A Galáxia - CDCC/USP

Observatório do CDCC - USP/SC
Sessão Astronomia
A Galáxia
Adalberto Anderlini de Oliveira
1840 - Até onde existem estrelas?
• Qual a distância da estrela mais longínqua ?
distância média entre
as estrelas: 10 anos-luz
estrela visíveis à olho nu: 6 000
todas caberiam numa
esfera com diâmetro
de 330 anos-luz
(3 218 000 000 000 000 km)
• Desde 1609 - telescópio
• Não existe a estrela mais longínqua ?
O Paradoxo de Olbers (1826)
?
e espalhadas
2 - As estrelas são infinitas em número ?
uniformemente pelo espaço ?
1 - O Universo é infinito em extensão
3 - As estrelas são de luminosidade média uniforme por
todo o Universo
R
O brilho da camada A é
igual ao brilho da camada
B, C, D...
A
B
C
D
E
+
3R
E a faixa luminosa ?
• Galaxias Kiklos (círculo de leite)
• Via Lactea
1609
Galileu
luneta
W. Herschel (1784)
Método da Aferição (contou 3.400 estrelas)
Escolheu 683 regiões bem
repartidas do céu
Número de estrelas aumentava conforme a
contagem se aproximava do plano da Via
Láctea, tornando-se mínima nas direções
perpendiculares à esse plano.
750 a.l.
4000 a.l.
O sistema estelar FINITO de forma lenticular
Contando Estrelas
• 1859 - mapa Bonner Durchmusterung - 500 000 estrelas
• ~1870 - campos estelares fotografados
• Jacobus Cornelius Kapteyn (1851 - 1922)
• contagem sistemática das estrelas para
cada magnitude crescente
• número de estrelas nas camadas mais
distantes estava diminuindo
• 1920 - Kapteyn estima que a galáxia mede:
raio maior - 23 000 a.l. x raio menor 6 000 a.l.
O Sol está parado ?
• Observando as estrelas, nada indicava que elas
estivessem se movimentando em torno do Sol.
• As estrelas pareciam se mover aleatoriamente
• O Sol parecia comum entre muitos sóis.
• Por que não estaria o Sol em movimento ?
• Herschel, 1783 - pesquisas sobre um possível
movimento do Sol.
O Sol em Movimento
e s t r e l a s
s e
a f a s t a n d o
ápex
antápex
estrelas se aproximando
O Sol em Movimento
“Herschel não se limitou a banir de
Herschel calculou que
o sistema solar está vez
se o Sol, do centro do universo;
enviou-o (…) a uma travessia
movendo em direção
à -Hércules. regular da Via Láctea.” - R. Thiel
Hoje sabemos que o
ápex está em Lira
(constelação vizinha
de Hércules)
Estaria o Sol no centro da Galáxia ?
• O modelo Herschel-Kapteyn viu-se em apuros quando
começaram os estudos com relação à aglomerados de
estrelas
• Em 1840, Bessel prova que cada estrela das plêiades
possue um movimento próprio de 5,5 segundos de arco
por século, na mesma direção.
• isso quer dizer que existem
aglomerados
• 1781, Charles Messier faz
lista com cerca de 100
aglomerados (para evitar
confundí-los com cometas)
Aglomerados de Estrelas
aglomerado aberto - plêiades
aglomerado globular - M13
possuem centenas de estrelas
aparecem na faixa da direção
da galáxia
possuem milhares de estrelas
aparecem principalmente na
constelação de Sagitário
Nenhum astrônomo entendia o porquê dessa
distribuição dos aglomerados
Miss Leavitt e as variáveis da SMC
• estrelas estão todas
próximas se comparadas à
distância que estão de nós
• assim, a diferença de
brilho não é provocado por
diferentes distâncias
• quanto mais brilhante a estrela variável,
Cerro Tololo Interamerican Observatory
maior o período
• Existe alguma relação entre período e
luminosidade? Inclusive nas variáveis que
não estão na Nebulosa de Magalhães?
Medida de distância através da relação
período-luminosidade
• A luminosidade de uma variável que
não está nas nebulosas também depende
da distância
• períodos  e brilhos   distâncias 
• períodos  e brilhos   distâncias 
Cefeidas em aglomerados globulares
• ~1915 - Harlow Shapley utiliza a medida de distância
através de cefeidas para descobrir a posição de
aglomerados globulares
50 000 a.l.
protuberância central
núcleo
disco
Halo
aglomerados globulares
O Universo excêntrico de Shapley
Um problema do Universo excêntrico
• Se a maior parte da Galáxia estava na direção de
Sagitário, por que não é tão mais brilhante nessa direção.
• A resposta veio com a percepção de que havia no
Universo muito mais do que se apresentava à vista
Buracos no céu: nebulosas
ambas são
compostas
de poeira
interestelar,
hidrogênio...
• Nebulosas luminosas: possuem
estrelas
• Nebulosas escuras: ainda não
possuem estrelas
Foram supostas por Edward Barnard e Max Wolf
por volta de 1920
© T. Credner & S. Kohle, AlltheSky.com
As nebulosas absorvem a luz que
vem de trás
porção visível
da galáxia
porção invisível
da galáxia
Mas que mania de querer estar no centro do Universo !!!
O Universo em 1920
• Nossa Galáxia
• Nuvens de Magalhães
• Deveriam conter toda a matéria do Universo
• Paradoxo de Olbers: Universo finito
• Mas, objetos de grande porte poderiam estar
fora da galáxia (Nebulosa Andrômeda)
Teorias Diferentes sobre essas nuvens
Immanuel Kant
Universos Ilha - 1755
Pierre Laplace
Formação de Sistemas
Planetários - 1805
Nebulosa = Galáxia distante
Nebulosa = Estrela Próxima
espectro
várias cores = branco
1 cor = verde
refletindo luz das estrelas
Estrelas dentro de Nebulosas
• É possível ver estrelas dentro da Nebulosa de Órion
• Cadê as estrelas de Andrômeda ?
• 1885 - Uma Novae em Andrômeda
• Cálculo da distância pela luminosidade
• Andrômeda está a 1600 a.l. - deve ser muito grande
• Não deveria representar um sistema planetário único
• 1918, Heber Curtis mede várias Novae em Andrômeda
• Novae = 1 estrela, portanto devia possuir várias estrelas
Um grande Telescópio
• Edwin Hubble: argumentação em
torno de novae seria inconclusiva
• Tentar observar outras estrelas
• 1917, Telescópio do Monte Wilson
- espelho de 2,5 m
• Apontou para Andrômeda e viu estrelas
isoladas em sua borda, portanto não era
feita só de gás e poeira
• Kant estava certo e Laplace errado
• Deixa de ser uma nebulosa: A Galáxia
Andrômeda
As Nebulosas
Galáxias Espirais
Galáxia Andrômeda
Galáxia Turbilhão
• Astrônomos imaginam braços espirais na nossa galáxia
• Estudam os braços através de aglomerados abertos
O Formato da nossa Galáxia
Outras Galáxias
O tamanho do Universo?
O Universo é infinito?
Outro Paradoxo de Olbers
Final da Apresentação
• Paralaxe Estelar
Dúvidas ?
• Paradoxo de Olbers
• O sistema lenticular de Herschel
• O Sol em Movimento
• Movimento Próprio
• Aglomerados Abertos e Globulares
• Estrelas Variáveis
• Relação Luminosidade-Período
• O Universo Excêntrico de Shapley
• Nebulosas
• Kant x Laplace
• Estrela Novae
• Galáxias Espirais
• O tamanho do Universo
Referências e Bibliografia
Livros:
• E a luz se fez - Rudolf Thiel
• GILBERT,A.(1982): Origens históricas da física moderna, Fund. Calouste
Gulbenkian, Lisboa
• O Universo - Isaac Asimov
Internet:
http://eee.uci.edu/clients/bjbecker/ExploringtheCosmos/lecture16.html
http://www.astro.iag.usp.br/~abilio/page02.html
Agradecimentos
Ao Prof. Wilton S. Dias e ao Monitor Matheus Jatkoske Lazo
pelos livros emprestados