Observação astronômica visual ao seu alcance

V Simpósio Catarinense de Astronomia
Chapecó, 22 e 23 de julho de 2016
OBSERVAÇÃO ASTRONÔMICA VISUAL AO SEU ALCANCE!
Alexandre Amorim1
Palavras-chave: observação, estrelas variáveis, meteoros, cometas.
Introdução
As observações visuais desempenharam um papel fundamental na história da astronomia.
Um exemplo é o ambiente na Europa nos séculos XVI e XVII quando Tycho Brahe, Johannes
Kepler e Galileu Galilei impulsionaram uma nova astronomia com base nas observações visuais.
Em face dessa importância histórica, como deve ser encarada a observação visual hoje? Em que
situações ela é válida do ponto de vista científico? E qual a sua perspectiva para o futuro? Esse
assunto foi abordado previamente em 2015 no IV SCA em Araranguá. Na presente palestra
ampliamos o tema, pois a observação visual ainda desempenha uma ótima forma de aprender,
pesquisar e ensinar astronomia. A assistência é orientada a respeito de ferramentas simples de
observação, registro e sua aplicação imediata.
Desenvolvimento
Quando lemos a história da astronomia ou da ciência em geral quase sempre somos
informados a respeito dos trabalhos de Tycho Brahe, Johannes Kepler e Galileu Galilei inseridos
no contexto da Revolução Científica que teve lugar na virada dos séculos XVI e XVII. Porém,
algo que pode passar desapercebido é a qualidade das observações visuais, mesmo a olho nu, que
tais observadores fizeram naquela ocasião. Atualmente qualquer binóculo com aumento de 10
vezes que encontramos no mercado tem qualidade óptica superior àquele telescópio usado por
Galileu. Ou as medições astrométricas feitas por Tycho Brahe a olho nu podem, atualmente, ser
equiparadas à fotometria visual. É verdade que não se espera descobertas impactantes ou quebra
de paradigmas similares ao ambiente vivido por aqueles observadores mencionados acima. Mas,
ao menos a observação visual é uma ótima ferramenta para a descoberta pessoal bem como para
o auxílio em certas pesquisas astronômicas. No presente trabalho focamos a fotometria visual,
embora haja outras formas de praticar a observação visual. Porém, a fotometria visual apresenta
resultados imediatos para o estudo, pesquisa e ensino de Astronomia. Entre os tipos de objetos
celestes a serem observados visualmente destacamos três: estrelas variáveis, cometas e meteoros.
Estrelas variáveis
Basicamente são estrelas que apresentam variação de brilho numa dada escala de tempo,
normalmente dias, meses ou anos. Trata-se de um campo extremamente fértil para a fotometria
visual. A atividade consiste simplesmente em avaliar o brilho de uma estrela, que se sabe ser
variável, usando outras estrelas de comparação (Figura 1). Obviamente as estrelas de comparação
não possuem sensível variação de brilho. O observador deve anotar a data, hora (em Tempo
Universal), o brilho avaliado, o brilho das estrelas de comparação, nome e localidade. Sugerimos
o uso de uma ficha de anotação para cada estrela variável a ser acompanhada. A Figura 1
apresenta um mapa típico para identificação e avaliação do brilho de uma estrela variável visível
1
Coordenador de Observações, Núcleo de Estudo e Observação Astronômica “José Brazilício de Souza”. E-mail:
[email protected].
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a olho nu. Essa estrela é identificada por meio de quatro traços de foco, para destacá-la entre as
demais estrelas. Algumas estrelas foram selecionadas para seus brilhos servirem como
comparação. No mapa da Figura 1 temos as anotações 42, 46 e 50 que são, na verdade, as
magnitudes das estrelas sem a vírgula decimal, de modo que: 42 = 4,2; 46 = 4,6 e 50 = 5,0. Ao
identificar tanto a estrela variável como as estrelas de comparação selecionadas no céu, o
observador avaliará o brilho da variável por meio de uma simples interpolação. Caso o brilho se
situe entre 42 e 46, os valores podem ser 4,3; 4,4 ou 4,5. Se o brilho avaliado situar entre 46 e 50
seu valor pode ser 4,7; 4,8 ou 4,9. O valor avaliado dependerá da habilidade do observador e sua
experiência aumentará com a prática da observação.
Figura 1: Mapa para identificação e avaliação de brilho de uma estrela variável
Após um número considerável de noites e com os registros anotados na ficha o observador estará
apto a montar uma curva de luz (Figura 2).
Figura 2: curva de luz em fase de uma estrela variável observada a olho nu por meio da
interpolação de magnitude visual.
As características da curva de luz obtida dependerão do tipo de estrela variável e não cabe aqui
discorrer sobre todas elas. O ponto a ser assinalado nesse momento é a praticidade da observação
visual no que tange à compreensão do tipo de estrela variável, não se limitando às explicações
nos livros-texto de astronomia, mas pela observação direta, seja a olho nu ou por meio de simples
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instrumentos. No IV Simpósio Catarinense de Astronomia apresentamos o cálculo da distância de
eta Aquilae (variável do tipo cefeída) com base exclusivamente nos registros visuais. Após obter
o resultado de 1030 anos-luz foi possível fazer conjecturas históricas sobre o tempo decorrido
desde que a luz partiu da estrela até chegar na época atual.
Outra aplicação imediata da fotometria visual de estrelas variáveis é a cooperação entre
astrônomos amadores e profissionais. Um caso recente envolve a estrela SS Cygni (variável do
tipo nova-anã) que possui saltos de brilho normais devido a sua natureza. O pesquisador
profissional James Miller-Jones (Centro Internacional para Pesquisa em Radioastronomia, Perth,
Austrália) solicitou à Associação Americana de Observadores de Estrelas Variáveis (AAVSO) a
colaboração para acompanhar o brilho dessa estrela durante os estudos na faixa de rádio. O
pesquisador precisava conhecer a iminência de uma nova atividade de SS Cygni e tal atividade é
evidenciada pelo aumento repentino de brilho, seja por meio de fotometria CCD ou visual. Uma
vez que o brilho normal da estrela situa-se em magnitude V = 11,8, caso o brilho ultrapassasse V
= 11,5 os registros deveriam ser prontamente enviados à AAVSO e o pesquisador iniciaria o
acompanhamento em rádio. Vale ressaltar que um instrumento com objetiva superior a 114
milímetros é suficiente para detectar a estrela SS Cygni, seja durante seu estado normal ou,
principalmente, quando está em atividade.
Meteoros
A observação visual de meteoros é uma área quase completamente abandonada pelos
observadores. Recentemente, com o uso de redes de monitoramento tais como a Bramon e a
Exoss, alguns acham que não há mais espaço para o registro visual de meteoros. Tal ideia está
equivocada porque boa parte das informações das chuvas de meteoros são obtidos dos registros
visuais. Entidades tais como a IMO (Organização Internacional de Meteoros) recebe dados
visuais. Além disso, os enxames meteóricos disponíveis no hemisfério sul ainda são pouco
estudados, de modo que a própria IMO reiteradamente solicita dados para aprimorar o estudo dos
meteoros. O tema dos meteoros normalmente aparece no trabalho de divulgação astronômica
quase sempre com informações desatualizadas ou que não correspondem com a realidade. Com o
acompanhamento visual o observador sabe que os registros não se limitam apenas ao dia de
máxima atividade de determinado enxame. Em seu calendário anual, a IMO solicita a atenção dos
observadores visuais para algumas chuvas que chances de incremento de atividade ou que estarão
em boas condições de acompanhamento.
Cometas
A fotometria visual de cometas é essencial para se conhecer os parâmetros fotométricos
desses objetos e, junto com os elementos orbitais, saber o brilho visual real que o cometa alcança
durante sua aparição. Não raro os astrônomos não acostumados às observação de cometas
limitam-se a confiar nas efemérides calculadas por programas planetários tais como SkyMap,
Carte du Ciel ou Stellarium. Embora sejam muito úteis como ferramentas de ensino e divulgação
astronômica, tais programas usam a base de dados cometários publicada pelo MPC-IAU (Centro
de Pequenos Planetas da União Astronômica Internacional). E na maioria das vezes os
parâmetros fotométricos divulgados pelo MPC-IAU não são atualizados, de modo que os valores
de brilho de vários cometas não correspondem àquilo que é efetivamente observado. Um
exemplo recente envolve o Cometa C/2013 X1 Pan-STARRS. Segundo as efemérides publicadas
pelo MPC-IAU o brilho máximo do cometa deu-se em 20 de junho de 2016 quando alcançaria
magnitude 10,5. Concordemente os programas planetários apontam para a mesma previsão de
brilho. Um cometa de 10ª magnitude é observável por meio de instrumentos com abertura
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superior a 100 milímetros e, talvez, muitos deixam de acompanhar um astro com essa previsão de
brilho. No entanto, observadores visuais avaliaram o brilho do cometa e notaram que o astro
apresentou-se mais brilhante do que as efemérides iniciais. Durante o mês de junho de 2016 o
diâmetro da coma foi avaliado em cerca de 15 minutos de arco e seu brilho total em torno de
magnitude 6,5. Um cometa com essas características é visível por meio de binóculos com
objetiva de 50 milímetros. Na Figura 3 apresentamos a curva de luz do Cometa C/2013 X1
contendo exclusivamente registros visuais feitos no Brasil. A linha vermelha representa o
comportamento previsto do brilho com base nas efemérides do MPC-IAU. Os pontos
representam as magnitudes avaliadas pelos observadores. A linha azul representa o
comportamento do brilho calculado em função dos registros visuais, apontando, assim, para
novos valores dos parâmetros fotométricos.
Figura 3: curva de luz do Cometa C/2013 X1 Pan-STARRS
Considerações finais
Apresentamos brevemente algumas áreas da observação visual acessíveis a qualquer
praticante da astronomia. Apesar de não aprofundarmos em cada tipo de astro a ser acompanhado
visualmente, o objetivo principal é reafirmar aos astrônomos, profissionais ou não, e ao público
em geral que o registro visual é útil para o estudo, pesquisa e divulgação da astronomia. Grupos
se beneficiarão ao trabalhar com seus próprios registros visuais. Divulgadores da astronomia
repassarão informações coerentes ao público, pois as pessoas visualizarão certo fenômeno ou
objeto astronômico seja a olho nu ou por meio de simples instrumentos.
Referências
WAAGEN, Elizabeth O. Alert Notice 536: SS Cyg monitorin request for radio campaign.
Disponível em: https://www.aavso.org/aavso-alert-notice-536. Cambridge: 2016.
Minor Planet Center. Elements and Ephemeris for C/2013 X1 (PANSTARRS). Disponível em :
http://cgi.minorplanetcenter.net/cgi-bin/returnprepeph.cgi?d=c&o=CK13X010. Acesso em 9 jul.
2016.
AMORIM, Alexandre. Cometa C/2013 X1 Pan-STARRS. Boletim Observe! v. 7, n. 7 (julho de
2016).
International Meteor Organization. 2016 Meteor Shower Calendar. Disponível em:
http://imo.net/files/data/calendar/cal2016.pdf. Acesso em: 9 jul. 2016.