Medida de distâncias e as descobertas das galáxias

Observatório do CDCC - USP/SC
Sessão Astronomia
Medidas de distância
e a descoberta das
galáxias
Raul Celistrino Teixeira
Medidas de distâncias em
astronomia
• Como sabemos a
distância das estrelas?
• Paralaxe
– Utilização da diferença
entre duas visões, de
diferentes pontos de
observação
Paralaxe
Paralaxe heliocêntrica
• Para a medição da
distância das
estrelas, utiliza-se o
movimento da Terra
ao redor do Sol
• Estrela parece se
mover em relação ao
fundo, devido ao
movimento do
observador (a Terra)
Paralaxe heliocêntrica
• Limitação: ângulo de
paralaxe das estrelas
muito pequeno
• α Centauri: Menor que 1”
de arco (1º/3600), ou o
equivalente a um objeto
de 4 mm visto a 1 km!
• Hipparcos: Precisão de
0,001” (um homem na
Lua, visto da Terra!!)
Paralaxe heliocêntrica Hipparcos
• Com tal precisão, podemos
• Hipparcos – Lançado pela
ESA, operou de 1989 a 1993
• Obteve dados astrométricos
precisos de ~ 120 000 estrelas
– Catálogo Hipparcos
• Compilou também dados, já
não tão precisos, de ~ 1
milhão de estrelas – Catálogo
Tycho
Paralaxe heliocêntrica Hipparcos
• Mapeou uma região de ~
2000 anos-luz ao redor do Sol
• Via Láctea, nossa galáxia, tem
100 000 anos-luz de diâmetro,
e ~ 100 bilhões de estrelas
• Próximo projeto: Gaia, que
promete maior precisão
(equivalente a medir o
polegar de um homem na
Lua, aqui da Terra!!!), ~ 1
bilhão de estrelas a serem
medidas
Paralaxe espectroscópica
• Como medir distâncias de
estrelas mais distantes?
• Com os dados das estrelas
próximas à Terra, conhecem-se
relações entre grandezas das
estrelas
• Luminosidade: Potência
luminosa (quantidade de luz que
a estrela emite, por tempo)
Luminosidade X Fluxo
• Ambas as lâmpadas
apresentam a mesma
luminosidade, mas os
observadores vêem
fluxos diferentes
• Fluxo: Depende da
luminosidade e da
distância entre o
observador e o objeto
• Conhecendo a distância
e o fluxo, conhece-se a
luminosidade
Diagrama HertzsprungRussell
• Relação entre
temperatura (ou cor)
e luminosidade das
estrelas
• Modo de descobrir,
agora, luminosidade
das estrelas mais
distantes e, com isso,
sua distância
Cefeidas
• Cefeidas são uma classe
de estrelas variáveis
(estrelas cujo brilho varia
no tempo)
• Primeira cefeida
descoberta na constelação
de Cepheus, por John
Goodricke
• 1908: Henrietta Leavitt
descobre relação períodoluminosidade para
cefeidas na Pequena
Nuvem de Magalhães
Cefeidas
• Relação períodoluminosidade
muito mais
precisa, permite
aos astrônomos
identificar
distâncias com
precisão muito
maior
• Grande avanço na
determinação de
distâncias
Nebulosas X Galáxias
60 milhões a.l.
• Discussão acerca do
tamanho / distância
de objetos
chamados, à época,
de nebulosas
• Harlow Shapley:
Mede o tamanho da
galáxia em 300.000
anos-luz, a partir de
estrelas cefeidas.
Acredita que as
nebulosas são
apenas objetos em
nossa galáxia
5 mil a.l.
Nebulosas X
Galáxias
• Edwin Hubble:
Partidário de idéias
contrárias, acredita que,
entre essas nuvens, há
objetos externos à Via
Láctea
• 1924: Observando a
Galáxia de Andrômeda,
Hubble descobre uma
cefeida, e mede sua
distância – 1 milhão de
anos-luz!
Galáxias!!!
• Com o fluxo (brilho) da
galáxia, e sua distância,
Hubble pode estimar sua
luminosidade – da
ordem de 400 bilhões de
vezes a luminosidade do
Sol!
• A Galáxia de
Andrômeda é, de fato,
uma outra “ilha de
estrelas”, tal como a
nossa!
Galáxias
• A partir daí, os
astrônomos (incluindo
Hubble) passam a
determinar a distância de
muitas outras galáxias a
partir de estrelas cefeidas
encontradas nas mesmas
• Hubble estabelece,
portanto, um sistema de
classificação para as
galáxias que vão sendo
descobertas, com base em
sua morfologia (forma)
Classificação das galáxias Hubble
NGC 1300 – Espiral
barrada
M101 - Espiral
M87 – Elíptica
M51 – “Rodamoinho”, espiral, e
sua companheira
NGC 4881 – Elíptica
NGC 4636 – “Os
ratos”, galáxias
colidindo
M104 - “Sombrero”,
espiral
Aglomerados de galáxias
• Percebe-se, com o tempo,
que as galáxias agrupamse em aglomerados,
espalhados pelo
Universo
• A Via Láctea encontra-se
no Grupo Local, junto
com mais de 30 outras
galáxias, tal como
Andrômeda, a Pequena e
a Grande Nuvem de
Magalhães.
Aglomerados de galáxias
• Aglomerado de
Virgem: a 40
milhões de a.l. de
nossa galáxia
Estrutura de larga escala do
universo
• Esses aglomerados
agrupam-se em
estruturas ainda
maiores, e então
temos a estrutura de
nosso universo,
milhões de galáxias
distribuídas nãohomogeneamente,
mas formando
estruturas
características
Estrutura de
larga escala do
universo
• Ao lado,
simulação, no
plano, do que
significa
“estrutura de
larga escala” e
“nãouniformidade na
distribuição de
massa”
Fim