Mistérios da Lua

Chamada de Luna pelos romanos, Selene e Ártemis pelos gregos, a Lua sempre foi motivo de muita admiração assim como também motivo de muitos mistérios.

 Mas em torno de 1600, um “brinquedo” com uma simples combinação de lentes usada para se ver espetáculos mais de perto, passaria a ser usado como ferramenta indispensável para se desvendar não somente segredos da Lua, mas muitos outros espalhados por todo o universo. Ainda hoje, três homens disputam a glória de ter inventado o telescópio: Galileo Galilei (Cientista), Hans Lipperhey (óptico) e Sacharias Janssen (produtor de espetáculos). Mas foi Galileu quem, em 1609, fez observações da superfície lunar com seu telescópio, descobrindo uma infinidade de crateras em sua superfície. Por isto, quatro séculos mais tarde, 2009 está sendo considerado o ano internacional da astronomia. (Acima, representação feita por Galileo Galilei da superfície lunar.)

Ainda hoje a Lua é motivo de muita curiosidade por ser o astro mais brilhante do céu depois do Sol; por ser o astro mais próximo da Terra (384 000 km em média) e pelo seu rápido deslocamento em relação às estrelas de fundo; além de ser vista com “cara” diferente a cada dia (fases da Lua).

No entanto, mesmo estando tão perto e sendo um dos objetos mais conhecidos pelas pessoas, a Lua ainda esconde alguns “segredos” que nem todos conhecem. Por exemplo, você leitor saberia dizer por que a Lua é vista da Terra com uma coloração amarelado-avermelhada quando está próxima do horizonte e em seguida, quando já no alto do céu, pode ser vista apenas esbranquiçada? Você poderia explicar este fenômeno?

As cores da Lua

 Ver a Lua nascendo é sempre um grande espetáculo assim como também ver o pôr-do-sol. E é fácil perceber ao nascer da Lua como a sua cor se altera à medida que vai se erguendo no céu, desde um amarelo forte com o fundo azul do céu, até ficar totalmente branca evidenciando suas manchas escuras, diante novamente do céu agora negro.

Abaixo temos uma foto tirada da Lua cheia mostrando sua evolução desde o momento em que ela se encontrava “próxima” do horizonte com uma coloração amarelada, até uma região mais ao alto, agora esbranquiçada.

Como todos devem saber, a luz que chega da Lua é proveniente da luz do Sol que, ao encontrar a superfície da Lua, é refletida até nós na superfície da Terra.

Quando a luz refletida pela Lua atravessa a atmosfera da Terra, ocorre um espalhamento da luz azul e isto nos permite observar a Lua com variadas colorações. Vamos entender este fenômeno.

O espalhamento de Rayleigh

A luz do Sol é branca por ter feixes de luz de várias freqüências diferentes, isto é, das mais diversas cores sobrepostas. Isto fica evidente quando um feixe de luz do Sol passa por um prisma ou encontra gotículas de água da chuva. Sofrendo refração, estas cores são separadas formando um espectro de luz contínuo, isto é, com todas as cores, como por exemplo, o arco-íris que é formado naturalmente quando a luz do Sol encontra gotas da chuva.

       A atmosfera terrestre espalha preferencialmente a luz com a freqüência correspondente à cor azul. Este fenômeno ocorre quando a luz interage com partículas menores que o comprimento de onda da luz. Este é o fenômeno conhecido como “espalhamento de Rayleigh”. Na atmosfera, as partículas responsáveis por este fenômeno são principalmente as moléculas de nitrogênio e oxigênio, que são menores que o comprimento de onda da luz e são muito presentes na atmosfera.

(Espectro visível em função do comprimento de onda)

       A intensidade deste espalhamento é inversamente proporcional a uma potência do comprimento de onda do feixe de luz. Isto implica que quanto maior o comprimento de onda do feixe, menor é a intensidade do espalhamento. Temos que o comprimento de onda do feixe de luz azul é de 500 nm e do feixe de luz vermelha é de 700 nm. Logo, o feixe de luz azul espalha mais que o feixe vermelho, já que possui menor comprimento de onda.

(Representação do espalhamento da luz azul)

       Para partículas maiores que o comprimento de onda da luz, o espalhamento não depende das características da luz. Assim, todas as cores são espalhadas igualmente. Como por exemplo, o espalhamento em gotículas de água. É por isso que ver as nuvens na cor branca.

       A luz refletida pela Lua penetra na atmosfera e chega até nossos olhos. Como se sabe, não existe um lugar bem definido onde podemos dizer que a atmosfera da Terra termina. No entanto, vamos supor que ela tenha um limite definido. Quando a Lua está no zênite, isto é, no ponto acima da cabeça de um observador na superfície da Terra, a luz do Lua tem que percorrer, dentro da atmosfera terrestre, uma distância igual a esta altura. (d – na figura abaixo)

(Representação fora de escala)

       Assim, pouca  luz azul é espalhada pela atmosfera, e vemos a lua na cor amarela clara ou branca. No entanto, quando ela está no horizonte, os feixes de luz precisam percorrer uma distância muito maior dentro da atmosfera (D – na figura acima). Assim, muito mais luz azul será espalhada pela atmosfera até que esta luz chegue ao observador na Terra, na mesma posição anterior. Logo, veremos a Lua com uma coloração bem mais alaranjada ou até mesmo avermelhada.

(Representações fora de escala)

       E devido ao mesmo fenômeno (espalhamento do azul), também podemos ver o sol apresentando cores diferentes enquanto se movimenta no céu, variando de amarelo claro até vermelho. Dependendo da distância que os raios de luz do Sol precisam percorrer através da atmosfera até chegar a nossos olhos, maior ou menor luz azul será espalhada variando a cor que o vemos. Mas as partículas de poeira da poluição também contribuem para o avermelhamento do Sol e da Lua, já que também contribuem espalhando preferencialmente a luz azul, embora não da mesma forma que ocorre com o espalhamento de Rayleigh.

       Assim também, como haverá espalhamento do azul em toda a atmosfera iluminada pelo sol, haverá feixes de luz azul em todas as direções. Logo, em qualquer ponto da superfície da terra que seja dia, um observador verá o céu azul.

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