Constelações


Autor: Marcelo de Oliveira Souza

A observação dos astros sempre fascinou o ser humano. O registro de observações realizadas na Antiguidade nos é muito útil. Quando comparamos esses registros antigos com dados atuais, é possível obter informações sobre o movimento dos astros no firmamento. É possível conhecer um pouco mais essas civilizações antigas… Sentir como viviam… Seus temores… Seus costumes… Elas viam no céu representações de seu cotidiano. Unindo com linhas imaginárias as estrelas mais brilhantes é possível imaginar objetos, animais, seres da mitologia… Esses agrupamentos aparentes de estrelas são chamados de constelação.

Há registros de como os Sumérios agrupavam visualmente as estrelas há mais de 2.000 anos antes de Cristo. Essas constelações serviram de base, segundo alguns historiadores, para as utilizadas pelos Babilônios. As tábuas Mul Apin, datadas de aproximadamente 700 a.C., são um registro de como os Babilônios viam o firmamento. Os gregos Hesíodo e Homero em seus relatos, provavelmente nesse mesmo período, apresentam descrições de algumas constelações. A primeira descrição mais completa, das constelações observadas pelos gregos, foi feita por Eudoxio (408–355 a.C.) em seus textos Enoptron e Phaenomena. Esses textos se perderam, porém Arautus (314-245 a.C.) escreveu uma versão poética do Phaenomena. Segundo lan Ridpath, nessa versão, com o mesmo título Phaenomena, são apresentados dados de 47 constelações. Hiparco (190-120 a.C.) compilou um catálogo com dados de aproximadamente 850 estrelas fixas. Esse catálogo foi a base para o famoso Almagesto, escrito por Ptomoleu (100-178 d.C.). Esse livro é uma compilação do conhecimento astronômico dos gregos. Nele há dados sobre 48 constelações. Durante muitos anos foi uma referência para a Astronomia.

Um relato parcial. Quantas civilizações não criaram as suas próprias representações do que viam no firmamento??? Havia mais uma necessidade. Temos os textos descrevendo as constelações vistas na antiguidade. E imagens??? Desenhos??? Não existem??? O manuscrito Dunhuang descoberto há poucos anos, é um mapa celeste feito pelos chineses. Foi produzido no século 7. É o mais antigo mapa celeste que possuímos. Os chineses viam 283 constelações no céu representando o seu cotidiano. O árabe Abd al-Rahman al-Sufi (903–986 d.C.) produziu o Livro das Estrelas Fixas (Kitab suwar al-kawakib) provavelmente no ano 964 d.C. Nesse livro, baseado no Almagesto, trazia o nome em árabe de algumas estrelas e duas ilustrações para cada constelação.

No ocidente em 1482, foi publicado o livro Poeticon Astronomicon. Esse livro foi escrito por Hyginus em data desconhecida. O livro se baseava no Almagesto. Trazia ilustrações representando as constelações. Foi o início do período de representações gráficas das constelações no ocidente. O artista alemão Albert Drüher publicou em 1515 um belo mapa do céu. Mas, a época de ouro dos mapas celestes, só teve início em 1603 com a publicação da Uranometria pelo alemão Johann Bayer. Nesse livro havia uma representação artística para cada uma das 48 constelações citadas no Almagesto. A partir desse momento diversos artistas produziram belos mapas celestes. Belas imagens representando o firmamento produzidas por mãos talentosas. John Flamsteed, Johannes Hevelius, Johann Bode… Durante a história da humanidade várias civilizações imaginaram diferentes representações para o agrupamento das mesmas estrelas mais brilhantes. As tribos indígenas brasileiras também criaram as suas próprias representações.

Desde 1922, a União Astronômica Internacional fixou em 88 as constelações visíveis no firmamento (http://pt.wikipedia.org/wiki/Constela%C3%A7%C3%A3o). Dessa forma, toda a abóboda celeste foi dividida em 88 regiões. Cada região englobando uma constelação. Os limites das regiões relativas a cada uma das constelações foi definida em 1930 por Eugène Joseph Delporte para a União Astronômica Internacional.

Há constelações tradicionais que são de fácil identificação no céu noturno. Durante o verão no hemisfério Sul é muito fácil identificar as constelações de Órion (onde estão situadas as populares três Marias), Touro e Cão Maior. Bem no alto do céu, no início da noite, percebe-se a bela constelação de Órion, o caçador gigante. Inserida nessa constelação vemos as tão conhecidas Três Marias,que representam um cinto gigante. O cinturão do caçador. O ombro direito do caçador é representado pela estrela Betelgeuse, uma gigantesca estrela vermelha que possui um diâmetro cerca de 250 vezes maior que o do Sol. Segundo a mitologia grega, o caçador era auxiliado por dois cães. Eles podem ser vistos ao seu lado no céu, representados pelas constelações de Cão Maior e Cão Menor. Sírius é a estrela mais brilhante do céu, depois dos planetas que possuem brilho mais intenso, e está localizada na constelação de Cão Maior. Para localizar Sírius basta seguir um prolongamento do alinhamento das Três Marias.

A constelação de Touro também é uma das constelações de rápido reconhecimento. Nota-se facilmente um triângulo (estrelas alinhadas em forma de “V”) de estrelas formando a sua cabeça. A estrela Aldebaran, de coloração avermelhada é a mais brilhante desta constelação e seu nome significa, em árabe, olho de touro. Pode-se localizá-la seguindo o prolongamento do alinhamento das Três Marias em sentido contrário ao seguido para localizar Sírius. Na constelação de Touro é possível observar a olho nu o belo aglomerado aberto das Plêiades. Em um local com pouca iluminação é possível distinguir entre seis e sete estrelas. As sete irmãs. Com auxílio de um instrumento de observação é possível observar um número bem maior de estrelas nesse aglomerado.

Além dessas constelações é muito fácil identificas as constelações do Cruzeiro do Sul e de Escorpião. A constelação de Escorpião é visível no alto do céu durante o inverno no hemisfério Sul.

Bom… O mais importante é que todos vejam seus sonhos projetados na beleza de um estrelado céu noturno… Cada um pode criar as suas representações procurando unir as estrelas mais brilhantes… Um momento para reflexão e admiração do maravilhoso Universo onde vivemos…

Agora, assista na íntegra com exclusividade o episódio do ABC da Astronomia sobre o Cruzeiro do Sul, que irá ao ar amanhã pela TV Escola!


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Big Bang – Teoria da origem do universo


Tina Andreolla

Dra. em Física – Área Radioastronomia; Professora Adjunta da UTFPR – Campus Pato Branco, pesquisadora do projeto Astronomia da SEB/MEC

Como se chegou à ideia do Big Bang

No início do século XX, até por volta de 1908, havia um consenso de que o universo era estático e eterno, não se cogitava o início do universo a partir do Big Bang. Em 1916, Albert Einstein publicou a teoria da relatividade, a qual dizia que o universo estaria se expandindo. A idéia de universo, ganhou novos rumos. Cientistas, com a ajuda de telescópios, iniciaram pesquisas em busca da verificação desta teoria.

Até 1923, os cientistas acreditavam que o universo se restringia à Via Láctea, sem nada observável além de suas fronteiras. Entretanto, observações sistemáticas de uma estrela cefeída (Fig. 1) variável chamada V1 na galáxia de Andrômeda ajudaram o astrônomo Edwin Hubble a mostrar que aquela estrela se encontrava fora dos domínios de nossa galáxia, assim expandindo as dimensões de nosso universo, tornando-o um lugar bem maior.

Fig. 1 - Estrela cefeida que ajudou a desvendar um universo para além da Via Láctea. Fonte: NASA, ESA e Equipe da Herança Hubble

Pouco depois, em 1929, Hubble mostrou que as galáxias se afastam uma das outras com velocidades proporcionais a sua distância e, medindo suas distâncias verificou que, quanto mais distante, maior era sua velocidade de afastamento. Verificou, também, que a luz proveniente de galáxias distantes sofre um desvio para o vermelho (redshift). Esse tipo de desvio acontece quando o observador e a fonte luminosa estão se afastando e, a velocidade com que a galáxia está se afastando da Terra pode ser calculada pelo desvio observado. Tal descoberta constitui a primeira evidência para a expansão do universo.

Com o desenvolvimento da radioastronomia, a partir da década de 1930, descobriram-se entre outras coisas, objetos astronômicos que estão a bilhões de anos luz de distância da Via Láctea. Essas informações levaram os pesquisadores a questionar que, se o universo se expande sem parar, houve um momento em que sua massa estava concentrada em um único ponto. O termo “Big Bang”, a Grande Explosão, foi sugerido (em 1950) por Fred Hoyle, satirizando o evento de início do universo, pois vários cientistas fizeram diversas pesquisas com a ajuda de telescópios e deduziram que o universo estava realmente se expandindo de modo ordeiro. Fazendo o caminho inverso para explicitar a ideia do Big Bang, imaginando que, se ao invés de expandir ele fosse contraído, todo o universo iria convergir até chegar a um ponto de origem. Lemaître denominou este ponto de “átomo primordial” e propôs que esse se partiu em inúmeros pedaços, que foram se dividindo cada vez mais, até formar os átomos presentes no universo, criando não somente a matéria e a radiação, mas também o que conhecemos como espaço e tempo.

Big Bang

A teoria do surgimento do universo mais aceita atualmente é que ele teve início com o Big Bang quente há  aproximadamente 13,7 bilhões de anos (tempo previsto pela Lei de Hubble, que encontra interpretação na Relatividade Geral) e tem se expandido e esfriado ao longo do tempo, formando as estruturas que conhecemos hoje. As figuras 2 e 3 mostram um esquema de como essas estruturas foram evoluindo. O primeiro microsegundo foi o período de formação, quando a matéria dominou a antimatéria (ver artigo: “Cientistas descobrem assimetria entre matéria e antimatéria”http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=assimetria-entre-materia-antimateria) que serviram de “sementes” para a formação de galáxias e outras estruturas, a matéria escura e a energia escura (ver artigo: “Existe Mesmo Uma Energia Escura?” Revista Scientífic American Brasil, Ed. Especial nº 41).

Simulações de computadores auxiliam a reproduzir como o universo evoluiu (ver vídeo: “Origen del Universo”. http://www.youtube.com/watch?v=R3-OcZF8-Fc). Nos primeiros instantes após o Big Bang, a temperatura era extremamente elevada, da ordem de 1032 Kelvin (K). Os avanços científicos mostram que as primeiras estrelas e galáxias surgiram quando o universo tinha cerca de 100 milhões de anos. As regiões mais densas se expandiam mais lentamente e começaram a colapsar. Como tinham cerca de um milhão de massas solares cada uma foram as primeiras estruturas do cosmos ligadas gravitacionalmente e, eram formadas de matéria escura incapaz de emitir ou absorver luz.

Fig. 2 - Cronologia da evolução das estruturas a partir do Big Bang. Fonte: TURNER, M. S. A Origem do Universo. Scientific American Brasil. Edição especial, nº 41, 2010

A radiação cósmica de fundo em microondas descoberta por Arno Penzias e Robert Wilson em 1964 (Turner, 2010) vislumbra o universo na tenra idade de 380 mil anos no período em que os átomos se formaram. Antes disso o universo era uma mistura de núcleos atômicos, elétrons e fótons que ao esfriar-se a 3.000 K os núcleos e elétrons se combinaram para formar átomos.

Fig. 3 - Evolução das estruturas do universo a partir do surgimento do átomo. TURNER, M. S. A Origem do Universo. Scientific American Brasil. Edição especial, nº 41, 2010.

Com o passar do tempo estrelas e galáxias foram se formando e, hoje em dia a temperatura do universo caiu para 2,7 K, que é a temperatura característica da radiação cósmica de fundo.

Agora, assista na íntegra o episódio ‘Big Bang’, da série ABC da Astronomia da TV Escola e deixe seus comentários!

Referências

CUTNELL, J. D., JOHNSON, K. W. Física I. vol. 3, 6 ed., Rio de Janeiro: LTC, 2006

HALLIDAY, RESNICK, WALKER. Fundamentos de Física. vol. 4, 8 ed., Rio de Janeiro: LTC, 2009

KANTOR, C. A., et.al. Quanta Física – Física 2º ano Ensino Médio. 1 ed., São Paulo: PD, 2010

OLIVEIRA FILHO, K. S. Astronomia & Astrofísica, 2 ed., São Paulo: Livraria da Física, 2004

TURNER, M. S. A Origem do Universo. Scientific American. Edição especial, nº 41, 2010

O Ano-Luz: A Importância das Medidas no Estudo da Física e das Ciências Astronômicas


 
No texto abaixo, os especialistas Cleovam Pôrto e Nilson Santos apresentam diversos conceitos referentes a unidades de medidas entre objetos celestes, com especial ênfase para o ano-luz, tema do episódio de hoje da série ABC da Astronomia, disponível ao final do texto e que será exibido hoje à noite na TV Escola. Confira aqui com exclusividade!
 

Cleovam Pôrto e Nilson S. Santos

O conhecimento das unidades é imprescindível no estudo da Física, mas também contribuirá para você melhor entender referências a elas, muito comuns nos meios de comunicação, tais como:

  • A galáxia de Andrômeda dista 2,3 milhões anos – luz de nós.

  • As ondas de televisão são produzidas com frequências compreendidas entre 108 e 1011hertz, aproximadamente.

  • As usinas fornecedoras de energia elétrica geram potências de milhares de quilowatts (kW).

Unidade Astronômica (UA)

O uso de algumas unidades de medidas tradicionais é inviável. Admite-se usar o quilômetro para medir os diâmetros das crateras da Lua ou as alturas dos vulcões de Marte. Entretanto, é tão inadequado usá-lo para expressar as grandes distâncias entre planetas, estrelas ou galáxias, quanto falar das distâncias entre Rio de Janeiro e Brasília ou entre Brasília e Mossoró em milímetros. Os astrônomos criaram, então, novas unidades de medida.

Quando discutem distâncias ao longo do sistema solar, os astrônomos usam uma unidade de comprimento chamada Unidade Astronômica (UA), que é a distância média entre a Terra e o Sol:

1UA = 1,5 x 108 km ≈ 9,3 x 107 mi

Júpiter, por exemplo, está cerca de 5,2 vezes mais longe do Sol do que a Terra. Desta forma, a distância média entre o Sol e Júpiter pode ser convenientemente estabelecida como 5,2 UA. Este valor pode ser convertido em quilômetros ou em milhas usando a relação anterior.

O ano-luz (al)

As dimensões do Universo são incrivelmente enormes. Não é tarefa fácil assimilar distâncias quando se estuda Astronomia. Assim, ao planejar lançar sondas espaciais para outros planetas, o quilômetro (km) deixa de ser uma unidade de medida adequada para a viagem. Em se tratando de percursos no Sistema Solar, adota-se a distância média da Terra ao Sol, que é cerca de 150 milhões de quilômetros, como unidade de referência chamada de Unidade Astronômica (UA).

Porém, quando se pretende ir mais além do Sistema Solar, a UA já se torna uma unidade inadequada também, porque as distâncias a serem percorridas são ainda maiores. De acordo com informações da NASA (a agência espacial dos Estados Unidos), a nave espacial mais rápida lançada ao espaço até o momento, foi a sonda Voyager 1 (figura 2), que partiu em 1977 rumo aos planetas Júpiter e Saturno. A Voyager 1 está a mais de 16 bilhões de quilômetros da Terra, voando à média de 17.000 km/h. A princípio, esta velocidade pode parecer muito, mas se a nave estivesse indo à estrela Próxima Centauri, a mais próxima do nosso Sol, situada a aproximadamente 280.000 UA, levaria cerca de 76 mil anos para chegar ao seu destino. Nesse caso, em se tratando de distâncias estelares, a Unidade Astronômica deixa de ser prática e deve ser substituído por outra unidade, o ano-luz (al).

Fig. 1 - Distância em ano-luz da Terra ao Sol. Fonte: MEC

Quando se trata de distâncias entre as estrelas, os astrônomos escolhem entre duas unidades de comprimento. Uma é o ano-luz (al). Um ano-luz é a distância que a luz viaja durante um ano no vácuo (isto é, na ausência de ar). Lembre-se de que a palavra ano, nesta é usada para descrever uma separação entre dois objetos, em vez de representar uma unidade de tempo. Outra é a unidade astronômica (UA), sobre a qual já falamos anteriormente.

Fig. 2 - Concepção Artística da Voyager 1. Fonte: NASA

1 al ≈ 9,46 x 1012 km ≈ 63.000 UA

O espaço entre planetas, estrelas e galáxias é de aproximadamente um vácuo ideal. Um ano-luz equivale a 9,5 trilhões de quilômetros. Próxima Centauri, a estrela mais próxima da Terra, ou do Sol, está a 4,2 anos-luz de nós.

Agora responda ao que se pede, utilizando das informações adquiridas no texto:

A estrela mais próxima (tirando o Sol) está a 4,22 al de distância.

  1. A quantas milhas de distância ela se encontra?
  2. A quantos quilômetros?

Fig. 3 - Encontro de duas galáxias. Fonte: Chandra e Hubble (NASA)

A distância entre as duas galáxias da Figura 3 é de 450 milhões de anos-luz da Terra. Calcule esse valor em quilômetros.

Confira abaixo o episódio Ano-Luz, em alta resolução!



Episódio de estréia do ABC da Astronomia – Confira agora!


É com satisfação que a TV Escola lança o primeiro episódio da série ABC da Astronomia. Confira na sequência a apresentação da série pelo astrônomo e professor Walmir Thomazi Cardoso, apresentador da série. Na sequência, assista com exclusividade o primeiro episódio da série ABC da Astronomia.

ABC DA ASTRONOMIA
 
Estou muito feliz em ver concretizado um sonho antigo em parceria com a TV Escola. Desde que iniciei meus trabalhos por aqui, que esperava esse dia chegar. Quando eu comecei a apresentar e coordenar os programas Sala de Professor e Acervo para o Ensino Médio, eu ficava animado todas as vezes em que recebíamos documentários ligados a Astronomia. Era uma chance de falarmos do céu, das estrelas e de tudo que sempre me estimulou a estudar e compreender mais as ciências naturais. Minha experiência com televisão iniciou-se com uma série de programas de difusão científica sobre Astronomia. Estávamos no início da década de 1990 e os desafios técnicos para a produção de uma série desse tipo eram enormes. A série Olhando para o Céu (TV Cultura) fez bastante sucesso e tinha o mérito de ser produzida no Brasil. Jamais abandonei a ideia de continuar esse trabalho e de sofisticá-lo, contando com o arsenal de novas técnicas de animação desenvolvidas recentemente. Foi o que aconteceu agora. É isso que estamos compartilhando com o público em geral, com estudantes e professores da Educação Básica, foco central de nossa atuação na TV Escola.
 
O ABC da Astronomia é uma série de 30 programas de curta duração, cada um. Esses programas tratam de palavras ou expressões que consideramos importantes para estimular as pessoas a prosseguirem suas investigações no tema. Longe de esgotar o assunto, cada episódio empreende a leitura de um aspecto do assunto tratado. Isso mesmo! Não pense que cada verbete tratado nessa enciclopédia responderá todas as dúvidas no tempo de exibição do programa. Cada episódio também traz o desafio de produzir inquietações, impelindo o telespectador a procurar mais, pesquisando sempre, para aumentar por si mesmo os conhecimentos apresentados. Então, o ABC da Astronomia não tem a função de dicionário ou mesmo de enciclopédia. Eu diria que cada episódio é uma mola propulsora da curiosidade, coisa que a Astronomia tem de sobra!
 
A Astronomia tem o condão de levantar várias questões importantes para as pessoas em geral e particularmente para a educação. Os tamanhos, as distâncias e a diversidade apresentada pelo Universo, servem de base para compreendermos como a vida é valiosa em nosso planeta.
 
Um ponto que chama muito a atenção são as enormes dimensões envolvidas com o Universo. Um pouco de Astronomia nos ajuda a entender que estamos na superfície de um planeta com características próprias, resultado de processos complexos de transformações que envolvem esse fenômeno extraordinário que é a diversidade da vida. As imagens que usamos no ABC da Astronomia são de tirar o fôlego e por isso mesmo usamos de todos os atuais recursos para tornar as animações, um dos carros chefes dessa produção. Demos ênfase às imagens a partir da perspectiva do hemisfério sul. O Cruzeiro do Sul foi tratado com o status que consideramos merecedor e até as constelações dos índios brasileiros apareceram para caracterizar a nossa forma de ver o céu. Nem por isso deixamos de lado as pesquisas internacionais e seus importantes resultados. Também salientamos a Astronomia que não enxergamos com nossos olhos e que é praticada com instrumentos e detectores que ampliaram nossa visão do Universo. Os temas históricos da Astronomia também compareceram na série e, apoiados pelos modelos e representações, certamente poderão servir de ilustração para muitas das questões que os professores tratam em sala de aula.
 
Galáxias, Buracos Negros, Planetas, Cometas e Meteoros, inquietações e mitos sobre a Noite, o Zodíaco que tem tanto a ver com a Astronomia como com a Astrologia, os movimentos do Céu de curta e longa duração, a conquista do Espaço e os desafios de continuarmos a olhar o céu estrelado nesse planeta… O ABC da Astronomia é um passeio por tudo isso e muito mais. Um convite para todos os que se interessam pela beleza e pelos enigmas que rondam o ser humano desde que ele surgiu nesse planeta e que certamente o acompanharão na audácia e prazer da aventura pelo conhecimento nos anos vindouros! Sejam todos bem vindos a esse trabalho que serve de porta de entrada para sabermos mais sobre o que nos abarca, na mesma medida em que fazemos investigações sobre nós mesmos, nossas origens e nosso futuro!
                                                                                                                                         Walmir Thomazi Cardoso
 

Confira agora o episódio inédito: