A Esfera Celeste

Observando o céu em uma noite estrelada, não podemos evitar a impressão de que estamos no meio de uma grande esfera incrustada de estrelas. Isso inspirou, nos antigos gregos, a idéia do céu como uma Esfera Celeste, já que não conseguiam determinar as distâncias às estrelas. 

Com o passar das horas, os astros se movem no céu, nascendo a leste e se pondo a oeste. Isso causa a impressão de que a esfera celeste está girando de leste para oeste, em torno de um eixo imaginário, que intercepta a esfera em dois pontos fixos, os Pólos Celestes. Na verdade, esse movimento, chamado movimento diurno dos astros, é um reflexo do movimento de rotação da Terra, que se faz de oeste para leste. O eixo de rotação da esfera celeste é o prolongamento do eixo de rotação da Terra, e os pólos celestes são as projeções, no céu, dos pólos terrestres.

Embora o Sol, a Lua, e a maioria dos astros, aqui na nossa latitude ( para Porto Alegre), tenham nascer e ocaso, existem astros que nunca nascem nem se põem, permanecendo sempre acima do horizonte. Se pudéssemos observá-los durante 24 horas, os veríamos descrevendo uma circunferência completa no céu, no sentido horário. Esses astros são chamados circumpolares. O centro da circunferência descrita por eles coincide com o Pólo Celeste Sul. Para os habitantes do hemisfério norte, as estrelas circumpolares descrevem uma circunferência em torno do Pólo Celeste Norte. Mas as estrelas que são circumpolares lá não as mesmas estrelas que são circumpolares aqui, pois o fato de uma estrela ser circumpolar ou não depende da latitude do lugar de observação.

Os antigos gregos definiram alguns planos e pontos na esfera celeste, que são úteis para a determinação da posição dos astros no céu. São eles:

Horizonte: plano tangente à Terra no lugar em que se encontra o observador. Como o raio da Terra é desprezável frente ao raio da esfera celeste, considera-se que o Horizonte é um círculo máximo da esfera celeste, ou seja, que passa pelo centro da esfera, dividindo a esfera celeste em dois hemisférios, o das estrelas visíveis e o das invisíveis, naquele momento e naquele lugar.

Zênite: ponto no qual a vertical do lugar (perpendicular ao horizonte) intercepta a esfera celeste, acima da cabeça do observador. A vertical do lugar é definida por um fio a prumo.

Nadir: ponto diametralmente oposto ao Zênite.

Equador Celeste: círculo máximo em que o prolongamento do equador da Terra intercepta a esfera celeste.

Polo Celeste Norte: ponto em que o prolongamento do eixo de rotação da Terra intercepta a esfera celeste, no hemisfério norte.

Polo Celeste Sul: ponto em que o prolongamento do eixo de rotação da Terra intercepta a esfera celeste, no hemisfério sul.Para definirmos uma posição sobre uma esfera precisamos definir um eixo e um plano perpendicular a este eixo.

Círculo vertical: qualquer semi-círculo máximo, isto é, que passa pelo centro da esfera celeste, contendo a vertical do lugar. Os círculos verticais começam no Zênite e passam pelo Nadir.

Ponto Geográfico Norte: ponto em que o círculo vertical que passa pelo Polo Celeste Norte intercepta o Horizonte. É também chamado Ponto Cardeal Norte.

Ponto Geográfico Sul: também chamado Ponto Cardeal Sul, é o ponto em que o círculo vertical que passa pelo Polo Celeste Sul intercepta o Horizonte. A linha sobre o Horizonte que liga os pontos cardeais Norte e Sul chama-se linha Norte-Sul, ou meridiana. A linha Leste-Oeste é obtida traçando-se, sobre o Horizonte, a perpendicular à meridiana.

Círculo de altura: qualquer círculo da esfera celeste paralelo ao Horizonte. É também chamado almucântara, ou paralelo de altura.

Círculo horário ou meridiano: qualquer círculo máximo da esfera celeste que contém os dois polos celestes. É também chamado meridiano. O meridiano que passa pelo Zênite se chama Meridiano Local.

Paralelo: qualquer círculo da esfera celeste paralelo ao equador celeste. É também chamado círculo diurno.

E qual é a velocidade angular aparente diariamente do Sol? Como um dia é definido como uma volta completa do Sol, isto é, o Sol percorre 360° em 24 horas, a velocidade aparente é de

vaparente = 360°/24 h = 15°/h

 

Um grau tem 60 minutos de arco e um minuto de arco tem 60 segundos de arco. Logo

1° = 60' = 3600"

Como 1 hora tem 60 minutos de tempo e 1 minuto de tempo tem 60 segundos de tempo,

1 h = 60m = 3600s

Mas como a rotação da Terra em torno de seu próprio eixo percorre 360° em 24 horas:

1 h = 15°

1 m = 15'

1 s = 15"