Em algum lugar da Terra, a Lua bloqueia o Sol em média a cada 18 meses. Fique em um local, porém, e o tempo de espera é muito maior: um eclipse solar total retorna ao mesmo local apenas uma vez a cada 360 a 410 anos em média. É precisamente essa raridade que faz as pessoas voarem pelos continentes para ficar sob a sombra da Lua por alguns minutos fugazes.
Um eclipse solar ocorre quando a Lua passa diretamente entre o Sol e a Terra, lançando uma sombra estreita sobre a superfície do planeta. Dentro dessa sombra, o dia se transforma brevemente em crepúsculo, e a atmosfera externa normalmente invisível do Sol pisca na vista. O que se segue é o que séculos de observação de eclipses e mais de um século de física de eclipses revelaram.
Uma vez a cada três séculos: Quão raro (e quanto tempo) pode ser a totalidade
Mesmo em condições perfeitas, a totalidade não dura muito. Quando um eclipse ocorre com a Lua muito próxima do perigeu – seu ponto mais próximo da Terra – a faixa de sombra pode se expandir até 267 km (166 milhas), e a totalidade em si pode durar mais de 7 minutos. Os eclipses reais raramente atingem esse limite: o mais longo calculado até agora não ocorrerá até 16 de julho de 2186, quando a totalidade sobre a Guiana Setentrional durará 7 minutos 29 segundos.
Eclipses como esses são previsíveis séculos antecipadamente porque se repetem em um ritmo fixo chamado saros. Um ciclo completo cobre exatamente 223 meses sinódicos, equivalendo a 18 anos, 11 dias e 8 horas, junto com correspondências próximas a dois outros ritmos lunares, os meses draconianos e anômalos. Conhecer esse ritmo é o que permite aos astrônomos calcular, séculos antecipadamente, exatamente quanto tempo uma determinada cidade terá que esperar por seu próximo vislumbre de totalidade.
O eclipse de 1919 que reescreveu a física
Nenhum eclipse fez mais pela ciência do que o de 1919. Quando a totalidade varreu os trópicos aquele ano, o astrônomo Arthur Eddington observou a luz das estrelas rozando a borda do Sol e descobriu que havia se dobrado, exatamente como a ainda nova teoria da relatividade geral de Einstein previa. Meses depois, em 8 de novembro de 1919, os resultados foram anunciados em Londres, marcando o fim do modelo gravitacional centenário de Newton e o início do de Einstein.
Albert Einstein, o berlinense de 40 anos por trás da ideia, tornou-se praticamente da noite para o dia o cientista mais famoso do mundo. As próprias medições de 1919 não eram perfeitamente uniformes, porém: a curvatura da luz registrada no local de observação em Príncipe ficou ligeiramente abaixo do valor previsto, enquanto a leitura do local no Brasil ficou ligeiramente acima – uma lacuna que os críticos apontariam por décadas.
Comportamento estranho da gravidade durante a totalidade
A relatividade não foi confirmada apenas uma vez. Décadas depois, o satélite Hipparcos da ESA, que voou de 1989 a 1993, rastreou a luz das estrelas com precisão suficiente para fornecer a confirmação mais clara até hoje da mesma previsão de 1919.
Nem tudo sobre eclipses e gravidade se alinha bem, porém. Um estudo que mediu a gravidade durante um eclipse solar total detectou uma pequena mas real anomalia, um deslocamento de 7,0 ± 2,7 × 10^-8 m/s² no puxão gravitacional local, e seus autores sugeriram que o resultado poderia apontar para algum tipo de efeito de blindagem durante a totalidade. É um lembrete de que mesmo um século após Eddington, um eclipse total ainda dá aos físicos uma chance de testar a gravidade de maneiras que nenhum laboratório na Terra pode.
A coroa oculta do Sol
Um eclipse total é essencialmente a única vez que alguém na Terra pode ver a coroa – a atmosfera externa do Sol – a olho nu. Ela se comporta como uma inversão estranha de como o calor normalmente funciona: a superfície visível do Sol funciona em torno de 4500-6000°C, mas a coroa tênue acima dela sobe acima de um milhão de graus Celsius, um salto que os físicos ainda não conseguem explicar completamente.
As pessoas documentaram esse anel de luz assustador por mais de mil anos – o relato mais antigo conhecido de uma coroa observada vem de Constantinopla no ano 968 d.C. Como a totalidade natural é tão curta, a Agência Espacial Europeia construiu uma maneira de produzir mais: a missão Proba-3 de satélite duplo voa um satélite na frente do Sol para bloqueá-lo para o outro, produzindo eclipses artificiais que somam 1000 horas de tempo de observação em dois anos, muito mais do que qualquer eclipse natural poderia oferecer.
Contas de luz e a primeira fotografia de eclipse
Nos segundos antes e depois da totalidade, a luz solar sendo espremida através dos vales na borda irregular da Lua se quebra em uma série de pontos brilhantes. Em 1715, décadas antes de alguém cunhar um nome para isso, o astrônomo Edmund Halley foi a primeira pessoa a anotar o que agora chamamos de contas de Baily e o efeito de anel de diamante.
A fotografia alcançou a astronomia mais de um século depois. A fotografia mais antiga conhecida de um eclipse solar foi tirada em 28 de julho de 1851 por Julius Berkowski, que usou o processo de daguerreótipo, a frágil técnica de placa de prata por trás de algumas das imagens fotográficas mais antigas sobreviventes.
O eclipse americano de 2017, em números
O eclipse mais observado na memória recente varreu de costa a costa através dos Estados Unidos em agosto de 2017, seu caminho de totalidade tocando tanto o Pacífico quanto o Atlântico – algo que não havia acontecido desde 1918.
Essa sombra era enorme: ela varreu cerca de 16 por cento da área total dos Estados Unidos, embora a maior parte desse caminho passasse sobre oceano aberto em vez de terra. No solo, a totalidade se estendeu mais sobre o Giant City State Park no sul de Illinois, logo fora de Carbondale, permanecendo por 2 minutos 41,6 segundos – o trecho mais longo que qualquer local individual na terra experimentou naquele dia.