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Por que as fases da Lua são distintas nos hemisférios Norte e Sul?

Por que as fases da Lua são distintas nos hemisférios Norte e Sul?

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

A fase da Lua  é definida pela  iluminação do Sol na face do satélite voltada para a Terra. A fase depende portanto da posição da Lua em sua órbita em torno da Terra, usando-se como referência o eixo Terra-Sol.  A Figura 1 é uma representação simplificada na qual os tamanhos relativos da Lua, da Terra, das distâncias Terra-Lua e da órbita em torno do Sol não estão em escala.

Como a fase da Lua depende apenas da posição da Lua em sua órbita, ela é independente da posição de um observador na superfície da Terra. Desta forma, não importando qual seja a localização na superfície da Terra a fase da Lua num dado momento é a mesma. Entretanto diferentes observadores verão a Lua segundo orientações diversas pois o eixo vertical para cada observador depende de sua posição na superfície da Terra já que esta é esférica e a vertical está orientada perpendicularmente à superfície do planeta.

A Figura 2 exemplifica com um objeto celeste avistado por antípodas (duas pessoas em pontos diametralmente opostos na superfície do planeta), o Tanaka e o João, observando simultaneamente este objeto (a Lua por exemplo) que, para fins de entendimento, possui um sistema de eixos ortogonais (azul e vermelho). O Tanaka e o João se encontram de costas nesta representação; portanto se transita de um dos antípodas para o outro através de uma rotação de 180 graus. O eixo vermelho no objeto celeste observado tem a orientação da vertical para cima para o Tanaka  enquanto para o João é vertical para baixo. Já o eixo azul aponta da direita (D) para a esquerda (E)  do Tanaka e da esquerda (E) para a direita (D) do João. Desta forma os dois antípodas observando o mesmo objeto celeste, o perceberão de maneira diferente, isto é com uma rotação de 180 graus.

A Figura 3 apresenta imagens retiradas de dois vídeos excelentes, um feito no Japão e outro no Rio de Janeiro, na lua cheia de fevereiro de 2017. Na esquerda está a imagem da Lua no Japão e à direita no Rio de Janeiro. São indicadas nas duas imagens três estruturas na superfície da Lua com setas de cores diversas, usando a mesma cor nas duas imagens para identificar a mesma estrutura.

Como se pode observar na Figura 3 as duas imagens diferem por uma rotação de aproximadamente 180° conforme o previsto (na verdade o Japão não é a região antípoda do Rio Janeiro mas está próxima dela).

A aparência da Lua em qualquer dia do mês lunar em que se faça a observação em dois locais da Terra sempre diferirá por uma rotação em um ângulo que depende da distância angular entre os dois locais de observação. Daqui de Torres no RS para Roma na Itália temos um deslocamento angular em latitude e longitude, ambos em cerca de 70 graus.  O Prof. Adriano Barcellos (IFSUL)  enviou fotos da lua crescente de agosto de 2016. Na  Figura 4 vemos fotografias da lua crescente em Torres (abaixo) e em Roma (acima, feita por Daniel Varella Salvador). Conforme a expectativa  observamos a Lua crescente rotacionada de uma imagem para a outra.

Então, apesar de a fase da Lua não depender da posição de observadores na Terra, eles a observarão de modo diferente dependendo das suas posições na Terra. Diferenças podem ser notadas até quando os observadores se encontram no mesmo hemisfério.

Vide mais sobre o tema da postagem em A aparência da Lua e a forma esferoidal da Terra!

Vide o artigo CONCEPÇÕES DE ESTUDANTES UNIVERSITÁRIOS SOBRE AS FASES DA LUA que apresenta um teste para verificar a compreensão sobre as fases da Lua.

“Docendo discimus.” (Sêneca)


17 comentários em “Por que as fases da Lua são distintas nos hemisférios Norte e Sul?

  1. Maria Lewtchuk Espindola disse:

    Aqui em João Pessoa a lua crescente parece a parte superior de uma taça no poente…

  2. Davison Silva disse:

    Ótimo artigo!

  3. Xifu disse:

    Muito bom, me ajudou bastante!

  4. José Serrano Agustoni disse:

    A fase não é distinta, a orientação é que é. A fase é mesma em qualquer ponto da Terra.

  5. Roberto Sato disse:

    Como Fortaleza fica a apenas 3 graus de latitude, eu vejo a lua formando um sorriso

  6. Douglas disse:

    Num mesmo hemisfério é possível ter as duas visualizações da Lua. Por exemplo: na fase minguante, durante a tarde, com céu limpo, olhe para o horizonte leste e observe-a “subindo” no céu. Verá que a porção visível tem o “arco” virado para cima. Depois, por volta da meia-noite, olhe para o horizonte oeste e a verá “descendo” no céu e estará, aparentemente, com o “arco” em posição contrária.

  7. Carlos Alexandre disse:

    Prof.
    Existe lua da meia noite nos pólos?
    Não tem matéria nenhuma sobre isto.

  8. Carlos Alexandre disse:

    Perguntei sobre isto para o prof. Silvestre do youtube e ele respondeu:

    Na terraplana temos um eterno Sol da meia-noite e uma eterna Lua da meia-noite, já que esses astros nunca estão abaixo do horizonte e, sempre, em algum lugar, será meia-noite.
    No mundo real não é problema ver a Lua à meia-noite. Nos polos haverá Lua visível direto por duas semanas e invisível nas duas semanas seguintes. Apenas minha opinião, que pode ser testada no Stellarium.

  9. Isis disse:

    INCRIVEEEL ! Otimo conteúdo

  10. Roger Bonsaver disse:

    Excelente explicação, como sempre. Sobre esse tema, me restam duas dúvidas:
    1) A Lua possui um movimento chamado Libração, que é uma espécie de bamboleio , no céu. Nunca consegui entender se esse é um movimento “real”, causado por interação gravitacional, ou se é apenas uma diferença de perspectiva que temos, ao longo do ciclo lunar.
    2) Considerando o movimento de Libração, qual a porção da superfície lunar que conseguimos observar da Terra? Já vi em algumas publicações, que seria 60%. Mas esse valor seria para um observador fixo, ou seria necessária a observação de 2 antípodas pra isso?
    Obrigado Professor.

    • Fernando Lang disse:

      Devido à libração um observador na Terra pode observar cerca de 59% da superfície da Lua.

      A maior parte da libração decorre de um efeito de perspectiva para um observador na Terra pois o movimento de rotação e translação da Lua não estão completamente sincronizados. Entretanto existe uma pequena parte, a chamada libração física, que acontece em um sistema de referência inercial externo à Terra e portanto não é mero efeito de perspectiva. Vide mais em Lua-Guia de observação.

  11. Tem vídeo no meu canal explicando que totalmente possível um observador do Brasil e do Japão, visualizarem a lua cheia ao mesmo tempo.
    O que tbm causa muitas dúvidas na cachola vazia dos planilsons.

    https://youtu.be/Hh4AQvXdDIg

  12. Professor @Fernando Lang dá silveira! Gostaria de saber se o carro movido a água é é realmente possível.
    Existe duas reportagem do SBT mostrando essa invenção.

  13. Gilberto Fraga disse:

    Boa noite.
    Aqui no Brasil eu vejo a lua que a figura 3 indica ser no Japão.
    Estou certo?

    • Fernando Lang disse:

      A orientação da lua cheia para um observador na Terra muda de 180° do nascente para o poente. Então podes ver a Lua como indicada na Figura 3 no Japão dependendo do horário da observação.
      Sugiro que entres em um simulador, por exemplo Time and Date na data de interesse, para verificares na simulação a rotação da Lua ao longo da noite.

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