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Astronomia básica

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Coordenadas celestes



Coordenadas celestes
[Imagem (adaptada): Tfr000 (talk), CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons]

De modo análogo ao que fazemos para identificar posições na superfície terrestre, por meio das coordenadas geográficas, utilizamos um sistema de coordenadas celestes para determinar as posições relativas dos astros no céu acima de nós.


A esfera celeste

Desde os primórdios da história, os seres humanos tendiam a enxergar o céu como a superfície interna de uma imensa esfera que nos envolve, na qual as estrelas estariam fixadas.

Dessa concepção surgiu a ideia da esfera celeste, também chamada de abóbada celeste ou firmamento.

Nessa esfera imaginária, podemos estabelecer referências semelhantes às adotadas na Terra. Assim, definimos o equador celeste e também os polos celestes norte e sul, que correspondem aos pontos em que a abóbada é interceptada pelos prolongamentos do eixo de rotação terrestre para o norte e para o sul, respectivamente.


Esfera celeste
[Imagem: Mjmauler, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons]

Zênite e nadir

Se você está de pé na superfície terrestre, um eixo imaginário que atravessa seu corpo na vertical, prolongado para cima, intercepta a esfera celeste em um ponto chamado zênite.

Prolongando esse mesmo eixo em direção oposta, ou seja, verticalmente para baixo, ele encontra o firmamento em um ponto denominado nadir.


Zênite e nadir
[Imagem: Mjmauler, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons]

Os polos celestes possuem posição fixa na abóbada, independentemente do local do observador, pois estão diretamente relacionados aos polos da Terra. Já o zênite e o nadir variam conforme as coordenadas geográficas do observador.

Em uma situação particular, se você estiver exatamente em um dos polos terrestres, o eixo vertical coincidirá com o eixo de rotação da Terra. Nesse caso, o zênite será o polo celeste correspondente e o nadir, o polo oposto.

Esclarecendo:

  • no Polo Norte, o zênite coincide com o polo norte celeste e o nadir com o polo sul celeste;
  • no Polo Sul, o zênite coincide com o polo sul celeste e o nadir com o polo norte celeste.

A dinâmica dos astros

Ao observar o céu noturno por algum tempo, percebemos facilmente que as estrelas mudam de posição ao longo da noite. Elas parecem percorrer trajetórias circulares, descrevendo circunferências em torno de um ponto fixo no firmamento.

Para quem observa no Hemisfério Sul, esse ponto é o polo sul celeste; no Hemisfério Norte, é o polo norte celeste.

Na realidade, sabemos que o movimento é da Terra, que gira em torno de seu eixo. Entretanto, como estamos fixos em uma região da superfície terrestre, temos a impressão de que o solo está imóvel e o céu, em movimento.


Polo sul celeste
Foto de longa exposição obtida na cidade de São Bento do Sapucaí, no estado de São Paulo, com o polo sul celeste no centro de rotação do firmamento. [Foto: Murilo Medici Navarro da Cruz, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons]

Esse movimento aparente das estrelas (inclusive do Sol) faz com que o firmamento mude completamente a cada seis meses. No entanto, trata-se de um ciclo: o céu que vemos hoje será o mesmo que veremos daqui a exatamente um ano, se observado no mesmo local, dia e horário.

E os planetas? Eles não seguem o movimento regular das estrelas. Ora deslocam-se na mesma direção que o Sol e a Lua (movimento direto), ora na direção oposta (movimento retrógrado). Essa característica lhes deu o nome: planētḗs, em grego, significa errante.


Movimento de Marte
Movimento retrógrado de Marte, conforme visto da Terra em 2003.
[Imagem: Eugene Alvin Villar (seav), CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons]

O ponto de vista

Nem todas as estrelas são visíveis em ambos os hemisférios: há astros que podem ser observados somente no sul e outros, apenas no norte. O aspecto do céu varia de acordo com a latitude do observador:

  • Na Linha do Equador, as estrelas movem-se do leste para o oeste em trajetórias perpendiculares ao horizonte.
  • Nos polos terrestres, o movimento aparente das estrelas é paralelo ao horizonte.
  • A 45° de latitude, o polo celeste (em torno do qual as estrelas parecem girar) fica a meio caminho entre o zênite e o horizonte.

Em outras latitudes, observam-se padrões intermediários.


Sistema de coordenadas celestes
Sistema de referência para um observador na latitude 45° sul. Nessa posição, as estrelas situadas entre a linha circumpolar sul e o polo sul celeste estão sempre visíveis, enquanto as localizadas no lado oposto (entre a linha circumpolar norte e o polo norte celeste) nunca podem ser vistas. As linhas circumpolares encontram-se a 40° de distância de seus respectivos polos, e as estrelas consideradas circumpolares são justamente aquelas que permanecem dentro desse limite. [Imagem: Mjmauler, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons]

A trajetória do Sol

Assim como as estrelas, o Sol também percorre a esfera celeste. Se registrarmos sua posição todos os dias, exatamente ao meio-dia solar, veremos que, ao longo de um ano, ele descreve uma trajetória em forma de circunferência.

Essa trajetória é chamada eclíptica - o caminho aparente do Sol no decorrer do ano -, que corresponde ao plano da órbita terrestre e apresenta inclinação de aproximadamente 23° 26' em relação ao equador celeste.

A eclíptica cruza o equador celeste em dois pontos, conhecidos como ponto Áries e ponto Libra. Neles ocorrem os equinócios:

  • Equinócio de março (ponto Áries): início da primavera no Hemisfério Norte e do outono no Hemisfério Sul (em torno de 20-21 de março).
  • Equinócio de setembro (ponto Libra): início do outono no Hemisfério Norte e da primavera no Hemisfério Sul (em torno de 22-23 de setembro).

Outros dois momentos importantes acontecem quando a eclíptica atinge suas posições extremas em relação ao equador celeste: os solstícios:

  • No Hemisfério Norte, o solstício de verão ocorre por volta de 21 de junho e o de inverno, em 21 de dezembro.
  • No Hemisfério Sul, o solstício de inverno ocorre em 21 de junho e o de verãoM, em 21 de dezembro.

O solstício de verão corresponde ao dia mais longo do ano, enquanto o de inverno marca a noite mais longa.


Eclíptica
[Imagem: Mjmauler, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons]

Agora que você já conhece os principais pontos de referência da esfera celeste, que tal começar a identificar as estrelas e constelações que nela se deslocam? Continue a leitura...



★ Edição: Mauro Mauler - Artigo publicado originalmente em 19/02/2024.
★ Revisto e atualizado em 08/09/2025.


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