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!



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