Eclipses e nodos lunares: por que não acontecem todos os meses

Se há lua nova e lua cheia todos os meses, por que também não ocorre um eclipse solar e um lunar a cada mês? A resposta está na geometria das órbitas. A fase lunar indica a posição geral da Lua em relação à Terra e ao Sol, mas, para que ocorra um eclipse, os corpos também precisam estar alinhados com precisão suficiente.

A NASA observa que a Terra, a Lua e o Sol se alinham o bastante para produzir entre quatro e sete eclipses por ano. A inclinação da órbita lunar ajuda a explicar por que isso não acontece em cada ciclo de fases: em geral, a Lua passa acima ou abaixo da linha de alinhamento.

Uma órbita inclinada e dois nodos

A órbita da Lua está inclinada cerca de 5 graus em relação ao plano da órbita terrestre ao redor do Sol. Na lua nova, a Lua fica entre a Terra e o Sol, mas muitas vezes passa acima ou abaixo da direção exata que permitiria que sua sombra alcançasse a Terra. Na lua cheia, a Terra fica entre o Sol e a Lua, mas esta geralmente passa acima ou abaixo da sombra terrestre.

O Museu Virtual da Ciência do CSIC explica que, se os dois planos coincidissem, poderia ocorrer um eclipse solar em cada lua nova e um lunar em cada lua cheia. Como não coincidem, as fases, por si só, não garantem um eclipse.

Os nodos lunares são os dois pontos em que a órbita inclinada da Lua cruza o plano da órbita terrestre. A linha que une esses pontos é chamada de linha dos nodos. Sua orientação é importante: quando aponta na direção do Sol, uma lua nova ou cheia que ocorra perto de um nodo pode colocar os três corpos na configuração necessária. O Sol, a Terra e a Lua não precisam se aproximar dos nodos; são a posição da Lua e a orientação da linha dos nodos que tornam o alinhamento possível.

A fase indica o tipo de eclipse

Em um eclipse solar, a Lua se interpõe entre a Terra e o Sol. Ele só pode ocorrer na lua nova. Se o alinhamento permitir que a sombra lunar alcance uma área da superfície terrestre, o Sol fica total ou parcialmente encoberto visto dali.

Em um eclipse lunar, a Terra se interpõe entre o Sol e a Lua, e sua sombra escurece o satélite. Esse fenômeno ocorre na lua cheia. Nos dois casos, a Lua precisa estar perto de um nodo para que a inclinação de sua órbita não desloque o alinhamento. Assim, a fase determina qual configuração pode ocorrer, enquanto os nodos ajudam a determinar se essa configuração pode produzir um eclipse.

A visibilidade também é diferente. Segundo a NASA, um eclipse lunar pode ser observado de metade da Terra. Durante um eclipse solar, a sombra da Lua sobre a superfície terrestre tem cerca de 480 quilômetros de largura. A umbra é a área em que o Sol fica completamente encoberto; a penumbra é onde ele fica parcialmente obscurecido. Por isso, a totalidade de um eclipse solar só pode ser observada em uma faixa mais estreita do que as regiões de onde se pode ver um eclipse parcial.

As temporadas de eclipses

Uma temporada de eclipses é um período em que o Sol está perto o bastante de um nodo lunar para que, caso coincida a fase adequada, possa ocorrer um eclipse. A explicação publicada pela Helioclipse estima sua duração entre 31 e 37 dias, com temporadas separadas por cerca de 173,3 dias. Como uma temporada pode abranger mais de um mês, durante ela podem coincidir fases lunares favoráveis a um eclipse solar e a um lunar.

O CSIC descreve outra medida relacionada: o ano de eclipses, definido como o intervalo entre dois momentos consecutivos em que o Sol e um nodo lunar voltam a estar na mesma direção. Ele dura 346,62 dias. Segundo o museu, a linha dos nodos gira lentamente em sentido contrário ao movimento da Lua e completa uma volta a cada 18,6 anos. Esses movimentos ajudam a explicar por que as oportunidades de alinhamento voltam periodicamente.

O Saros: ciclos que se aproximam

O intervalo entre duas luas novas, chamado mês sinódico, é de 29,53 dias. Como essa duração e a do ano de eclipses não são múltiplos exatos uma da outra, o retorno de uma fase e de uma configuração favorável não reproduz imediatamente a mesma posição. O CSIC explica que a relação entre os dois períodos dá origem ao ciclo de Saros, de cerca de 6.585,78 dias, aproximadamente 18 anos e 11,3 dias.

A explicação do museu compara 19 anos de eclipses — 19 × 346,62 = 6.585,78 dias — com 223 meses sinódicos — 223 × 29,53 = 6.585,19 dias. Os intervalos são muito próximos, mas não idênticos. O Saros descreve uma repetição aproximada da configuração do Sol, da Terra e da Lua, não uma reprodução exata de todas as condições de observação.

A inclinação orbital explica por que um eclipse não acompanha cada lua nova ou cheia; os nodos e a orientação de sua linha indicam quando o alinhamento pode ocorrer. As temporadas e os ciclos, por sua vez, descrevem como essas oportunidades voltam. Fase, posição lunar e geometria orbital são partes distintas de uma mesma explicação.