Guia da Astronomia by Iná Trigo

Julho 2015

| CIÊNCIA INTERESSANTE

O Guia da

ASTRO NOMIA Design: Ina Trigo Ilustração: Ton Ferreira

Astronomia é uma ciência natural que estuda corpos celestes (como estrelas, planetas, cometas, nebulosas, aglomerados de estrelas, galáxias) e fenômenos que se originam fora da atmosfera da Terra (como a radiação cósmica de fundo em micro-ondas). Ela está preocupada com a evolução, a física, a química e o movimento de objetos celestes, bem como a formação e o desenvolvimento do universo.

CIÊNCIA INTERESSANTE | Julho 2015

astronomia é uma das mais antigas ciências. Culturas pré-históricas deixaram registrados vários artefatos astronômicos, como Stonehenge, os montes de Newgrange, os menires. As primeiras civilizações, como os babilônios, gregos, chineses, indianos, iranianos e maias realizaram observações metódicas do céu noturno. No entanto, a invenção do telescópio permitiu o desenvolvimento da astronomia moderna. Historicamente, a astronomia incluiu disciplinas tão diversas como astrometria, navegação astronômica, astronomia observacional e a elaboração de calendários. A astronomia não deve ser confundida com a astrologia, sistema de crença que afirma que os assuntos humanos estão correlacionados com as posições dos objetos celestes. Embora os dois campos compartilhem uma origem comum, atualmente eles estão totalmente distintos .

Diferenças entre Corpos Celestes Meteoros e meteorito São corpos celestes de pequenas dimensões, chamados de meteoroides, que orbitam o Sol. Geralmente são partículas rochosas resultantes da colisão de asteroides. Quando passam nas proximidades da Terra, esses corpos celestes são atraídos pela força de gra-

vidade do planeta. Os meteoros são vaporizados e se incendeiam ao entrar na atmosfera terrestre, sendo popularmente chamados de estrelas cadentes. As rochas que conseguem sobreviver a essa entrada na atmosfera e atingem a superfície terrestre são os meteoritos.

Asteroides A formação do sistema solar, há aproximadamente 4,6 bilhões de anos, deixou restos de material pairando pelo universo. Esses corpos rochosos são os asteroides. Milhões deles descrevem uma órbita em torno do Sol, especialmente entre os planetas

Marte e Júpiter. Seu tamanho varia entre menos de um quilômetro a até centenas de quilômetros de superfície. Pesquisadores acreditam que já ocorreram colisões entre asteroides e a Terra, o que teria alterado o processo evolutivo do planeta.

Cometas Embora pequenos, os cometas ganham visibilidade em sua trajetória pelos céus. São corpos celestes relativamente frágeis, com uma superfície irregular e, de certa forma, similares aos meteoros. No entanto, são formados fora do sistema solar e sua superfície gelada é envolvida em poeira cósmica que, ao se aproximar do Sol, ganha volatilidade

e é vista em forma de cauda. Alguns têm órbitas que podem levar mais de 30 milhões de anos e outros de algumas centenas, tornando suas aparições no céu um pouco mais previsíveis. Certos teóricos acreditam que foi a colisão de cometas com a Terra que trouxe parte da água e outras moléculas vitais para o surgimento da vida no planeta.

Planetas A atual definição científica do que é um planeta data de 2006, quando Plutão perdeu seu status dentro do sistema solar, passando a ser considerado um planeta anão. Já a categorização tradicional dos planetas remonta aos antigos gregos, e indicava corpos celestes que se comportavam de forma diferente das estrelas. Recentemente, a NASA estabeleceu critérios que precisam

ser atendidos para que um corpo celeste ganhe o status de planeta. Entre outras exigências, ele precisa orbitar o Sol, ter massa suficiente para possuir gravidade própria, adquirir uma forma arredondada e ter eliminado objetos menores de sua órbita. Depois dessa redefinição, o sistema solar ficou com oito planetas: Mercúrio, Vênus, Terra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano e Netuno.

Estrelas As estrelas são as peças fundamentais da formação das galáxias. Elas são as responsáveis pela distribuição de elementos como o carbono, nitrogênio e oxigênio. Cientistas explicam em modelos computadorizados que as estrelas se formam a partir do colapso de nuvens de poeira. O choque aquece as partículas do centro, formando o que virá a ser o núcleo. Estrelas como o Sol, que tem um diâmetro 109 vezes maior do que o

da Terra, levam 50 milhões de anos para se formar, desde o primeiro choque até a maturidade. A massa solar é 330 mil vezes maior do que a da Terra, sendo cerca de três quartos hidrogênio, e o restante, principalmente hélio. A NASA calcula que estrelas como o Sol podem brilhar por 9 a 10 bilhões de anos. Cálculos baseados em rochas lunares atribuem cerca de 5 bilhões de anos à estrela em torno da qual a Terra descreve sua órbita.

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Tipos de

Anã branca: Estrela pequena e quente, que se acredita assinalar o estágio final de evolução de uma Estrela como o Sol. Uma Anã branca é mais ou menos do tamanho da Terra, embora contenha tanta matéria quanto o Sol. Essa matéria compacta é tão densa que um dedal dela pesaria uma tonelada ou mais. As Anãs brancas são tão fracas que mesmo as mais próximas de nós, que giram em torno de Sirius e de Procyon, só são vistas com telescópio. Anã vermelha: Estrela fria e fraca, de massa menor que a do Sol.

As Anãs vermelhas são provavelmente as Estrelas mais abundantes em nossa galáxia, embora seja difícil observá-las em virtude de seu brilho fraco. Mesmo as Anãs vermelhas mais próximas, Próxima Centauri e a Estrela de Barnard, são invisíveis sem telescópio.

Binária Eclipsante: Par de Estrelas que giram em órbitas uma da

outra. Assim, periodicamente uma delas passa em frente da outra para o observador na Terra. A primeira binária eclipsante descoberta foi Algol. Estrelas binárias (ou Estrela dupla): Par de Estrelas que giram uma ao redor da outra. A maioria das binárias dá, a olho nu, a impressão de ser uma Estrela simples. Algumas dessas Estrelas estão tão próximas entre si que sua existência só pode ser deduzida a partir da análise espectroscópica da luz que emitem. Em algumas binárias uma Estrela eclipsa periodicamente a outra.

Estrela de nêutrons: Pequena Estrela densa, que se acredita assinalar o ponto final da evolução de Estrelas com massa maior que o Sol. Uma Estrela de nêutrons tem diâmetro de apenas cerca de 15 quilômetro, embora contenha tanta matéria quanto nosso Sol. Essa matéria está comprimida de tal maneira que um dedal pesaria milhares de milhões de toneladas. Acredita-se que os pulsares, poderosas fontes de ondas de rádio, sejam Estrela de nêutrons. Estrela variável: Estrela cuja produção de luz apresenta variações.

Algumas variam de tamanho, como as variáveis cefeídas; outras são Estrelas duplas próximas, que periodicamente se eclipsam. Em 1975, mais de 25.000 Estrelas foram classificadas em nossa galáxia.

Gigantes Vermelhas: Estrelas maiores que o Sol, e de temperatura mais baixa. Acredita-se que o estágio de gigante vermelha seja alcançado próximo ao fim do ciclo de existência de uma Estrela, quando ela se expande por força da pressão da radiação produzida pelas reações termonucleares ocorridas em seu núcleo. O Sol deverá se transformar numa gigante vermelha semelhante a Arcturus, dentro de mais ou menos 5.000 milhões de anos. As Estrelas que se tornam dezenas ou centenas de vezes maiores do que o Sol são chamadas supergigantes.

estrelas Nebulosa: Massa de poeira e gás em nossa galáxia. Algumas nebulosas são brilhantes, o que resulta da difusão da luz de Estrelas situadas em seu interior. Outras são mais escuras. Nebulosa planetária: Massa esférica de gás que, vista através de um pequeno telescópio, apresenta um disco, semelhante a um planeta, o que explica o seu nome. De fato, essas nebulosas nada têm a ver com planetas; acredita-se que sejam as camadas externas de antigas Estrelas gigantes vermelhas que passaram a vagar no espaço; seus núcleos teriam se transformado em anãs brancas. Nova: Estrela que está explodindo. Em um único dia, seu brilho au-

menta 10.000 vezes ou mais, para depois esmaecer lentamente num período de semanas ou meses. Acredita-se que as novas sejam sistemas de Estrelas duplas nas quais o gás flui de uma Estrela para uma anã branca irmã. Esse gás se inflama e é expelido da anã branca, causando a erupção de brilho. Uma Estrela não é devastada por uma explosão de nova; assim o processo pode se repetir, ao contrário do que se acredita que ocorra com as supernovas.

Pulsar: Fonte de rádio de pulsação rápida que se acredita ser uma Estrela de nêutrons giratória e que emite um feixe de radiação semelhante à luz de um farol. Os pulsares foram descobertos em 1967, e hoje já são conhecidos cerca de 150 pulsares. O pulsar mais rápido pulsa 30 vezes por segundo (centro da nebulosa do Caranguejo) e os mais lentos pulsam uma vez em cada 3 segundos, mais ou menos. Quasar: Objeto de grande intensidade de brilho, situado num ponto

remoto do espaço, e que se acredita ser o centro de uma galáxia em formação. Os quasares são tão pequenos que parecem Estrelas mesmo nos maiores telescópios; mas eles produzem milhares de vezes mais energia do que uma galáxia como a Via-Láctea. Talvez sua energia se origine de um buraco negro gigante existente em seu centro.

Supernova: Explosão brilhante de uma Estrela de massa elevada, no fim de sua existência. Numa supernova a Estrela brilha com uma intensidade milhões de vezes maiores do que o seu brilho normal. As camadas exteriores da Estrela são expelidas, formando um objeto como a nebulosa do Caranguejo; o núcleo da Estrela pode se transformar numa Estrela de nêutrons, ou mesmo num buraco negro. Variável cefeída:

Tipo de Estrela cuja produção de luz varia regularmente, à medida que se contrai e se expande. Trata-se de Estrelas gigantes, dezenas de vezes maiores que o Sol, e centenas de milhares de vezes mais brilhantes. A variáveis cefeídas são importantes indicadores de distância na astronomia.

CIÊNCIA INTERESSANTE | Julho 2015 Mercúrio Mercúrio é o planeta mais interior do Sistema Solar. Está tão próximo do Sol que este, se fosse visto por um astronauta de visita ao planeta, pareceria duas vezes e meia maior e sete vezes mais luminoso do que observado da Terra. O movimento de Mercúrio caracteriza-se ainda por uma particular relação entre o seu eixo e a revolução orbital à volta do Sol: o período de rotação, igual a 58,65 dias terrestres, dura exactamente dois terços do período orbital (o seu “ano” ) que é igual a 87,95 dias. Em Mercúrio foram observadas estruturas ausentes na Lua, entre as quais um sistema de grandes fracturas da crosta, geralmente interpretadas como indícios de que o planeta sofreu um processo de contracção, provavelmente pelo efeito do gradual arrefecimento que teve lugar a partir de sua formação.

Terra A Terra é o terceiro planeta do sistema solar, a contar a partir do Sol e o quinto em diâmetro.Entre os planetas do Sistema Solar, a Terra tem condições únicas: mantém grandes quantidades de água, tem placas tectónicas e um forte campo magnético. A atmosfera interage com os sistemas vivos. A ciência moderna coloca a Terra como único corpo planetário que possui vida, na forma como a reconhecemos.

Urano O primeiro dos planetas descobertos na época moderna, só é visível à vista desarmada em condições especialmente favoráveis. Situado a uma distância média do Sol de 2.871 milhões Km, demora 84,01 anos a descrever uma volta completa à volta do astro.

Saturno Até 1977, foi mais conhecido pela particularidade de ser o único planeta rodeado por um sistema de anéis. A partir de então, graças às avançadas observações realizadas a partir da Terra e às fascinantes descobertas das sondas Voyager, Saturno tornou-se uma atracção universal. Depois de Júpiter, Saturno é o maior planeta, com uma massa e um volume 95 e 844 vezes, respectivamente, superiores aos da Terra. Destes dados deduz-se que tenha uma densidade média equivalente a 69% da da água, o que indica que na composição deste corpo celeste predominam os elementos leves, como o hidrogénio e o hélio. Em Saturno também se observam várias formações semelhantes a ciclones, de cor parda ou clara, embora nenhuma comparável à Grande Mancha Vermelha de Júpiter. Trata-se de óvalos de cerca de 1.200 Km, de duração breve e presentes apenas nas latitudes altas.

É um planeta singular, cujo eixo de rotação coincide praticamente com o plano orbital. Com o raio equatorial de 25.559 Km e a massa equivalente a 14,5 massas terrestres, o planeta Úrano pode considerar-se irmão gémeo do longínquo Neptuno. A coloração verde-azulada da atmosfera deve-se à abundância de metano gasoso (2% das moléculas) que absorve a luz do Sol. Além disso, o composto condensa-se a altitudes bastante elevadas e forma uma camada de nuvens.

Neptuno A órbita de Neptuno situa-se a uma distância de 4.497 milhões de Quilómetros do Sol e para completar uma volta necessita de 165 anos. Assim, desde que foi descoberto (em Setembro de 1846) ainda não descreveu uma volta completa em redor do Sol. O planeta possui uma massa 17 vezes superior à da Terra, e uma densidade média igual a 1,64 vezes a da água. Como todos os gigantes gasosos, não apresenta uma separação nítida entre uma atmosfera gasosa e uma superfície sólida, pelo que se define convencionalmente como nível zero, o correspondente à pressão de 1 bar. A sua atmosfera é constituída, basicamente, por hidrogénio e hélio, com uma pequena percentagem de metano. Este último composto, que absorve a luz vermelha procedente do Sol, confere-lhe a coloração característica e influencia a meteorologia e a química do planeta.

Venus A imagem representa a paisagem de Vénus, fruto da fantasia de um pintor. Sabe-se que no passado Vénus sofreu uma intensa atividade vulcânica e pensa-se que ainda poderá ocorrer a expulsão de gases e de lava. Vénus, o segundo planeta do sistema solar por ordem de distância ao Sol, é o que pode aproximar-se mais da Terra e o astro mais luminoso do nosso céu, depois do Sol e da Lua. A órbita que o planeta percorre em 225 dias é praticamente circular. A rotação sobre o seu eixo é extremamente lenta, com um “dia” que dura quase 243 dias terrestres, efetuando-se em sentido retrógrado, ao contrário dos outros planetas rochosos do Sistema Solar. A superfície deste planeta é um verdadeiro inferno, com uma pressão atmosférica 90 vezes superior à da Terra e uma temperatura de 500º C, devido ao efeito de estufa. A sua atmosfera compõe-se, quase por inteiro, de dióxido de carbono (CO2), com um pouco de nitrogénio (azoto).

O planeta gigante é o centro de um siste ma composto por 63 satélites e um ténue anel. Embora Vénus o supere em esplendor no céu da aurora ou do crepúsculo, Júpiter é sem dúvida, o planeta mais espetacular, inclusive para quem apenas disponha de um modesto instrumento óp tico para a sua observação. Com o nome do rei dos deuses da tradição greco-romana, situado a uma distância média do Sol de 778,33 milhões Km, demora 11,86 anos a descrever uma órbita (ligeiramente elíptica) completa.

Marte Mar te, ao lado, numa montagem foto gráfica, a par tir de imagens captadas pela sonda V iking O rbiter da N ASA . É o resultado da composição de mais de uma centena de imagens, obtidas quando a sonda girava a 32.0 0 0 Km da super fície do planeta. Conhecido pela sua caracterís tica co loração avermelhada, o planeta gira em volta do S ol a uma dis tância média de 228 milhões de quilómetros. S endo o mais ex terior dos planetas ro chosos, é um pequeno e árido globo de atmosfera ténue, cuja es trutura interna ainda não é bem conhecida. N o entanto, através da densidade média, do achata mento polar e da velocidade de rotação, é possível deduzir que o planeta tem um núcleo de ferro e de sulfato de ferro com cerca de 1.70 0 Km de raio, e uma cros ta com cerca de 20 0 Km de espes sura. marcadamente elíptica, demorando 6 86,98 dias para dar uma volta comple ta em redor do S ol e o seu plano orbital tem uma inclinação de apenas 1,86 º em relação à órbita terres tre. Acompanham - no no seu movimento de revolução dois pequenos satélites (D eimos e Fobos) descober tos em 1877.

Júpiter

Plutão Plutão, formalmente designado 134340 Plutão, é o segundo maior planeta anão do Sistema Solar e o décimo maior objecto observado directamente orbitando o Sol. Originalmente classificado como um planeta, Plutão é actualmente o maior membro do cinturão de Kuiper.

O que mais impressiona neste planeta são as suas gigantescas dimensões. Com um raio de 71.492 Km, um volume 1.300 vezes superior ao da Terra e uma massa equivalente a quase 318 massas terrestres, Júpiter supera todos os outros corpos do Sistema Solar, exceptuando o Sol. A formação mais espetacular da atmosfera de Júpiter é a denominada Grande Mancha Vermelha, uma perturbação atmosférica, com mais de 30.000 Km de extensão, que já dura há 300 anos.

Como outros membros do cinturão de Kuiper, Plutão é composto primariamente de rocha e gelo e é relativamente pequeno, com aproximadamente um quinto da massa da Lua e um terço de seu volume. Ele tem uma órbita altamente inclinada e excêntrica podendo a sua distância ao Sol variar de 30 a 49 UA (Unidades Astronómicas). Isso faz Plutão ficar periodicamente mais perto do Sol do que Neptuno.

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CURIOSIDAdES 1

Em Netuno, sétimo planeta do Sistema Solar, nunca faríamos um ano de idade, pois este planeta leva precisamente 163 anos terrestres para completar o seu movimento de translação em volta do Sol.

3 Titã é o único satélite natural no Sistema Solar que tem atmosfera própria. Este é o maior dos 18 satélites naturais de Saturno.

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Os cientistas não sabem precisar quantas galáxias existem no Universo, mas calculam que seja algo em torno de 100 bilhões. O número de estrelas varia de galáxia para galáxia, ficando entre 100 bilhões e três trihões de astros.

10 Júpiter é duas vezes maior do que todos os outros planetas, satélites, asteroides e cometas do Sistema Solar juntos.

A temperatura da Lua pode chegar a 100º C durante o dia lunar e -175º C à noite.

O Sol é 330.000 vezes maior que a Terra. Aliás, você sabia que o Sol possui 99,9% de toda a matéria do Sistema Solar?

A estrela mais luminosa da Via Láctea é Eta Carinae, que emite cinco milhões de vezes mais energia que o Sol.

A Lua se afasta da Terra a uma velocidade um a três centímetros por ano e três metros por século.

O planeta do Sistema Solar com o maior número de luas é Júpiter, com 63. O segundo lugar fica com Saturno, com 34 luas.

A estrela mais próxima do Sol é a Próxima de Centauro. É uma estrela anã vermelha pertencente ao sistema estelar Alfa de Centauro. A sua massa é de apenas 10% da massa do Sol e está a 4 anos-luz de distância. Se ela desaparecesse agora só daqui a 4 anos o saberíamos.

Já a estrela mais brilhante descoberta pelo ser humano é a supernova SN1987A, da galáxia Grande Nuvem de Magalhães. Sua luminosidade é maior do que a da sua própria galáxia.

As constelações mais conhecidas no Brasil são a Cruzeiro do Sul e Órion. A constelação de Órion é, em parte, formada por 3 estrelas alinhadas, denominadas As Três Marias. Para os gregos antigos, elas representavam o Cinturão de Órion.

Planetas, constelações e galáxias formam apenas 4% do universo. O resto é feito de matéria escura, um tipo estranho de matéria sobre a qual os cientistas não sabem nada.