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  Planetário Rubens de Azevedo

Astronomia

Objetos do Céu Profundo As Estrelas

   MEDINDO AS ESTRELAS

    Unidades de distância

    Você já deve ter percebido que as distâncias em Astronomia são gigantes, fogem completamente os padrões de medidas que usamos na Terra. Não é prático usarmos o centímetro (cm), o metro (m) ou o quilômetro (K) em distâncias astronômicas. Em Astronomia usamos as seguintes unidades para medir as distâncias: unidade astronômica (u.a.), ano luz (a.l.) e o parsec (pc).

 

    - Unidade astronômica (u.a.)

    A unidade astronômica é definida como a distância média entre a Terra e o Sol, seu valor é:
1 u.a. = 150 milhões de quilômetros
                    
    Convém notar que não usamos a unidade astronômica para distâncias estelares, ela é usada para distâncias dentro do Sistema Solar, devido as distâncias serem pequenas quando comparadas com distâncias estelares que são extremamente grandes.

    - Ano luz (a.l.)

    Ano luz é a distância que a luz percorre em 1 (um) ano no vácuo. Seu valor é aproximadamente igual a: 1 a.l. = 9,5 trilhões de quilômetros

    Você pode encontrar esse número facilmente — basta multiplicar o valor exato da velocidade da luz no vácuo que é 299.792,458 km/s, pelo número de segundos que tem num ano.
    Muito importante observar que ano luz NÃO É MEDIDA DE TEMPO, e sim medida de distância. Portanto não é correto falar a expressão: a luz viajou durante 100 anos luz. O correto seria: a luz viajou 100 anos luz. Ou ainda: a luz percorreu 100 anos luz.
    Também é usual em Astronomia se utilizar as sub unidades do ano luz que são:

hora luz — distância percorrida pela luz em 1(uma) hora. Aproximadamente igual a 1 bilhão e 79 milhões de km;

minuto luz — distância percorrida pela luz em 1(um) minuto. Aproximadamente igual a 18 milhões de Km;

segundo luz — distância percorrida pela luz em 1(um) segundo. Aproximadamente igual a 299.792 Km.
 

    - Parsec (pc)

    Para estrelas muito distantes, usa-se uma unidade de medida maior do que o ano luz — o parsec (pc).
    1 parsec equivale a 3,26 anos luz ou seja, 1 parsec é uma distância de mais de 30 trilhões de anos luz.
    É bastante usual em Astronomia os múltiplos do parsec — o Kiloparsec e o Megaparsec.

1Kpc (kiloparsec)= 1000 parsecs.
1Mpc (megaparsec)= 1 milhão de parsecs.

    Unidades de tempo

    A idade das estrelas é medida em anos. Portanto, não se usa em Astronomia unidades de tempo diferentes das já conhecidas.

    Unidades de massa

    Em Astrofísica usa-se a massa do Sol como unidade padrão de massa. Não seria prático usar as unidades de massa, tais como o grama, o quilograma e a tonelada para medida da massa das estrelas, teríamos números extremamente grandes. Os Astrônomos comparam a massa das estrelas com a massa do Sol - dividindo a massa da estela pela massa do Sol, desse modo sabe-se quantas vezes a massa da estrela é maior ou menor do que a do Sol. Por exemplo, a estrela Eta Carinae  tem massa 150 vezes maior do que a do Sol, podemos escrever isso da seguinte forma:

    MEta Carinae ~ 150MSol

    Hoje se sabe que a grande maioria das estrelas têm suas idades entre 1 e 10 bilhões de anos e, quanto maior a massa de uma estrela, menor é o tempo de sua vida.
    A olho nu não percebemos, mas mesmo com pequenos telescópios podemos notar que grande parte das estrelas que vemos no céu não estão sozinhas. Pelo menos a metade dessas estrelas fazem parte de grupos de estrelas que interagem gravitacionalmente umas com as outras — são sistemas duplos, triplos e até mesmo sistemas sêxtuplos de estrelas. A observação desses sistemas de estrelas, juntamente com a aplicação da 3ª Lei de Kepler modificada, permite aos astrônomos medir as massas das estrelas. 
    No Universo existem estrelas “monstruosas”, em termos de tamanho e em termos de massa. Eta Carinae, por exemplo, é uma das estrelas mais massivas que se conhece, possui massa equivalente a mais de 100 vezes a massa do Sol.

    A massa estelar é característica física mais importante de uma estrela. Associada à composição química da estrela, é a massa que define o tamanho, a luminosidade e o destino da estrela.

Com relação aos diâmetros, convém notar que as estrelas estão muito distantes, por isso se nos apresentam como pequenos pontos luminosos no céu noturno. Os telescópios óticos terrestres não conseguem medir o diminuto diâmetro angular das estrelas, para essa medição é necessário telescópios com interferômetros. Os astrônomos usam a Interferometria de Intensidade para medir diâmetros angulares muito pequenos, chegando até a milionésimos de segundos de arco. Lembramos que 1º (um grau) possui 60‘(60 minutos) de arco, e 1’(um minuto) possui 60”(60 segundos) de arco. Outra maneira de se obter o diâmetro angular das estrelas é a través da ocultação de estrelas pela Lua. Com a queda do brilho da estrela quando é ocultada, é possível se medir o diâmetro angular. Com a medida do diâmetro angular é possível se calcular o tamanho (diâmetro) da estrela.

     Outra técnica usada para se medir o diâmetro de estrelas é o estudo da dinâmica dos movimentos de estrelas binárias eclipsantes (estrelas que giram em torno de um centro de massa em que uma oculta a outra periodicamente), juntando esse estudo com outras técnicas de observação, pode-se obter informações que levam ao cálculo do diâmetro das estrelas que formam o sistema binário.

     Existem estrelas pequenas como as estrelas de nêutrons cujos diâmetros variam de 20 a 40 km. Já as supergigantes, como por exemplo a Betelgeuse, possui um diâmetro de cerca de 650 vezes maior do que o diâmetro do Sol, isso equivale a aproximadamente 0,9 bilhões de quilômetros.

  No Universo existem estrelas de vários tamanhos. As anãs brancas têm seu diâmetro aproximadamente do tamanho da Terra. Existem estrelas de tamanho médio, gigantes, supergigantes e as hipergigantes. Mas na frente, no item “Comparando estrelas”, vamos mostrar exemplos de tamanhos de estrelas.

 Foto: NASA / ESA / HUBBLE

A  supergigante vermelha Betelgeuse,

estrela Alpha da constelação do Órion.

Foto: Hubble, ESA, Akira Fujii

Órion, onde se destacam as “Três Marias” e Betelgeuse acima a esquerda.

Eta Carina  

    A estrela Eta Carina (ou Eta Carinae) é talvez um dos objetos celestes mais estudados atualmente. O astrofísico brasileiro Augusto Daminelli desvendou um mistério em torno dessa estrela descobrindo que se trata de uma dupla eclipsante prevendo as alterações no seu brilho num ciclo de 5,5 anos. A nuvem vermelha que envolve a estrela é a nebulosa Homúnculo. Essa gigante está no final de seus dias.

 

Foto: Nathan Smith / HST / STScI / NASA

Recentemente o HST (Telescópio Espacial Hubble) e o VLT (Very Large Telescope – ESO/Chile), fotografaram um gigantesco aglomerado com mais de 2.000 estrelas no centro da nossa galáxia. Denominado de aglomerado “Aches”, é considerado o grupo de estrelas jovens mais densas da Via Láctea, a aproximadamente 25.000 anos luz da Terra. Algumas estrelas azuis mais brilhantes do aglomerado de Aches, têm cerca de 130 vezes a massa do Sol e são algumas das estrelas mais massivas descobertas pelo HST.

Foto: NASA / ESA / STScI

Aglomerado de Aches

A região branco-avermelhada no canto superior direito é o centro da Via Láctea que fica a cerca de 100 anos luz do aglomerado. Aches fica, portanto, próximo do buraco negro supermassivo que se encontra no centro da nossa galáxia. A imagem foi obtida com informações no infravermelho de telescópios terrestres e do HST.

Mais recentemente o HST, usando a câmera Wide Field (grande angular), registrou o aglomerado estelar R136. Localizadao numa região de formação de estrelas conhecida como 30 Douradus, também chamada de Nebulosa da Tarântula, o R136 é formado pelas maiores, mais massivas e mais quentes estrelas conhecidas até o momento. As estrelas do aglomerado são jovens, as mais antigas não têm mais do que 5 milhões de anos. A estrela R 136a1 desse aglomerado é considerada uma das maiores estrelas conhecidas com 250 vezes a massa do Sol.

Foto: NASA / ESA

Nebulosa 30 Douradus, ou Nebulosa da Tarântula, está localizada na galáxia vizinha, a Grande Nuvem de Magalhães, a aproximadamente 170.000 anos luz da Terra.

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Conteúdo e manutenção do site : Prof. Dermeval Carneiro

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