-AM
06:01
07:11:29
15º
07:31:00
20º
Natal-RN
05:27
08:11:43
36º
08:30:56
40º
Niterói-RJ
06:30
08:13:06
20º
08:32:16
23º
Olinda-PE
05:30
08:11:54
35º
08:31:06
39º
Pelotas-RS
07:26
08:13:33
08º
08:32:45
12º
Porto Alegre-RS
07:17
08:13:29
10º
08:32:41
13º
Recife-PE
05:29
08:11:55
35º
08:31:06
39º
Ribeirão Preto-SP
06:45
08:13:01
17º
08:32:15
21º
Rio de Janeiro-RJ
06:29
08:13:06
20º
08:32:16
23º
Salvador-BA
05:52
08:12:22
29º
08:31:34
33º
Santos-SP
06:45
08:13:11
17º
08:32:22
20º
São Luis-MA
05:58
08:11:31
30º
08:30:52
34º
São Paulo-SP
06:44
08:13:09
17º
08:32:21
20º
Teresina-PI
05:56
08:11:45
30º
08:31:03
34º
Uberlândia-MG
06:43
08:12:52
18º
08:32:07
22º
Vitória-ES
06:14
08:12:55
23º
08:32:04
27º


OUTRAS INFORMAÇÕES SOBRE O TRÂNSITO

O diagrama seguinte representa o disco solar, as diversas fases do trânsito de Vênus e as durações das várias etapas do fenômeno. Como Vênus, nesta ocasião, atravessa o disco solar distante de seu centro, a duração total do fenômeno torna-se muito menor do que o valor máximo para a duração de um trânsito que é de cerca de 08h 20m, como ocorreu no trânsito de 22/23 de novembro do ano 484.


TABELA 3 - DURAÇÕES DAS FASES GEOCÊNTRICAS

 EVENTO
 INTERVALO
DURAÇÃO
Duração total do fenômeno
t4 - t1
06h 12m 30s
Duração do trânsito sobre o disco
t3 - t2
05h 33m 38s
Duração do ingresso
t2 - t1
19m 26s
Duração do egresso
t4 - t3
19m 26s

 

Fig.12 - Durações das várias etapas do trânsito.

 


V - IMPORTÂNCIA DOS TRÂNSITOS DE VÊNUS


Do ponto de vista científico, os trânsitos de Vênus já não têm a mesma importância que tiveram no passado. O célebre astrônomo inglês Edmund Halley idealizou um método para determinar a distância Terra-Sol [ A new Method of determining the Parallax of the Sun, or his Distance from the Earth, PHILOSOPHICAL TRANSACTIONS VOL. XXIX (1716) ] a partir de observações de um trânsito de Vênus feitas simultaneamente de dois locais distantes na Terra.

Uma versão moderna do método preparada para ser aplicada por professores e estudantes encontra-se na página do ESO ( European Southern Observatory ). Cópia desse documento, em inglês, pode ser consultada aqui.

 


VI - OS PRÓXIMOS TRÂNSITOS DE MERCÚRIO E VÊNUS


TRÂNSITOS DE MERCÚRIO
     
  DATAS * VISIBILIDADE NO BRASIL
01 2006.Nov.08 Apenas as fases iniciais poderão ser observadas.
02 2016.Mai.09 Inteiramente visível em todo o território brasileiro.
03 2019.Nov.11 Inteiramente visível em todo o território brasileiro.
04 2032.Nov.13 Apenas as fases finais poderão ser observadas.
05 2039.Nov.07 Apenas as fases finais poderão ser observadas.
     
TRÂNSITOS DE VÊNUS
     
  DATAS * VISIBILIDADE NO BRASIL
01 2012.Jun.05/06 Invisível no Brasil.
02 2117.Dez.10/11 Invisível no Brasil.
03 2125.Dez.08 Inteiramente visível em todo o território brasileiro.
     

* As datas referem-se ao instante do meio do trânsito, em Tempo Legal de Brasília.

 


REFERÊNCIAS

[1] MEEUS, J. Transits. Wilmann-Bell, Inc. 1989

[2] WIELINGA, R. Venus in Transit. Power Point, 2004

[3] ESPENAK, F. Transit of Venus, 2004 June 08 Web site, NASA

[4] VARELLA, I.G. e OLIVEIRA, P.D.C.F. - Astronomia do Sistema Solar - 3a. ed. rev. aum., Uranometria Nova, São Paulo, 2002;

[5] VARELLA, I.G. - Eclipses do Sol e da Lua - a ser publicado.


9* Astrônomo. Diretor do Planetário e Escola Municipal de Astrofísica de São Paulo, no período de 1980 a 2002.

** Coordenadora do Centro de Documentação Técnica e Científica em Astronomia do Planetário e Escola Municipal de Astrofísica de São Paulo, desde 1991.