#321 - Luz Cinérea

Pílulas do Conhecimento. Logo que se inicia o ciclo lunar, quando a Lua vai da fase nova para crescente, e também perto de seu fim, na transição entre a fase minguante e a nova, notamos que apenas uma pequena porção da face lunar que vemos fica diretamente iluminada pelo Sol. Porém, nessas duas circunstâncias, além de observarmos uma fina borda brilhante, também somos capazes de enxergar o restante do disco lunar um tanto mais escuro.

Você já se perguntou por que vemos essa parte escura da Lua? O que de fato estaria iluminando essa parte escura dela? A impressão e a reflexão da luz pelos astros nem sempre foram conceitos amplamente compreendidos pela humanidade. A natureza física da própria Lua, se era um corpo sólido feito de rochas ou um corpo transparente feito de fogo, foram debatidos por muitos séculos ao longo da história. Ideias como essas, estabelecidas ao longo do tempo, foram discutidas no tratado "Sobre a face visível no orbe da Lua" de Plutarco, 46 d.C. e 120 d.C.

Porém, já na antiguidade, antes mesmo do tratado de Plutarco, filósofos como Anaxágoras e Aristóteles já haviam concluído que a Lua refletia a luz do Sol e até o fenômeno dos eclipses era compreendido. Então, a presença desse fraco brilho visto na porção escura da Lua poderia ser explicada por esses filósofos como uma espécie de brilho residual, ou mesmo que a Lua poderia ser transparente. No entanto, esse fenômeno continuou sem uma explicação concreta por séculos.

O fenômeno em questão é chamado de "lucinéria" e só veio a ser corretamente explicado na transição da Idade Média para a Idade Moderna por Leonardo da Vinci, por ter sido quem conseguiu explicar definitivamente esse fenômeno. O mesmo também é frequentemente chamado de brilho de Da Vinci. Trata-se da luz do Sol refletida pela Terra que ilumina a Lua e percebemos como um pálido brilho. A iluminação da Terra e da Lua. Para entendermos esse fenômeno, primeiro precisamos compreender uma característica importante da iluminação da Terra e da Lua simultaneamente pelo Sol.

Eles apresentam fases opostas ou complementares. Vamos imaginar dois observadores, um posicionado na Terra e outro na face visível da Lua. Na fase novo lunar, um observador na Terra não consegue ver a Lua, já que a face voltada para nós não está iluminada diretamente pelo Sol. Porém, um observador na Lua vê nosso planeta na fase cheia, ou seja, completamente iluminado. Uma situação típica em que notamos mais facilmente a lucinéria é quando a Lua está próxima da fase nova, ou seja, antes da fase crescente ou depois da fase minguante, em que apenas uma pequena parte de sua face visível é iluminada diretamente pelo Sol.

Já um observador na Lua veria a Terra quase completamente iluminada e, portanto, refletindo uma maior quantidade de luz. Assim, nessa situação, observamos uma maior quantidade de luz cinérea. À medida que a Lua tem porções maiores de sua face visível iluminada, por exemplo, entre a fase quarto crescente e cheia, ou entre as fases cheia e quarto minguante, o fenômeno passa a ser menos perceptível, pois uma porção menor da superfície da Terra reflete a luz do Sol.

É possível notar que Lua e Terra apresentam fases opostas. Quando um corpo celeste recebe a luz emitida por uma estrela, ele reflete parte dessa luz e absorve o restante. A parte refletida é chamada de albedo, a qual é atribuído um valor que varia de 0, se nenhuma luz é refletida, até 1, se 100% da luz for refletida. Diferentes partes da superfície da Terra apresentam com diferentes albedos. Por exemplo, neve fresca pode apresentar um albedo de 0,85, ou seja, ela reflete 85% da luz que a atinge.

Por outro lado, os oceanos mais profundos podem apresentar albedo menor que 0,1, significando que 90% da luz incidente sobre eles é absorvida e apenas 10% refletida. Um dos elementos que mais impacta o valor do albedo terrestre são as nuvens, pois refletem uma alta porcentagem da luz solar incidente. Dessa forma, com a contribuição de zonas de maior reflexão de luz, como nuvens, e de zonas com menor reflexão, como zonas urbanas, florestas e oceanos, a Terra, em média, apresenta um albedo de 0,3.

Um ponto que pode surpreender é que a Lua, por mais que pareça super brilhante no céu, tem um albedo da ordem de apenas 0,1, ou seja, reflete apenas 10% da luz solar que incide sobre sua superfície. Ao analisarmos a Lua Cinérea, estamos olhando diretamente para o albedo da Terra, sendo possível estudar o clima terrestre a partir dela. A variação do albedo é uma consequência direta da quantidade de nuvens na atmosfera. Quanto maior for a quantidade de nuvens, mais luz será refletida para a Lua e maior será a luz cinérea.

O monitoramento dessa luz refletida pela Terra ajuda os cientistas a responderem questões importantes sobre os efeitos da atividade humana na reflexibilidade da superfície terrestre e de como essas alterações podem influenciar na temperatura do planeta ao longo do tempo. E não é apenas a Terra que reflete luz na Lua. De forma geral, esse fenômeno é chamado de brilho planetário e também pode ser visto nos satélites naturais de outros planetas do sistema solar.

Na Lua Mimas, que orbita Saturno, sua borda mais brilhante é diretamente iluminada pelo Sol e a parte mais escura é iluminada pela luz solar refletida por Saturno. A luz cinérea carrega as propriedades da luz refletida pela Terra e, consequentemente, como essa luz interage com a superfície e atmosfera terrestres. Ao observá-la, é como se pudéssemos olhar nosso mundo de fora e estudar como a vida deixa sinais nessa luz refletida.

Poderíamos, por exemplo, comparar a luz refletida por exoplanetas com a luz cinérea para identificar possíveis traços em comum. Que indiquem a possibilidade de vida fora do Sistema Solar. E esse foi mais um episódio do Pílulas. Se você gostou e nos ouve pelo Spotify, avalie o programa clicando naquela estrela que fica no topo do nosso perfil. Acompanhe o Museu em todas as nossas redes sociais. @espacofmg. E também o nosso blog, com textos inéditos todas as terças-feiras.

E todas as quintas, entre fevereiro e novembro, temos episódios novos do Pílulas do Conhecimento. O texto original é de Felipe Ferreira, doutor em física e astrônomo assistente do Espaço do Conhecimento FMG. A revisão e supervisão geral é de Fernando Silva. E os trabalhos de áudio foram feitos por mim, Samuel Lacerda. Obrigado e nos vemos no próximo episódio.