O que é um astrolábio?
O astrolábio é um dos mais antigos instrumentos astronômicos conhecido pela humanidade. Ele era usado para resolver problemas relacionados com o tempo e a posição do Sol e das estrelas no céu. Por esse motivo podemos considerá-lo como o primeiro "computador astronômico".
A palavra "astrolábio" é de origem grega, astron labein, que significa essencialmente "tomar um astro".
Basicamente o astrolábio é uma projeção da esfera celeste, tridimensional, sobre uma superfície ou seja, sobre duas dimensões. Não há nada de estranho nisso pois os mapas que usamos regularmente fazem a projeção da Terra sobre um pedaço plano de papel.
Vários tipos de astrolábios foram construidos ao longo do tempo mas, fundamentalmente, existem três tipos de astrolábios:
| astrolábio esférico |  |
|---|---|
| astrolábio planisférico |  |
| astrolábio náutico |  |
O tipo de astrolábio mais popular é o chamado astrolábio planisférico, no qual a esfera celeste está projetada sobre o plano do equador. Os astrolábios antigos típicos eram feitos de latão e tinham cerca de 15 centímetros de diâmetro. Isso não era uma medida padrão pois muitos astrolábios maiores, ou menores, também foram produzidos.
Para que servem os astrolábios?
Os astrolábios são usados para mostrar como é o céu em um lugar específico e em um instante de tempo dado. Isso é feito desenhando-se o céu na face do astrolábio e fazendo marcas sobre ele de modo que as posições de alguns objetos celestes fiquem fáceis de serem encontradas.
Os astrolábios eram instrumentos portáteis sofisticados que foram usados durante séculos para ensinar às pessoas sobre o céu. Eles serviam como mapas mecânicos do Universo conhecido naquela época.
A parte de trás do corpo principal de um astrolábio tem um braço de visada móvel e uma escala em graus para medir a altitude. O lado da frente era gravado com um mapa achatado dos céus, e era usado, juntamente com outras partes móveis, para resolver problemas astronômicos práticos.
Para usar um astrolábio o observador deveria ajustar as componentes móveis para uma data e instante específicos. Uma vez feito isso o céu inteiro, tanto visível como invisível, está representado sobre a face do instrumento. Isso permite que muitos problemas astronômicos sejam resolvidos de uma maneira prática bastante visual.
O astrolábio é um instrumento multi-funcional. Seus usos típicos incluem encontrar o instante de tempo durante o dia ou noite, encontrar o instante de tempo de um evento celeste tal como o nascer ou ocaso do Sol, simular o movimento dos corpos celestes, determinar a latitude, servir como um mapa estelar preciso, e como uma referência portátil de posições celestes.
Os astrolábios também foram uma das ferramentas básicas de educação astronômica no final da Idade Média. Velhos instrumentos também foram usados com propósitos astrológicos.
O astrolábio típico não era um instrumento de navegação embora um instrumento bem mais simplificado, chamado astrolábio marítimo ou astrolábio náutico, tenha sido amplamente usado pelos navegantes. O astrolábio marítimo é simplesmente um anel marcado em graus que serve para medir altitudes celestes.
O famoso escritor inglês Geoffrey Chaucer (~ 1342-1400), bastante conhecido pelo seu romance "The Canterbury Tales" (Os Contos de Canterbury), escrito entre 1387 e 1400, é o autor de um tratado sobre astrolábios que foi amplamente difundido na Europa.
Os textos típicos sobre astrolábios escritos pelos construtores árabes em geral descrevem mais de 40 usos do instrumento, indicando sua versatilidade como equipamento de cálculo astronômico. Alguns de seus principais usos para os astrônomos islâmicos era fornecer respostas a perguntas sobre meteorologia e calendários. Embora menos preciso do que os cálculos matemáticos diretos, pois o astrolábio é somente tão preciso quanto o posicionamento da sua "rete" e algumas outras peças móveis, ele fornece uma maneira fácil e rápida de realizar alguns cálculos astronômicos.
Curiosamente alguns astrolábios apresentavam funções intimamente ligada à religião islâmica. Durante muito tempo as terras sob controle árabe se espalharam do norte da África e Espanha até a Índia. Isso permitia que um amplo intervalo de influências astronômicas fossem combinadas. Como os povos que professam a fé islâmica têm que fazer várias orações durante o dia com a face voltada para a cidade de Meca, na Arábia Saudita, alguns astrolábios islâmicos permitiam o cálculo da "qibla" ou seja, a direção em que o crente deve se voltar durante suas preces.
A produção de astrolábios foi muito intensa principalmente nos séculos VII e VIII. Sabemos isso porque existem referências literárias provenientes de Bagdá e de Damasco indicando que, nessa época, o uso de astrolábios foi espalhado por todo o mundo árabe. Uma prova indireta disso são as tabelas de al-Farghani, produzidas no início do século 9, que listam os raios dos círculos traçados sobre a placa dos astrolábios para cada grau de latitude. Essas tabelas simplificaram o processo de construção dos astrolábios, não tornando mais necessário que cada construtor realizasse os cálculos matemáticos desses valores. Isso indica que os astrolábios estavam sendo fabricados em números substanciais uma vez que o esforço envolvido na produção das tabelas certamente foi considerável.
Como funciona um astrolábio
O astrolábio é formado por um conjunto de peças móveis e separáveis como mostra a animação abaixo. Cada uma delas desempenha uma função bem particular.
A imagem do astrolábio planisférico, bastante simplificado, que mostramos abaixo identifica suas diversas partes. Elas recebem nomes específicos que certamente variam na lingua de cada pais.
A peça principal de um astrolábio é a madre, chamada "mater" em inglês.
Sobre a mater eram colocados vários discos que recebem o nome de tímpanos, em inglês "plates", um deles mostrado abaixo.
Sobre os tímpanos era encaixada uma peça, em geral bastante trabalhada, que tem o nome de aranha. Essa peça também é bem conhecida pelo seu nome latino original, "rete", que quer dizer "rede". Ela é mostrada na imagem abaixo.
A "aranha" ou "rete" mostra a projeção da esfera celeste, tri-dimensional, em duas dimensões. No centro está o polo norte celeste, em torno do qual os apontadores marcam as posições de algumas das estrelas brilhantes. A "aranha" gira livremente sobre a placa de latitude de modo que o astrolábio pode ser "acertado" para instantes de tempo diferentes.
Sobre a aranha estava um ponteiro ou apontador, em inglês "pointer".
Na parte traseira do astrolábio, que é a parte posterior da madre, era colocada uma agulha móvel chamada alidade.
As imagens abaixo mostram com mais detalhes algumas partes do astrolábio planisférico.
- tímpano
- aranha
- (parte de trás da madre)
Esses desenhos esquematicos mostram um possível configuração de um astrolábio. Lembre-se que a arte vista nos astrolábios varia de acordo com o construtor.
Os astrolábios modernos
Com o advento dos satélites artificiais muitos trabalhos de determinação de posições de estrelas deixaram de ser feitos com o uso de astrolábios. Do mesmo modo, com o surgimento do sistema de satélites de posicionamento global, os GPS, a posição de um corpo na superfície da Terra também deixou de ser feita por meio de astrolábios.
No entanto, os astrolábios usados hoje pelos astrônomos não têm absolutamente nenhuma semelhança com os instrumentos usados antigamente! Embora o nome seja o mesmo, os astrolábios modernos são equipamentos sofisticados cujas observações são feitas usando câmeras de video CCD.
Os astrolábios hoje são usados por astrônomos que se dedicam à chamada "Astronomia de Posição" ou "Astrometria". Importantes trabalhos científicos têm sido feitos com a ajuda de astrolábios modernos, o que significa que este equipamento ainda é capaz de dar grandes contribuições para o conhecimento astronômico.
Um dos trabalhos que tem sido desenvolvido ultimamente com o auxílio de astrolábios é a medição do raio do Sol e de eventuais variações no seu diâmetro. A verificação desta possível variação é importante por que, se ela for real e puder ser medida, trará como conseqüência informações preciosas não só para a física solar como para o estudo da mecânica celeste e dos movimentos planetários na teoria relativística da gravitação.
Como os astrolábios medem o Sol
O astrolábio moderno é um aparelho que possui uma óptica ajustada de maneira a dar duas imagens da mesma estrela. O objeto que está sendo observado com a ajuda de um astrolábio percorre duas trajetórias simétricas em relação a uma linha horizontal. O que o astrônomo precisa é encontrar o instante em que as duas imagens da estrela definem uma linha horizontal. Neste momento, a distância zenital da estrela é exatamente aquela definida por um prisma, equivalente a um espelho duplo, associado com uma superfície de mercúrio. Finalmente, para encontrar o instante do trânsito, o astrônomo reconstrói as variações da distância zenital aparente de cada imagem como uma função do tempo.
As observações do Sol seguem um caminho parecido. As modernas medidas astrométricas da forma e do diâmetro do Sol, e de suas variações temporais, tem sido feitas através de astrolábios e foram recentemente verificadas por medidas do satélite espacial SOHO.
Quando realiza estas medidas usando o astrolábio, o astrônomo deve encontrar os pontos de referência de duas imagens da mesma parte do limbo solar. Estes pontos são aqueles para os quais as linhas tangenciais às curvas definidas pelas duas imagens do limbo solar são horizontais. Se supomos que estes pontos são conhecidos, a observação do Sol é feita do mesmo modo que descrevemos acima para as estrelas.
Desde os anos da década de 1970 os astrônomos têm realizado observações astrométricas do Sol por meio de astrolábios. Trabalhos deste tipo estão sendo feitos atualmente em cinco observatórios:
- Observatoire de Cotê d'Azur, Calern, França
- Observatório Nacional (ON), Rio de Janeiro, Brasil
- Observatório de San Fernando, Espanha
- Tübitak Ulusal Gözlemevi (TUG) (Observatório Nacional TUBITAK), Antalya, Turquia
- Observatório de Argel, Argélia
O astrolábio do Observatório Nacional
O Observatório Nacional iniciou em 1997 o seu programa de medições do diâmetro solar com o uso de um moderno astrolábio. Até o momento já foram realizadas com o nosso equipamento cerca de 22600 medidas do diâmetro do Sol.
Nosso astrolábio possui um prisma de ângulo variável e seus dados, coletados por uma câmera CCD, são levados diretamente a um computador.
O astrolábio do Observatório Nacional está sob a responsabilidade da Dra. Jucira Lousada Penna. Colaboram com ela o Dr. Alexandre Andrei, o Dr. Victor Amorin D'Ávila, o astrônomo Eugênio dos Reis Neto, William Duarte, estudante do programa de iniciação científica do ON, Evgueni Jilinski (ON/Pulkovo) e o Técnico Kennedy Nascimento de Ávila (ON).
No video mostrado a seguir a Dra. Jucira nos explica como funciona o astrolábio do Observatório Nacional e como são realizadas as observações do diâmetro do Sol.
Fonte:
Revista Café Orbital
Observatório Nacional
Nenhum comentário:
Postar um comentário
Que tal comentar agora?