Observação de manchas solares com "câmara escura"

Atenção - O método descrito abaixo é totalmente seguro, no entanto, a observação solar por meio de telescópios, binóculos ou a olho nu causam sérios danos aos olhos se não forem empregados filtros especiais.

Um recurso útil para o acompanhamento das manchas solares, para aqueles que não possuam instrumentos ópticos, é a “câmara escura”, que é muito simples, e, mesmo assim, permite que se façam desenhos do Sol, registrando-se a posição das manchas e seu tamanho, além disso, possibilita também, a determinação da rotação do Sol.

Consideremos um pequeno orifício, como o que se obtém atravessando um alfinete ou um prego pequeno numa folha de papelão. Ao se dirigir o orifício para uma fonte luminosa, como lâmpada incandescente, a luz, ao atravessá-lo, formará uma imagem invertida em um anteparo branco; o tamanho da imagem é tanto maior quanto for a distância do orifício ao anteparo.

Como cada pequeno ponto do filamento incandescente forma não um ponto mas uma pequena imagem, esta não pode ser absolutamente nítida. Porém, como o orifício é pequeno, as “manchas” luminosas serão igualmente pequenas e por isso a imagem não ficará muito imprecisa. Também não importa a forma do orifício; aqueles que forem triangulares, desde que pequenos, produzirão também imagens, porém os orifícios circulares obtêm melhor desempenho no que diz respeito à luminosidade e à nitidez.

Um exemplo muito interessante disso é obtido quando se observa, num dia ensolarado, o chão coberto por pequenas áreas arredondadas de luz entre as sombras, embora sejam raros orifícios circulares. Estas manchas são na realidade imagens do Sol, produzidas por orifícios de forma irregular que se verifica na “junção” de várias folhas e são redondas porque o Sol é redondo. Num eclipse parcial, as áreas luminosas na sombra da árvore têm esta forma. Na verdade, em geral, a imagem produzida no chão é elíptica. Isto se deve ao fato de a projeção não se dar num plano perpendicular à direção do Sol.

O uso da câmara escura para formar imagem é bem antigo, data provavelmente do século IV a.C. e se deu na China. Em 1038 d.C., o árabe Ibn Al-Haithan fez a primeira descrição detalhada dos princípios da câmara escura e também construiu uma.

O astrônomo Johannes Kepler, em 1607, observou com auxílio de uma câmara escura o trânsito do planeta Mercúrio diante do Sol.

No dispositivo que sugerimos, por uma questão de comodidade, o orifício será substituído por um espelho que deverá ser inclinado de modo a dirigir a luz do Sol para um papel grosso onde é feito o orifício de 3 mm com auxílio de um prego. O uso de um espelho permite, desde que apoiado adequadamente, que a imagem do Sol seja dirigida para uma parede, num ambiente o mais escuro possível, como o interior de uma sala. Isto se torna necessário para que se perceba melhor os detalhes mais débeis do Sol. A distância ideal entre o espelho e a projeção pode ficar entre 5 e 10 metros, o que produzirá uma imagem do disco solar de 5 a 10 centímetros de diâmetro.

A melhor relação luminosidade-nitidez é dada por:

4. Observação

Desenha-se, previamente, em uma folha de papel, um círculo com o mesmo diâmetro da imagem solar projetada. Sobrepõe-se a imagem ao círculo e inicia-se desenhando as manchas. Como o Sol caminha com grande rapidez precisamos de, periodicamente, reposicionar o papel utilizando-se como referência as manchas já desenhadas. Procure retocar, sendo o mais fiel possível ao que se observa. Algumas manchas mais débeis só são percebidas quando se fazem movimentos laterais rápidos, e uma vez detectadas devem ser registradas. Agora é necessário marcar os pontos cardeais para futura comparação com os desenhos feitos nos dias subseqüentes. Para tal, centre novamente o desenho com as manchas, escolha uma mancha bem visível e marque com um X ao lado de sua imagem. Mantenha agora o papel imóvel. Espere alguns minutos e marque com um X sua nova posição no papel; faça uma linha unindo os dois X. Terminada a observação faça uma outra linha paralela aos X passando agora pelo centro da imagem do Sol desenhado. Esta é a linha leste-oeste. Perpendicularmente a esta obteremos a linha norte-sul; note que no desenho os pontos cardeais estão invertidos em relação aos mapas. Os pontos cardeais que obtivemos não correspondem exatamente aos do Sol; no entanto se prestam muito bem para comparações num intervalo de tempo pequeno (poucos dias).

Para a contagem das manchas e o controle estatístico, pode-se usar o mesmo método apresentado em Observação de manchas solares a "olho nu".