Observar as luas de Júpiter: os quatro satélites galileanos

A descoberta de um sistema em movimento

Em janeiro de 1610, Galileo Galilei apontou a sua luneta para Júpiter e reparou em pequenos pontos próximos, primeiro três e depois quatro. Ao longo das noites mudavam de lado, aproximavam-se do globo e por vezes desapareciam. Galileu concluiu que orbitavam Júpiter e publicou os resultados no Sidereus Nuncius.

Simon Marius observou também os satélites nessa época. Os nomes hoje usados vieram da sua proposta, inspirada numa sugestão de Johannes Kepler, e referem figuras da mitologia grega relacionadas com Zeus, equivalente grego de Júpiter.

A descoberta mostrou que nem todo o movimento celeste tinha a Terra como centro direto. Foi um argumento importante nos debates sobre o Sistema Solar. Os quatro grandes satélites receberam o nome coletivo de galileanos; as restantes luas de Júpiter são, em geral, bem menos acessíveis aos instrumentos amadores.

É um excelente fenómeno para uma primeira noite de observação: não depende de notar alterações impercetíveis durante anos. Uma segunda visita ao ocular ao fim de uma hora pode já mostrar uma configuração diferente, especialmente devido ao rápido movimento de Io.

Quatro tamanhos e quatro períodos

• Io completa uma órbita em cerca de 1,77 dias. É o corpo com atividade vulcânica mais intensa do Sistema Solar e tem brilho próximo de magnitude 5,0 em condições usuais.
• Europa demora aproximadamente 3,55 dias. Um oceano de água líquida é considerado muito provável sob a crosta gelada; a magnitude ronda 5,3.
• Ganimedes demora cerca de 7,15 dias e, com aproximadamente 5 268 quilómetros de diâmetro, é a maior lua do Sistema Solar. É maior em diâmetro que Mercúrio, embora menos maciço, e ronda a magnitude 4,6.
• Calisto percorre a órbita em cerca de 16,69 dias e atinge as maiores separações dos quatro. A magnitude típica é próxima de 5,7.

Estes brilhos são indicativos e variam com distância e geometria. Não devem ser tratados como valores constantes de todas as aparições. A proximidade ao disco de Júpiter torna a deteção muito mais difícil do que a magnitude isolada faria supor.

Io, Europa e Ganimedes estão ligados pela ressonância de Laplace. Durante uma revolução de Ganimedes, Europa completa aproximadamente duas e Io quatro. As fases orbitais ficam relacionadas, impedindo que os três se alinhem simultaneamente do mesmo lado na configuração simples correspondente.

Calisto não integra essa ressonância. A sua órbita larga permite que, em certas temporadas, passe acima ou abaixo do disco aparente sem ser ocultado. A disposição quase linear não significa, por isso, que todas as passagens produzam sempre o mesmo tipo de fenómeno.

Observar com binóculos estáveis

As magnitudes seriam acessíveis a olho nu sob bom céu se os satélites não estivessem junto do brilho intenso de Júpiter. Binóculos de sete a dez aumentos já podem separá-los. Apoie-os num tripé ou num suporte firme: o tremor das mãos apaga facilmente os pontos.

É comum distinguir dois a quatro. Um satélite em falta pode estar diante do globo, atrás dele, na sombra ou demasiado perto de outro para ser separado. Não mudou o número de luas; mudou a sua disposição e a capacidade de resolução.

As órbitas próximas do equador joviano parecem quase de perfil, pois a inclinação do eixo de Júpiter é pequena, cerca de três graus relativamente à perpendicular orbital. Daí o alinhamento visual. Instrumentos maiores e ar estável podem revelar pequenos discos e diferenças subtis de cor; Io pode parecer amarelado e Calisto mais escuro.

Os meses próximos da oposição, repetida aproximadamente a cada treze meses, costumam oferecer brilho e longa visibilidade noturna. A culminação ocorre perto da meia-noite solar verdadeira, mas a altura depende da declinação e da latitude. Não é uma promessa de Júpiter alto a partir de qualquer local.

Desde Lisboa, evite sempre que possível a direção imediatamente sobre telhados quentes. No Alqueva, um horizonte aberto ajuda a escolher a janela, mas não elimina a turbulência. Para um encontro com familiares ou um clube, prepare uma observação no início e outra no fim da sessão para tornar o movimento evidente.

O próprio globo de Júpiter também muda

Júpiter roda em menos de dez horas. As faixas atmosféricas não seguem todas exatamente o mesmo ritmo. Os astrónomos usam, entre outros, o Sistema I para a zona equatorial e o Sistema II para outras latitudes visíveis, incluindo a região da Grande Mancha Vermelha.

O **meridiano central** indica a longitude voltada para o centro do disco aparente no sistema usado. Relacioná-lo com uma longitude atualizada da Grande Mancha Vermelha ajuda a interpretar quando ela está bem apresentada. A mancha deriva e evolui, pelo que uma longitude antiga não fornece uma previsão permanente.

Observe também bandas e sombras, mas não force ampliação quando a imagem está instável. Os satélites são frequentemente reconhecíveis mesmo numa sessão em que o detalhe fino do globo fica limitado. Diferentes alvos do mesmo sistema pedem níveis de resolução distintos.

Quatro tipos de fenómenos dos satélites

Numa ocultação, o satélite desaparece atrás do globo de Júpiter. Num eclipse, entra na sombra do planeta e pode deixar de brilhar enquanto ainda parece ao lado do disco.

Num trânsito, o satélite passa diante do globo e pode ser difícil de ver por baixo contraste. Num trânsito de sombra, projeta um pequeno ponto escuro nas nuvens, muitas vezes mais evidente que o próprio satélite. A posição relativa do Sol e da Terra explica por que satélite e sombra não se sobrepõem sempre na imagem.

Em temporadas especiais, aproximadamente a cada seis anos, os satélites podem ocultar-se ou eclipsar-se entre si, quando a geometria se aproxima do seu plano orbital. Não são fenómenos que ocorram com a mesma visibilidade todos os anos.

Os eclipses de Io tiveram ainda um papel histórico na medição da luz. Em 1676, Ole Rømer interpretou diferenças de horário pela variação do tempo de viagem luminosa entre Júpiter e a Terra. A distância mudava, alterando o atraso com que o fenómeno era visto, e mostrando que a velocidade da luz era finita.