A Lua durante eclipse de 20 de fevereiro de 2008. A foto, feita com uma máquina fotográfica acoplada a um telescópio do Observatório Astronômico da PUCRS, foi gentilmente cedida pela fotógrafa e publicitária Ana Lúcia Meinhardt.

O espetáculo da lua cheia nascendo e depois se elevando no céu é encantador! Além de ela parecer muito maior quando está próxima do horizonte, a sua cor se modifica durante a ascensão. Uma seqüência de fotos realizadas durante o eclipse lunar total do dia 20 de fevereiro de 2008 mostra as várias cores que podem ser assumidas pelo satélite: do amarelado, enquanto se encontra próximo do horizonte, passando pelo branco, quando já está elevado no céu, até chegar a uma bela cor amarelo-alaranjada (foto ao lado), no auge do eclipse.

A seqüência completa de fotos pode ser vista ilustrando o artigo “As cores da lua cheia”, escrito pelos professores Fernando Lang da Silveira e Maria de Fátima Oliveira Saraiva, ambos da Universidade Federal do Rio Grande do Sul, publicado na revista Física na Escola, v. 9, n. 2, 2008.

O artigo dá uma explicação para essas diferentes cores, partindo de uma questão primordial: por que o céu é azul?

Na atmosfera terrestre, fortemente iluminada pela luz branca do Sol, ocorre o chamado espalhamento de Rayleigh, que acontece quando as partículas que interagem com a luz têm um tamanho muito menor do que os comprimentos de onda das radiações envolvidas. Nesse processo, a intensidade da luz espalhada é inversamente proporcional à quarta potência do comprimento de onda. Isso significa que a luz azul, com comprimento de onda de 450 nm, é espalhada com intensidade cerca de 3 vezes maior do que a luz vermelha, de 600 nm, fazendo com que qualquer ponto do céu iluminado com a luz solar pareça azulado aos nossos olhos.

Por outro lado, para entender a cor apresentada pelo Sol, é preciso conhecer a luz que, proveniente do astro, é transmitida (não espalhada) através da atmosfera até o local da observação. A intensidade de luz solar espalhada, além de depender do comprimento de onda, é influenciada pelo tamanho do trajeto que a radiação percorre ao atravessar a atmosfera. Ao entardecer, quando o Sol se encontra próximo do horizonte, sua luz deve percorrer um caminho mais longo na atmosfera do que quando ele se encontra elevado no céu. No primeiro caso, mais luz é espalhada, retirando da luz branca preferencialmente a radiação nas freqüências próximas à da cor azul. A luz transmitida, por ter perdido parte das componentes com freqüências mais altas, apresenta-se mais amarela, podendo atingir a tonalidade de laranja e até a de vermelho – as partículas de poeira presentes na atmosfera também contribuem para o avermelhamento do Sol, pois também espalham mais a luz azul do que a vermelha, embora não de maneira tão diferenciada quanto no espalhamento de Rayleigh.

Mas e a Lua cheia? Ora, a Lua reflete a luz branca proveniente do Sol. Quando vemos a lua cheia nascendo, a luz refletida por ela deve percorrer um trajeto mais longo através da atmosfera do que quando encontra-se elevada no céu. Assim, quando a Lua está próxima do horizonte, a luz refletida por ela tem mais radiações azuladas subtraída por espalhamento e a luz que chega aos olhos de quem aprecia a Lua cheia nascente, será amarelada. Depois, enquanto ela se eleva, menos espalhamento do azul acontece, resultando em uma luz transmitida com coloração cada vez mais próxima do branco.

Quando acontece um eclipse lunar total (como o registrado na fotografia acima), a Lua se apresenta com luz amarelo-alaranjada! A atmosfera terrestre desempenha um papel importante para que ocorra a iluminação da Lua quando ela já se encontra completamente imersa no interior do cone de sombra da Terra. O fenômeno responsável por isso é a refração; a refração atmosférica sempre eleva a imagem de um objeto celeste – a menos que ele esteja no zênite, quando sua altura já é a máxima possível.

Durante o eclipse, a luz solar que atravessa tangencialmente a atmosfera da Terra sofre refração, sendo desviada para dentro do cone de sombra da Terra e iluminando fracamente a Lua. Mas essa luz já está quase desprovida de suas componentes com freqüências mais altas, que foram espalhadas. Essa luz apresenta, portanto, tonalidades que vão do amarelo brilhante ao vermelho.

Para conhecer com mais detalhes esses fenômenos ópticos, leia o artigo original, disponível em PDF no site da revista Física na Escola.