Por que a velocidade da Terra nesta sexta-feira será 3.600 km/h mais lenta que em janeiro

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Em 6 de julho, a Terra cruzará seu ponto mais distante do Sol em sua órbita de 2018 em torno de nosso astro rei, um ponto na órbita no movimento de translação denominado pelos astrônomos como o afélio, cuja passagem se dá todos os anos entre os dias 2 e 7 de julho.

Os planetas em nosso sistema solar orbitam o Sol. As órbitas de alguns planetas são círculos quase perfeitos, mas outros não são. Algumas órbitas têm a forma de ovais ou círculos “esticados”. Os cientistas chamam essas formas ovais de “elipses”. Se a órbita de um planeta é um círculo, o Sol está no centro desse círculo. Se, ao invés disso, a órbita é uma elipse, o Sol está em um ponto chamado de “foco” da elipse, que não é exatamente o mesmo que o centro.

Como o Sol não está no centro de uma órbita elíptica, o planeta se aproxima e se afasta do Sol à medida que orbita. O lugar onde o planeta está mais próximo do Sol é chamado de periélio. Quando o planeta está mais longe do Sol, está no afélio. As palavras “afélio” e “periélio” vêm da língua grega. Em grego, “helios” significa “sol”, “peri” significa “próximo” e “apo” significa “longe de”.

O renomado cientista Johannes Kepler percebeu que a linha que conecta os planetas e o Sol se estende na mesma área no mesmo período de tempo. Isso significa que quando os planetas estão próximos do Sol em sua órbita, eles se movem mais rápido do que quando estão mais distantes (2ª Lei de Kepler ou Lei das Áreas). Assim, quanto mais longe a Terra estiver do Sol, mais lento será o nosso planeta. Por outro lado, quanto mais próximo do Sol está a Terra, mais rápido ela irá orbitar.

“Todos os planetas do nosso sistema solar viajam ao redor do Sol em órbitas elípticas. É a primeira lei de Kepler”, diz George Lebo, professor de astronomia da Universidade da Flórida, ao site SpaceWeather. “A excentricidade da órbita da Terra é de 1,7%. Em janeiro, quando estamos mais próximos do Sol (periélio), a distância é de 147,5 milhões de quilômetros versus 152,6 milhões de quilômetros em julho o ponto mais distante (afélio).”

Quando no periélio, a Terra está a cerca de 147 milhões de quilômetros (91 milhões de milhas) do Sol. Quando está no afélio, são 152 milhões de quilômetros (quase 95 milhões de milhas) do Sol. A Terra está a cerca de 5 milhões de quilômetros (mais de 3 milhões de milhas) mais longe do Sol no afélio do que no periélio! Contudo, isso não é o fator preponderante para as mudanças das estações do ano, conforme se explica abaixo.

Esquema (sem escala) mostrando a órbita terrestre (exageradamente elíptica para fins didáticos) e os pontos afélio e periélio. Embora a Terra esteja no afélio isso não impede que no hemisfério norte estejamos na época mais quente do ano (Verão). As estações do ano da Terra não dependem da distância ao Sol, mas sim da inclinação do eixo da terra em relação ao seu plano orbital (de eclíptica) juntamente com o fato da nossa órbita elíptica ser quase circular (de pequena excentricidade). O Sol ocupa um dos focos da elipse da órbita (1ª Lei de Kepler ou Lei das Órbitas).

Em 6 de julho, a Terra terá uma velocidade em cerca de 3.600 km/h durante o afélio.

O evento astronômico afélio ocorre às 13h46 (horário de Brasília) do dia 6 de julho de 2018, quando a Terra e o Sol estiverem separados por mais de 152 milhões de quilômetros.

De acordo com a segunda lei de Kepler, essa distância também se traduz em uma velocidade de deslocamento orbital menor em 105.444 quilômetros por hora. Assim, em 6 de julho, a Terra viajará mais de 3.600 quilômetros por hora mais lentamente do que durante o periélio, o ponto de menor afastamento de um astro do sistema solar no seu movimento de translação em torno do Sol, que foi registrado em 3 de janeiro.

Isso porque, em seu movimento de translação ao redor do Sol, a Terra não tem um caminho perfeitamente circular, mas um caminho elíptico (a órbita não é um círculo, mas sim uma elipse). A diferença em relação à distância entre a Terra e o Sol entre periélio e afélio é de cerca de 5 milhões de quilômetros (veja figura acima).

Velocidades

A Terra orbita o Sol uma vez a cada 365,256363 dias em relação às estrelas distantes. Segundo o Eart Fact Sheet da NASA, a velocidade orbital da Terra varia de:

  • AFÉLIO EM JULHO (MAIS LONGE => MENOR VELOCIDADE)

29,29 km/s (18,20 milhas por segundo) no afélio, por volta de 4 de julho

  • PERIÉLIO EM JANEIRO (MAIS PERTO => MAIOR VELOCIDADE)

30,29 km/s (18,82 milhas por segundo) no periélio, por volta de 3 de janeiro.

Em unidades com as quais talvez tenhamos mais familiaridade, os valores são:

  • AFÉLIO EM JULHO (MAIS LONGE => MENOR VELOCIDADE)

105.444 km/h (65.519,8 mph) no afélio e

  • PERIÉLIO EM JANEIRO (MAIS PERTO => MAIOR VELOCIDADE)

109.044 km/h (67.756,8mph) no periélio.

Essa é uma diferença de 3.600 km/h (2.237 milhas por hora) a menos de velocidade de translação da Terra no afélio em relação a velocidade do periélio!

A maior distância no afélio significa que a velocidade de translação da translação será inferior a 103.536 km/h, cerca de 3.600 km/h menos que a velocidade do periélio.

Estações do ano

Algumas pessoas pensam que devido a Terra estar a cerca de 5 milhões de quilômetros (mais de 3 milhões de milhas) mais longe do Sol no afélio do que no periélio essa seja a razão de existirem as estações do ano, mas esse pensamento está errado. A Terra atinge o periélio, sua aproximação mais próxima do Sol e quando você poderia pensar que deveria ser mais quente, em janeiro – em pleno inverno no Hemisfério Norte! A diferença de distância não é a causa de nossas temporadas. Em vez disso, as estações são causadas pela inclinação do eixo da Terra.

O fato de que a Terra está mais longe do Sol em julho, no meio do inverno por aqui no Brasil, não tem nada a ver com as temperaturas mais baixas no Hemisfério Sul — já que era de esperar que estivesse mais frio em todo o planeta, falto que não é verdade na outra metade do planeta.

Bem, a razão número  um para as estações do ano é o fato de que a Terra está inclinada a 23,4 graus da vertical (inclinação do eixo de rotação da Terra). Durante o periélio, o hemisfério norte é inclinado para longe do Sol, por isso recebe menos radiação solar e por lá tem-se o inverno. No verão deles lá na metade Norte, o planeta está inclinado para o Sol, por isso, apesar de estarmos mais longe em nossa órbita, aumenta-se a radiação solar recebida no Hemisfério Norte. É por isso que hoje em julho é lindo dia quente nos países setentrionais (claro, com exceção daqueles locais que têm maior influência do relevo na definição do clima, como o Monte Everest, por exemplo).

O dia mais longo no Hemisfério Norte e a inclinação de rotação do eixo da Terra são as características que definem a estação do ano por lá (verão) e que regem a subida sazonal das temperaturas naquela metade do planeta.

O oposto se verifica na porção Sul do globo. O dia mais curtos no Hemisfério Sul e a inclinação de rotação do eixo da Terra são as características que definem o inverno e que regem a subida sazonal das temperaturas nessa metade sul da Terra.

Excentricidade da órbita

Alguns planetas têm órbitas muito “esticadas”. Plutão, por exemplo, está muito mais distante do Sol no Afélio do que no periélio. Os astrônomos dizem que uma órbita “estendida” tem uma alta excentricidade, o que significa que é longa e fina, não redonda como um círculo. Asteroides, muitos cometas e algumas espaçonaves também viajam ao redor do Sol em órbitas elípticas. Todos eles têm periélio e pontos de afélio ao longo de suas órbitas. Qualquer coisa seguindo uma órbita elíptica se move mais rápido no periélio e mais lentamente no afélio.

Se um objeto orbita algo diferente do Sol, não usamos os termos periélio e afélio. Satélites orbitando a Terra (incluindo a Lua!) têm um ponto próximo chamado perigeu e um ponto distante chamado apogeu.

Comparação do tamanho aparente do Sol no afélio e no periélio de 2005. Imagem: Image © 2001-2011, Anthony Ayiomamitis

Tamanho aparente do Sol

“Nosso planeta em 6 de julho de 2018 às 13h46 no horário de Brasília, estará no ponto mais distante do Sol de sua órbita, a uma distância de 152.095.566 quilômetros. A passagem no afélio significa que neste dia o Sol terá o menor diâmetro visível. Como a Terra no afélio está cinco milhões de quilômetros mais distante do Sol do que no periélio, o tamanho aparente do disco solar no afélio é menor do que no periélio. Essa diferença é insensível aos olhos, já que a mudança no tamanho do disco ocorre sem problemas dentro de seis meses ”, disse o Planetário de Moscou em um comunicado.

Imagens do Sol no periélio (direita) e no afélio (esquerda) obtidas em 2008. É evidente nesta imagem a diferença de diâmetro angular é de pouco mais de 3% entre as duas situações. Crédito: NASA/Observatório astronômico de Lisboa

Fontes: NASA Eart Fact Sheet, EarthSky, Windows to the Universe,  TimeandDate.com e Observatório Astronômico de Lisboa