Astronomia O nosso Universo

Astronomia
O nosso Universo
O sistema solar
Distância entre a Lua e a Terra: 384.000 Km (aprox.
1 seg-luz
Velocidade da luz (c) : 300.000 Km/s
Distância média entre a Terra e o Sol: 146 milhões Km
(aprox. 8 min-luz), chamada Unidade Astronômica (UA).
Júpiter: 11 vezes maior que a Terra (5 UA do Sol).
Saturno (anéis): 9 vezes o tamanho da Terra (10 UA do Sol).
Plutão: mais distante da Terra (40 UA), a luz do sol leva
5,5 h para chegar a ele.
Limite do sistema solar: região onde se originam os
cometas (100 000 vezes mais distante do Sol do que a
Terra (1,5 ano-luz do Sol).
A Terra: nosso planeta é constituído
predominantemente de matéria sólida, apesar de apresentar substâncias líquidas nos oceanos e no seu
núcleo, e gás em sua atmosfera.
Júpiter, Saturno e Plutão
Está foto de 1999 mostra a lua Io e sua sombra refletida sobre a superfície
de Júpiter. O planeta tem 67 luas confirmadas. A Io é uma das quatro
maiores, conhecidas como luas galileanas, pois foram descobertas por
Galileu Galilei. A sombra da Io anda sobre a superfície de Júpiter a uma
velocidade de 17 km por segundo (Telescópio Hubble).
As auroras de Saturno são parecidas com as terrestres e se
elevam a mais de 1,6 milhão de quilômetros acima das nuvens
dos pólos do planeta. Partículas carregadas se concentram nos
pólos e produzem cor ao interagir com a atmosfera.
Plutão: planeta anão
As estrelas mais próximas
• Estrela Alfa Centauri (mais próxima de nós), 20 000 vezes mais distante do Sol que
Saturno (200 000 UA). α Cen é um sistema estelar triplo:: duas estrelas de brilho
semelhante (α Cen A e B) e uma terceira (Próxima Centauri), mais fraca e afastada das
outras duas (distuinguíveis com telescópio pequeno). As estrelas binárias são
importantes, pois permitem determinar as massas delas. A massa é a propriedade
física mais importante de uma estrela.
• Como estimar a distância a α Cen? A luz emitida por um objeto espalha-se em todas
as direções fazendo com que, longe do objeto, seu brilho observado diminua com o
aumento da distância até ele. Se dobrarmos a nossa distância até uma lâmpada, seu
brilho observado diminuirá de 4 vezes.
• α Cen é uma das estrelas mais brilhantes do céu, pode ser vista melhor no outono, no
prolongamento leste do braço menor do Cruzeiro do Sul: primeiro você encontrará β
Cen (outra estrela dupla brilhante) e em seguida α Cen. α Cen A é uma estrela
semelhante ao Sol, mas seu brilho aparente é cerca de 40 bilhões de vezes menor que
o que recebemos do Sol. Como α Cen e o Sol são semelhantes, podemos achar a
distância a α Cen (distância multiplicada por ela mesma = 40 bilhões ou dist = 200 000
vezes mais distante que o sol = 3 anos-luz). A distância é 4,3 anos-luz.
Estrelas mais próximas
• As estrelas mais fracas a olho nu têm brilho aparente cerca de 400 vezes mais fraco que α Cen, ou
seja, se elas forem semelhantes ao Sol, estarão 20 vezes mais distantes que α Cen (dá um ideia das
distâncias no nosso sistema estelar, a Galáxia, num raio de 17 anos-luz do Sol, são conhecidas umas
50 estrelas.
• As distâncias das estrelas mais próximas podem ser determinadas pela paralaxe anual. À medida
que a Terra se move ao redor do Sol, ao longo do ano, vemos um deslocamento aparente das
estrelas mais próximas comparadas com as mais distantes. Técnica: estender o dedo e olhar com
um olho e o outro olho, os olhos fazem o papel da Terra, o dedo da estrela próxima, e a paisagem
das estrelas ao fundo. Este ângulo medido desde a órbita da Terra é extremamente pequeno.
• Para objetos mais distantes: usamos o fato de que o brilho aparente de uma estrela medido na
Terra depende de quanta radiação ela emite por segundo em todas as direções (luminosidade) e
que o brilho aparente cai com o inverso do quadrado da distância da estrela (ex de α Cen). No caso
de α Cen, ela tem a mesma luminosidade do Sol (semelhantes), então a diferença de brilho
observada entre o Sol e α Cen é devida a diferença de distâncias entre estas estrelas e nós.
• Considere a estrela Sirius (α Canis Majoris) da constelação do Cão Maior, a mais brilhante estrela
do céu, próxima à constelação de Orion, no prolongamento leste das “Três Marias” (está a 8,6
anos-luz de nós ou 550 000 vezes mais distante que o Sol). O brilho de Sirius que recebemos na
Terra é cerca de 10 bilhões de vezes menor que o do Sol. Se Sirius tivesse a mesma luminosidade
que o Sol, deveria ser 550 000 x 550 000 = 300 bilhões de vezes mais fraca que o Sol; mas ela
parece 10 bilhões de vezes mais fraca, então Sirius deve ser 300/10 = 30 vezes mais luminosa que
o Sol. Assim, podemos calcular a luminosidade das estrelas conhecendo sua distância e seu brilho
aparente.
A nossa Galáxia
• Vamos nos afastar da nossa estrela mais próxima, α Cen, 30 000 vezes a distância
entre ela e o Sol, 4,3 anos-luz. Vemos o conjunto de estrelas que forma a nossa
Galáxia. O Sol e as estrelas mais próximas encontram-se a aproximadamente 30
000 anos-luz do centro desse sistema estelar, Galáxia Via Láctea, que contém 100
bilhões de estrelas. A distribuição das estrelas na nossa Galáxia é principalmente
sob a forma de um disco que possui um movimento de rotação em torno do seu
centro. A velocidade do Sol e das estrelas da sua vizinhança em torno desse
centro é de 250 km/s, completando uma volta a cada 250 milhões de anos.
Sistema Solar formado a 5 bilhões de anos atrás.
• O tamanho aproximado do disco da Galáxia é de 100 000 anos-luz. A forma
achatada da nossa Galáxia é evidente quando, em noites de inverno claras e sem
luar, é possível ver no céu uma faixa de estrelas, a Via Láctea, visão que resulta de
nossa posição particular na Galáxia, ou seja, o Sol está no disco de nosso sistema
estelar. Quando olhamos ao longo do disco, vemos um número maior de estrelas
do que quando olhamos para fora do plano da Galáxia.
A Via Láctea
A Via Láctea no Observatório Paranal, no Chile.
O laser adaptativo do telescópio aponta para o
centro galáctico.
A Via Láctea
A Lua
A Lua, satélite natural da Terra, possui cerca de três décimos do diâmetro desta. Na sua superfície, podemos distinguir várias
crateras. As maiores têm diâmetros de centenas de quilômetros, enquanto que as menores são quase microscópicas.
O Sol
•
• SOHO (Solar and Heliospheric Observatory) image of the sun in the extreme ultraviolet range with the EIT instrument (image credit:
ESA, NASA). Imagem óptica do Sol, nossa estrela: ele é essencialmente uma bola de gás muito quente que se mantém coesa pela ação de
sua própria gravidade (SOHO/NASA).