Como as Fases Lunares Funcionam: A Ciência por Trás do Ciclo Lunar

A Lua não produz sua própria luz. O que as pessoas na Terra chamam de luz lunar é a luz solar refletida na superfície lunar, de acordo com a Diretoria de Missões Científicas da NASA. A qualquer momento, o Sol ilumina exatamente metade da Lua, assim como ilumina metade da Terra. A porção dessa metade iluminada visível da Terra muda constantemente enquanto a Lua viaja ao longo de sua órbita, e essa visão em mudança é o que cria a sequência conhecida como fases lunares.

Por que a Lua parece mudar de forma

De acordo com a NASA, a causa das fases lunares é uma geometria simples: as posições relativas do Sol, da Terra e da Lua mudam a cada dia conforme a Lua se move ao redor da Terra. Quando a Lua fica entre a Terra e o Sol, seu lado iluminado fica de costas para nós, produzindo uma lua nova. Aproximadamente duas semanas depois, quando a Terra fica entre o Sol e a Lua, toda a metade iluminada fica de frente para a Terra, produzindo uma lua cheia. Cada fase intermediária reflete um ângulo de visão diferente da mesma esfera meio iluminada.

A NASA também observa que a Lua está travada por maré à Terra: ela gira em seu próprio eixo quase exatamente no mesmo tempo que leva para orbitar a Terra, então o mesmo hemisfério lunar sempre fica de frente para nosso planeta. O travamento por maré explica por que as pessoas na Terra nunca veem o lado distante da Lua, mas é um fenômeno separado da geometria Sol-Terra-Lua que produz as fases.

As oito fases reconhecidas

A NASA descreve o mês lunar como contendo oito fases nomeadas, divididas em quatro fases primárias e quatro intermediárias. As fases primárias — lua nova, quarto crescente, lua cheia e quarto (ou último) minguante — ocorrem em um momento específico e calculável. As fases intermediárias descrevem as transições graduais entre elas.

• Lua Nova — a Lua fica entre a Terra e o Sol; o lado próximo não é iluminado.
• Lua Crescente — um fino crescente de luz cresce no lado direito (visão do Hemisfério Norte).
• Quarto Crescente — metade do disco visível é iluminada; a Lua fica a 90° do Sol no céu.
• Lua Gibosa Crescente — mais de metade iluminada, a área iluminada continua crescendo.
• Lua Cheia — a Terra fica aproximadamente entre o Sol e a Lua; toda a metade próxima é iluminada.
• Lua Gibosa Minguante — mais de metade iluminada, a área iluminada está diminuindo.
• Quarto Minguante — a outra metade do disco é iluminada.
• Lua Minguante — um fino crescente permanece antes da próxima lua nova.

Os termos crescente e minguante simplesmente descrevem a direção: crescente significa que a porção iluminada está crescendo, da lua nova em direção à lua cheia, enquanto minguante significa que está diminuindo, da lua cheia voltando para a lua nova, de acordo com a descrição da NASA.

Por que o ciclo é de 29.5 dias, não de 27.3

Dois números diferentes descrevem o movimento da Lua, e confundi-los é uma fonte comum de confusão. O mês sideral — 27.32166 dias, ou 27 dias, 7 horas, 43 minutos e 12 segundos — é quanto tempo a Lua leva para completar uma órbita em relação às estrelas fixas, de acordo com o site de eclipses da NASA no Centro Goddard de Voos Espaciais. O mês sinódico — 29.53059 dias, ou 29 dias, 12 horas, 44 minutos e 3 segundos — é quanto tempo leva para a mesma fase (digamos, lua nova a lua nova) ocorrer novamente.

O mês sinódico é mais longo porque a Terra está se movendo ao redor do Sol enquanto a Lua orbita a Terra. Depois de completar uma órbita completa de 360° em relação às estrelas, a Lua precisa viajar uma distância adicional — aproximadamente 2.2 dias a mais — para alcançar o mesmo alinhamento Sol-Terra-Lua do qual começou, explica o site de eclipses da NASA. Este mês sinódico de 29.5 dias é a base para os "meses" do calendário em muitas culturas e para a abreviação comum de que um ciclo lunar dura cerca de 29.5 dias.

A órbita da Lua não é um círculo perfeito

O caminho da Lua ao redor da Terra é uma elipse com uma excentricidade média de 0.0549, de acordo com o site de eclipses da NASA, o que significa que a distância Terra-Lua varia ao longo de cada órbita. O perigeu, o ponto mais próximo, variou entre aproximadamente 356.355 e 370.399 km nos últimos cinco milênios, enquanto o apogeu, o ponto mais distante, variou entre aproximadamente 404.042 e 406.725 km no mesmo período. Um período orbital separado — o mês anômalo, com média de 27.55455 dias — mede o tempo de um perigeu para o próximo.

O plano orbital da Lua também é inclinado cerca de 5.145° em relação ao plano orbital da Terra ao redor do Sol (a eclíptica), de acordo com a mesma fonte da NASA. Essa inclinação é a razão pela qual os eclipses solares e lunares não ocorrem todos os meses, embora as luas novas e cheias ocorram: a Lua geralmente passa um pouco acima ou abaixo da linha Sol-Terra. Os eclipses são possíveis apenas durante duas "estações de eclipse" a cada ano, quando uma lua nova ou cheia coincide com a Lua cruzando o plano eclíptico, explica a página de geometria de eclipses da NASA.

Fases e marés oceânicas

As fases lunares também correspondem a um padrão de maré previsível. A Administração Nacional Oceânica e Atmosférica dos EUA (NOAA) explica que durante luas novas e cheias — quando o Sol, a Terra e a Lua estão quase alinhados — os puxões gravitacionais do Sol e da Lua se reforçam mutuamente, produzindo "marés vivas" com marés altas mais altas e marés baixas mais baixas. Durante as fases de quarto crescente e quarto minguante, quando o puxão do Sol no oceano parcialmente cancela o puxão da Lua, o resultado é uma "maré morta" de menor amplitude. Tanto as marés vivas quanto as mortas ocorrem duas vezes a cada mês lunar, observa a NOAA.

O que conta como uma "lua azul"

Porque o mês sinódico (cerca de 29.5 dias) é mais curto que a maioria dos meses do calendário, ocasionalmente duas luas cheias caem dentro do mesmo mês do calendário. O site de divulgação científica EarthSky, dirigido pela astrônoma Deborah Byrd, descreve isso como a definição moderna e popular de uma "lua azul". Uma segunda definição mais antiga — a terceira lua cheia em uma estação que contém quatro luas cheias em vez das três usuais — vem do Farmers' Almanac do Maine de 1937. EarthSky rastreia a versão agora comum de "segunda lua cheia em um mês" para um artigo de 1946 na revista Sky & Telescope do astrônomo amador James Hugh Pruett, que interpretou mal a regra sazonal do almanaque. Luas azuis mensais recorrem cerca de sete vezes a cada 19 anos, ou aproximadamente a cada dois ou três anos, de acordo com EarthSky.