Polo celeste

Os polos celestes norte e sul e sua relação com o eixo de rotação, o plano orbital e a inclinação axial.

Diagrama da trajetória do polo norte celeste ao redor do polo norte da eclíptica. O início de quatro "eras astrológicas" do período histórico está marcado com símbolos do zodíaco: a Era de Touro, da Idade do Cobre ao início da Idade do Bronze, a Era de Áries, da metade da Idade do Bronze à Antiguidade Clássica, a Era de Peixes, da Antiguidade Tardia ao século XXI, e a Era de Aquário, com início em meados do terceiro milênio.

Os polos celestes norte e sul são os dois pontos da esfera celeste em que o eixo de rotação da Terra, prolongado indefinidamente, a intercepta. Para um observador no Polo Norte ou no Polo Sul terrestre, o polo celeste do mesmo hemisfério fica diretamente acima da cabeça. Durante a rotação da Terra, os polos parecem permanecer fixos no céu, enquanto os demais pontos celestes parecem girar ao redor deles e completar uma volta por dia sideral.

Os polos celestes também são os polos do sistema equatorial de coordenadas. Suas declinações são +90° e −90°, para norte e sul, respectivamente. A aparente imobilidade não se mantém em escalas longas. A precessão axial muda lentamente a orientação do eixo terrestre e faz os polos percorrerem trajetórias na esfera celeste em um ciclo de cerca de 25.800 anos. Os polos movem-se ao redor dos polos da eclíptica, a uma distância angular próxima da obliquidade da eclíptica, cerca de 23,4°. O eixo terrestre também sofre movimentos menores ligados à nutação e ao movimento polar, e sua inclinação axial varia. Em escalas ainda maiores, as próprias estrelas mudam de posição devido aos seus movimentos próprios. As posições precisas dos polos são vinculadas a uma época de referência, que especifica a data à qual a orientação do eixo se refere. J2000.0 é uma época-padrão usada em astronomia.

O mesmo conceito se aplica a outros planetas. Os polos celestes de um planeta são os pontos em que a projeção de seu eixo de rotação intercepta a esfera celeste. Como os eixos planetários têm orientações diferentes, esses pontos ocupam posições diferentes em relação ao fundo de estrelas. As posições aparentes das estrelas também mudam ligeiramente por efeitos de paralaxe.

Relação com a latitude e o horizonte

Relação entre os polos celestes e o horizonte de um observador. P é o polo celeste elevado, P′ é o polo oposto, abaixo do horizonte, Z é o zênite, Z′ é o nadir, C é o centro da Terra e O é o observador.

A reta que une os dois polos forma o eixo celeste, continuação geométrica do eixo de rotação da Terra. O meridiano celeste local passa pelos dois polos, pelo zênite e pelo nadir. O polo celeste situado acima do horizonte é chamado polo elevado. Sua altura angular em relação ao horizonte é igual ao valor absoluto da latitude geográfica do observador. No Hemisfério norte, o polo elevado é o norte. No Hemisfério sul, é o sul. O outro polo fica abaixo do horizonte.

No equador terrestre, os dois polos celestes ficam nos pontos norte e sul do horizonte, enquanto o equador celeste passa pelo zênite. Todas as estrelas nascem e se põem para um observador no equador. Nos polos geográficos, o polo celeste do mesmo hemisfério coincide com o zênite, o polo oposto coincide com o nadir e o equador celeste coincide com o horizonte. Zênite e nadir dependem da posição do observador e não são sinônimos dos polos celestes.

Uma estrela cuja distância angular ao polo elevado seja menor que a latitude absoluta do observador nunca cruza o horizonte e é circumpolar. A região equivalente ao redor do polo situado abaixo do horizonte contém estrelas que nunca nascem para esse observador. Nos polos geográficos, todas as estrelas do hemisfério celeste correspondente são circumpolares, enquanto as do hemisfério oposto permanecem abaixo do horizonte.

Localização do polo norte celeste

Ao longo de uma noite no Hemisfério norte, as estrelas circumpolares parecem girar ao redor do polo norte celeste. Polaris, a menos de 1° do polo, é a estrela brilhante quase imóvel pouco à direita do centro nesta fotografia de longa exposição.

No século XXI, o polo norte celeste fica a menos de um grau da estrela brilhante Polaris, cujo nome deriva do latim stella polaris, "estrela polar". Essa proximidade torna Polaris útil para navegação no Hemisfério norte. Ela permanece quase sobre o ponto norte do horizonte, e sua altura angular é quase igual à latitude geográfica do observador.

Polaris permanece perto do polo durante apenas uma pequena parte do ciclo de precessão. Ela ainda será uma boa aproximação por cerca de mil anos, quando o polo terá se aproximado de Errai (Gamma Cephei). Em cerca de 5.500 anos, o polo estará próximo de Alderamin. Em cerca de 12.000 anos, Vega passará a ser usada como "Estrela do Norte", embora fique a cerca de seis graus do verdadeiro polo norte celeste. Por volta do terceiro milênio a.C., Thuban, ou Alpha Draconis, era a estrela mais próxima do polo norte celeste.

Para localizar Polaris no Hemisfério norte, o observador pode voltar-se para o norte e encontrar o asterismo do Grande Carro, em Ursa Maior, e o Pequeno Carro, em Ursa Menor. As duas estrelas da borda externa da "concha" do Grande Carro, Merak e Dubhe, apontam para Polaris. Uma linha imaginária traçada de Merak por Dubhe e prolongada por cerca de cinco vezes a distância entre as duas chega à estrela na extremidade da alça do Pequeno Carro. Essa estrela é Polaris.

Localização do polo sul celeste

Uma sequência de imagens mostra a rotação aparente do céu em relação ao polo sul celeste. As Nuvens de Magalhães e o Cruzeiro do Sul são claramente visíveis. Perto do fim do vídeo, a Lua nasce e ilumina a paisagem.

O polo sul celeste sobre o Very Large Telescope.

Polo sul celeste.

O polo sul celeste fica acima do horizonte apenas para observadores no Hemisfério sul. Ele se encontra na constelação pouco brilhante de Octans. Sigma Octantis, também chamada Polaris Australis, é usada como estrela polar sul e está a pouco mais de um grau do polo. Com magnitude visual de cerca de 5,4, mal pode ser vista a olho nu mesmo numa noite limpa.

Método 1: Cruzeiro do Sul

Polo sul celeste visto da latitude 25° sul, com meridianos celestes e constelações próximas. O eixo maior do Cruzeiro do Sul, no canto superior esquerdo, aponta aproximadamente para o polo.

O polo sul celeste pode ser localizado pelo Cruzeiro do Sul e por suas duas "estrelas apontadoras", α Centauri e β Centauri. Trace mentalmente uma linha de γ Crucis a α Crucis, as duas estrelas nas extremidades do eixo mais longo da cruz, e prolongue essa linha pelo céu. Uma opção é seguir por quatro vezes e meia o comprimento desse eixo na direção indicada pela extremidade estreita da cruz. Outra consiste em unir as duas estrelas apontadoras, dividir essa linha ao meio e, a partir do ponto médio, traçar uma perpendicular até encontrar a linha prolongada do Cruzeiro do Sul. O ponto obtido fica a cerca de 5 ou 6 graus do polo sul celeste. Poucas estrelas brilhantes ficam entre o Cruzeiro do Sul e o polo, embora Musca seja relativamente fácil de reconhecer logo abaixo do Cruzeiro.

Método 2: Canopus e Achernar

O segundo método usa Canopus, a segunda estrela mais brilhante do céu, e Achernar. Imagine um grande triângulo equilátero em que essas estrelas ocupem dois vértices. O terceiro vértice pode ficar em qualquer lado da linha entre Achernar e Canopus, mas apenas um corresponde ao polo. Imagine Achernar e Canopus na circunferência de um círculo. O terceiro vértice do triângulo também estará nessa circunferência. Ele deve ser colocado no sentido horário a partir de Achernar e no sentido anti-horário a partir de Canopus. Esse terceiro vértice imaginário fica no polo sul celeste. Se for escolhido o lado oposto, o ponto cairá em Eridanus, longe do polo.

Se Canopus ainda não tiver nascido, Alpha Pavonis também pode ser usada com Achernar para formar o triângulo. Nesse caso, a construção segue no sentido anti-horário a partir de Achernar, em vez do sentido horário. A escolha do lado oposto leva a Aquário, longe do polo celeste.

Método 3: Nuvens de Magalhães

Foto de longa exposição feita em São Bento do Sapucaí, São Paulo, na qual os rastros estelares circundam o polo sul celeste.

O terceiro método funciona melhor em noites claras e sem Lua porque usa as duas Nuvens de Magalhães. A Grande Nuvem de Magalhães e a Pequena Nuvem de Magalhães são galáxias anãs próximas da Via Láctea. As duas Nuvens e o polo sul celeste formam aproximadamente os três vértices de um triângulo equilátero. O polo deve ser colocado no sentido horário a partir da Pequena Nuvem de Magalhães e no sentido anti-horário a partir da Grande Nuvem de Magalhães. A construção no lado oposto leva à constelação de Horologium.

Método 4: Sirius e Canopus

Uma linha traçada de Sirius, a estrela mais brilhante do céu, passando por Canopus, a segunda mais brilhante, e prolongada pela mesma distância chega a poucos graus do polo sul celeste. Canopus fica quase a meio caminho entre Sirius e o polo.

Ver também

• Esfera celeste, modelo geométrico em que os polos celestes são definidos
• Equador celeste, círculo da esfera celeste equidistante dos dois polos
• Estrela circumpolar, astro que não cruza o horizonte em determinada latitude
• Polo orbital, polo definido por um eixo perpendicular ao plano de uma órbita

Ligações externas

• Representação visual da localização de Polaris a partir do Grande Carro