Por que a Lua às vezes fica vermelha no eclipse lunar total?

O tom vermelho («Lua de sangue») vem do espalhamento de Rayleigh na atmosfera da Terra: os raios azuis se espalham mais, os vermelhos se refratam para o cone da umbra e iluminam fraco a Lua. No esquema as cores são convencionais; o espalhamento na atmosfera não se calcula.

Se o Sol é bem maior que a Terra, como a Terra lança uma sombra escura até a Lua?

A sombra é um cone longo que se fecha. O Sol é grande, mas está longe, por isso o cone da Terra ainda é largo. À distância da Lua o diâmetro da umbra é cerca de três vezes o disco lunar, e a Lua pode entrar inteira na sombra total.

Por que não há eclipse lunar em toda lua cheia?

A órbita da Lua inclina cerca de 5° em relação ao plano da órbita da Terra (eclíptica). Na maioria das luas cheias a Lua passa ao norte ou ao sul da sombra da Terra. O eclipse só ocorre perto da sizígia — alinhamento quase exato Sol–Terra–Lua, em geral 2–4 vezes por ano.

Em que o eclipse penumbral difere do parcial?

No parcial parte da Lua entra na umbra escura — no disco se vê uma «mordida» nítida. No penumbral a Lua atravessa só a penumbra fraca de fora: o escurecimento é fraco e muitas vezes quase invisível a olho nu, porque parte do disco solar ainda ilumina a Lua.

Eclipse lunar

Sol, Terra e Lua: a sombra da Terra na Lua; eclipses total, parcial e penumbral (esquema).

Sobre o modelo

O eclipse lunar ocorre na lua cheia, quando a Lua entra na sombra da Terra. A sombra tem umbra (sombra total) e penumbra: na umbra o disco solar fica inteiro encoberto pela Terra; na penumbra chega à Lua só parte da luz. Os cones se constroem por semelhança de triângulos com os raios do Sol R_s, da Terra R_e e da Lua R_m e as distâncias Terra–Sol d_s e Terra–Lua d_m. O comprimento da umbra da Terra vale, em aproximação, L_u ≈ (R_e · d_s) / (R_s − R_e). As órbitas são circulares e no mesmo plano; a inclinação da órbita da Lua à eclíptica é dada à parte — por ela o eclipse não ocorre em toda lua cheia. No esquema veem-se o eclipse total, o parcial e o penumbral, e a curvatura da sombra da Terra no disco lunar.

Para quem: Ensino médio e início da graduação: eclipses lunares, geometria da sombra, eclíptica.

Conceitos-chave

eclipse lunar
umbra (sombra total)
penumbra
cone de sombra
eclíptica
sizígia
lua cheia

Como funciona

O eclipse lunar ocorre na lua cheia, quando a Lua entra na sombra da Terra. A umbra é a região em que o Sol some por completo atrás da Terra; na penumbra chega só parte da luz solar. A órbita da Lua é inclinada, por isso o eclipse não acontece em toda lua cheia.

Fórmulas principais

A mesma construção por tangentes dos eclipses solares, mas o anteparo é a Terra e a Lua está no cone de sombra.

Perguntas frequentes

Por que a Lua às vezes fica vermelha no eclipse lunar total?: O tom vermelho («Lua de sangue») vem do espalhamento de Rayleigh na atmosfera da Terra: os raios azuis se espalham mais, os vermelhos se refratam para o cone da umbra e iluminam fraco a Lua. No esquema as cores são convencionais; o espalhamento na atmosfera não se calcula.
Se o Sol é bem maior que a Terra, como a Terra lança uma sombra escura até a Lua?: A sombra é um cone longo que se fecha. O Sol é grande, mas está longe, por isso o cone da Terra ainda é largo. À distância da Lua o diâmetro da umbra é cerca de três vezes o disco lunar, e a Lua pode entrar inteira na sombra total.
Por que não há eclipse lunar em toda lua cheia?: A órbita da Lua inclina cerca de 5° em relação ao plano da órbita da Terra (eclíptica). Na maioria das luas cheias a Lua passa ao norte ou ao sul da sombra da Terra. O eclipse só ocorre perto da sizígia — alinhamento quase exato Sol–Terra–Lua, em geral 2–4 vezes por ano.
Em que o eclipse penumbral difere do parcial?: No parcial parte da Lua entra na umbra escura — no disco se vê uma «mordida» nítida. No penumbral a Lua atravessa só a penumbra fraca de fora: o escurecimento é fraco e muitas vezes quase invisível a olho nu, porque parte do disco solar ainda ilumina a Lua.

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