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segunda-feira, 18 de setembro de 2017

Desvendando as distâncias no espaço

Por:
  Camilo Buitrago Casas 
   milo@ssl.berkeley.edu
Estamos acostumados a medir intervalos comuns, como a altura dos nossos corpos ou a distância de casa até o supermercado. Mas, alguma vez você já se perguntou como os astrônomos medem as distâncias da Terra até a Lua, as estrelas, ou o limite do Universo? Esta é uma pergunta bem interessante, que exige uma grande variedade de conceitos em astronomia para compreendê-la.

Vamos imaginar, por um momento, que pudéssemos colocar trinta Terras numa linha reta. A distância entre a primeira Terra e a de número 30 seria mais ou menos a mesma distância entre o nosso planeta e a Lua, de aproximadamente 384.400 km.

Um avião comercial demoraria quase um mês para viajar essa distância, mas a luz consegue fazer essa mesma viagem em apenas 1,3 segundos. Interessante, não é? A luz viaja à uma velocidade constante no vácuo, o que permite aos astrônomos expressar distâncias astronómicas em termos de tempo multiplicado pela velocidade da luz. Como mostra a figura abaixo.

Figura 1. Distância da terra aos principais corpos celestes, expressada em tempo de viagem da luz.

As distâncias no universo encontram-se numa grande variedade de escalas, e implicam no uso de diferentes técnicas. Medições diretas só podem ser feitas até os corpos mais próximos, como a lua e os planetas. Mas, para medir a maioria das distâncias, os astrônomos devem usar correlações entre as técnicas.

A distância da Terra até o sol é uma medida chave em astronomia, conhecida como Unidade Astrônomica. Ela foi determinada usando observações simultâneas do trânsito de Vênus. Uma Unidade Astronômica corresponde a aproximadamente 150 milhões de quilômetros e é usada para medir distâncias dentro do nosso sistema solar, como mostra a figura abaixo.

Figura 2. Distância entre o sol e os planetas do sistema solar expressas em Unidades Astronômicas.

Para medir a distância até estrelas vizinhas, os astrônomos usam um método chamado parallax, que é o movimento aparente de um objeto celeste a respeito da estrela mais distante, visto em duas linhas de visão. Para isso a posição do objeto é medida uma vez num dia e uma segunda vez exatamente 6 meses depois, quando a Terra completa meia órbita. Isto cria uma base que permite triangular a posição de uma estrela próxima, e assim, calcular sua distância. Estes cálculos são úteis para medir até 400 anos luz, depois desse ponto, outras aproximações devem ser usadas.

Figura 3. Representação gráfica das medições por parallax.

Para determinar as distâncias de objetos celestes mais afastados, os astrônomos implementam métodos indiretos baseados nas “velas padrão” que são objetos astronômicos com luminosidade conhecida. Um exemplo simples é achar uma estrela que sabemos que seja tão brilhante quanto o sol, assim poderíamos calcular a sua distância observando e comprando sua luminosidade com àquela do nosso sol. O princípio das velas padrão é mostrado na figura abaixo. Dependendo da distância, diferentes corpos celestes são usados como velas padrão.

Figura 4. A aproximação das velas padrão para medir distâncias

Várias técnicas devem ser usadas para conseguir medir as grandes distâncias no universo observável. É incrível como uma ação, aparentemente tão simples, como medir as distâncias do nosso entorno cósmico requer um grande número de conceitos e ideias. Por isso, muitos astrônomos trabalham para assumir este desafio.

Sobre o autor: Físico pela Universidade Nacional da Colômbia, Mestre em Ciências-Astronomía do Observatório Astronômico Nacional, Colômbia. Estudante de Doutorado em Física no laboratório de Ciências Especiais Na Universidade de California Berkeley, EEUU. Sua área de atuação são as Ciências do Espaço. Faz parte da equipe científica ‘Focusing Optics X-ray Solar Imager’ (FOXSI), que faz parte do programa LCAS da NASA.

Texto traduzido para o português a partir da versão original em inglês por Alejandra Viviescas, Editora da coluna "Desvendando uma técnica".

Imagens orginais retiradas e traduzidas de:
https://www.quora.com/1-light-year-is-equal-to-how-many-years-of-the-Earth#!n=30
http://www.griffithobservatory.org/exhibits/guntherdepthsofspace_ouraddress-solarsystem.html
Providenciada pel autor
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/Astro/stdcand.html

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