A umbra é a região central e mais escura da sombra da Terra, onde o disco solar fica completamente oculto. Ela é responsável pelas fases parciais e totais de um eclipse lunar.

Como a umbra é formada

Imagine raios partindo das bordas opostas do Sol e tangenciando a Terra. Atrás do planeta, esses raios convergem e delimitam uma região na qual nenhum ponto do disco solar é diretamente visível. Essa região é a umbra.

Como o Sol é muito maior que a Terra, o cone umbral afunila com a distância. Seu vértice fica muito além da órbita lunar, de modo que a Lua pode atravessá-lo confortavelmente.

Tamanho da umbra na distância da Lua

Usando dimensões médias do Sol, da Terra e da órbita lunar, o cone de umbra da Terra se estende por cerca de 1,4 milhão de quilômetros. Na distância média da Lua, seu diâmetro ainda é da ordem de 9 mil quilômetros, aproximadamente 2,6 vezes o diâmetro lunar. Esses valores variam um pouco porque as órbitas são elípticas.

Por que a umbra não é absolutamente preta

Geometricamente, a umbra bloqueia a luz solar direta. Porém a Terra possui atmosfera. Parte da luz do Sol atravessa camadas atmosféricas próximas ao horizonte, é refratada para dentro da região de sombra e chega à Lua. Por isso a umbra lunar frequentemente apresenta tons vermelhos em vez de escuridão absoluta.

A borda da umbra

Em um modelo ideal sem atmosfera, a borda seria definida pela geometria do disco solar. Na prática, a atmosfera terrestre modifica ligeiramente a extensão óptica da sombra e produz gradientes de brilho. Durante a fase parcial, a borda aparente sobre a Lua é curva porque estamos vendo a seção da sombra de uma Terra aproximadamente esférica.

Umbra e tipos de eclipse

  • Se a Lua não toca a umbra: eclipse apenas penumbral.
  • Se parte da Lua entra na umbra: eclipse parcial.
  • Se todo o disco lunar entra na umbra: eclipse total.

A magnitude umbral quantifica a fração do diâmetro lunar imersa na umbra no instante de máximo.

O que observar visualmente

A entrada na umbra é muito mais evidente que a entrada na penumbra. A região eclipsada perde brilho rapidamente e pode revelar tonalidades diferentes. Próximo da borda, o contraste com a porção ainda diretamente iluminada é grande o bastante para ser percebido sem qualquer instrumento.

Como esse fundamento aparece na observação real

Durante a fase parcial, procure a borda mais escura sobre a Lua e compare seu raio de curvatura com o disco lunar. A sombra é maior que a Lua, então a curva parece relativamente suave. Crateras próximas ao terminador da sombra são excelentes marcadores de avanço.

Erros e confusões comuns

  • Chamar qualquer sombra de umbra.
  • Supor que a umbra é completamente sem luz observada.
  • Imaginar que seu diâmetro é constante.

Perguntas frequentes

A umbra tem o mesmo tamanho em toda parte?

Não. Ela afunila à medida que se afasta da Terra, pois o Sol é maior que o planeta.

A umbra termina onde?

Em valores médios, seu cone chega a cerca de 1,4 milhão de quilômetros da Terra, muito além da órbita média da Lua.

Por que a borda da umbra é arredondada na Lua?

A seção transversal da sombra de uma Terra aproximadamente esférica é circular. Quando essa seção avança sobre o disco lunar, vemos uma borda curva.

Dentro da umbra existe luz?

Não há luz solar direta no modelo geométrico, mas a atmosfera refrata luz para dentro dela. Por isso um eclipse total normalmente não deixa a Lua completamente negra.

A umbra terrestre é maior que a Lua?

Na distância média da Lua, sim: seu diâmetro é de aproximadamente 2,6 diâmetros lunares, variando com as distâncias orbitais.