Gegenschein e Luz Zodiacal



Gegenschein – Yuri Beletsky (ESO) – APOD-NASA 07/05/2008

O gegenschein, counterglow ou brilho de oposição é uma mancha oval e fraca de luz que aparece no céu noturno em um ponto diametralmente oposto ao local onde o Sol está se ponto ou nascendo. É uma mancha muito sutil e na imagem acima ela aparece como um borrão de luz ovalado. Para obter essa imagem o fotógrafo precisou deixar sua câmera muito tempo exposta para capturar o máximo de luz e é uma das imagens mais nítidas de gegenschein que eu tenho conhecimento. Para termos uma boa visualização do gegenschein é preciso estar em um lugar completamente escuro (distante de luzes artificiais da cidade), em um dia sem nebulosidade e sem luar. Esse texto da Sky and Telescope ainda dá mais dicas sobre a visualização do fenômeno, infelizmente mais direcionadas para observadores em zonas temperadas do Hemisfério Norte.

Lembro até hoje do dia que eu vi a imagem que abre esse post no APOD e eu ainda não conhecia o fenômeno. Tanto que num primeiro momento achei que pudesse se tratar de um meteoro (aqui a palavra meteoro está empregada no sentido de um fenômeno meteorológico), mas não é o caso, como veremos adiante.

O nome em alemão foi popularizado pelo explorador alemão Alexander von Humboldt durante sua jornada pela América do Sul (1799-1803). Tanto o gegenschein quanto sua prima mais famosa, a luz zodiacal, são melhor observados nos trópicos. Nós também vamos falar de luz zodiacal nesse texto e vocês vão ver que os dois fenômenos compartilham a mesma origem e o mesmo princípio físico.

O gegenschein é um efeito causado pela luz solar espalhada pelas partículas interplanetárias de poeira. Boa parte dessa poeira está orbitando o Sol no plano da eclíptica e possivelmente há uma maior concentração de poeira no ponto lagrangiano L2. Essas pequenas partículas de poeira podem ser estilhaços de asteroides ou de cometas.

O gegenschein é consequência do que chamamos de brilho de oposição. Uma fotografia que dá um bom exemplo desse efeito é a tirada pelo astronauta Eugene Cernan, da Apollo 17 (veja a seguir).

Ilustração do brilho de oposição em fotografia feita por Eugene Cernan (Apollo 17) em solo lunar. Fonte: NASA

Cernan estava de costas para o Sol e tirou a foto com a câmera direcionada para o solo lunar e o efeito foi esse brilho em torno de sua sombra. Uma vez que o gegenschein fica em oposição ao Sol, bem como uma Lua cheia ou planeta em oposição, a luz solar ilumina as partículas de poeira nesse ponto. Todas as minúsculas sombras são escondidas atrás de cada grão de poeira, de modo que o gegenschein é a soma de todos esses efeitos para cada uma dessas partículas de poeira.

Bom, como o gegenschein é algo que ocorre fora de nossa atmosfera, já ficou claro que ele não é um fenômeno meteorológico. No entanto, cabe aqui destacarmos dois fenômenos ópticos atmosféricos que são produzidos de maneira muito semelhante ao gegenschein. O primeiro é a gloria, que é parcialmente devido ao brilho de oposição e eu falei sobre gloria nesse post. E o segundo é o heiligenschein, que podemos considerar como sendo de fato o equivalente ao gegenschein, porém na atmosfera da Terra.

O gegenschein é mais fraco que a luz zodiacal, porém ambos são fenômenos causados pelo espalhamento da luz pela poeira ao longo da eclíptica. Eles são fenômenos que possuem localização diferente no céu e eles também apresentam formatos aparentes diferentes. Enquanto o gegenschein tem um formato ovalado, a luz zodiacal lembra um triângulo. Para ilustrar a luz zodiacal, mais uma vez selecionei uma imagem do APOD:

 

Milky Way and Zodiacal Light over Australian Pinnacles Image Credit & Copyright: Jingyi Zhang / APOD

Infelizmente a legenda pode atrapalhar na visualização do formato triangular da luz zodiacal (clique aqui para ver sem legenda).  A melhor hora para ver a luz zodiacal é também pouco depois do Sol se pôr ou pouco antes de ele nascer. Locais distantes das luzes da cidade e dias sem luar e sem nebulosidade também são mais indicados. O brilho triangular se estende por aproximadamente 35° a 40° no horizonte. A base desse triângulo fica bem paralela ao horizonte (mais ‘próxima do disco solar’) e também é mais brilhante do que a ponta desse triângulo de luz.

São milhões e milhões de pequenas partículas interplanetárias dispostas ao longo do plano da órbita dos planetas, partículas essas que podem ser poeira de asteroides ou cometas, como mencionamos. A órbita dos planetas do Sistema Solar é muito próxima da eclíptica, em uma faixa de aproximadamente 18° centrada na eclíptica chamada de zodíaco. Isso é bastante coerente com a teoria de que o Sistema Solar foi formado a partir de um disco de matéria com centro onde hoje é o Sol.

O zodíaco portanto é uma faixa imaginária do céu que inclui as órbitas aparentes do Sol, dos planetas e a órbita da Lua. As chamadas constelações zodiacais são aquelas que estão localizadas ao longo dessa faixa e de acordo com a IAU são 12 essas constelações.  A constelação zodiacal que surge primeiro logo apôs o pôr-do-Sol varia ao longo do ano e é daí que vem a ideia dos 12 signos astrológicos, o que definitivamente não é o assunto desse texto e nem do blog.

A luz zodiacal se forma nessa faixa chamada zodíaco e por isso o fenômeno ganha esse nome. De acordo com as fontes que consultei (veja a bibliografia), a luz zodiacal é mais brilhante que o gegenschein e em geral é mais fácil de ser visualizada. As observações precisam ser feitas em um local com um bom horizonte também (o alto de uma montanha, por exemplo), quero dizer, sem nada que obstrua o horizonte.

A luz zodiacal ficou “famosa” recentemente no âmbito da divulgação científica em Astronomia porque foi tema da tese de doutorado do Dr. Brian May, que também é guitarrista do Queen. Ele retomou suas pesquisas nesse tópico depois de 36 anos de interrupção, que foi o período que ele se dedicou a banda. Um talentoso músico e pesquisador e ao lado de Sir Patrick Moore e Chris Lintott, May também escreveu dois livros de divulgação científica.

Eu sonho em um dia poder enxergar essas maravilhas luminosas. O máximo que consegui ver foi a Via Láctea (a imagem anterior mostra) e eu já fiquei fascinada.

Se algum visitante do blog já viu um desses fenômenos, deixe aí nos comentários. E se alguém quiser acrescentar ou corrigir algo, também fique a vontade. Aqui é um espaço de discussão científica com todo carinho e respeito saganiano que a Ciência e as pessoas merecem.

Mais um post que começou no meu Commonplace book. Eu adoro cadernos e todo o ‘universo da papelaria’, me ajuda muito a organizar minhas ideias.

Bibliografia (além do que já foi linkado)