O que é o parsec?

Você sabe o que é o parsec? Parsec é uma unidade de medida comumente adotada na Astronomia e é usada para medir grandes distâncias, tanto galácticas (isto é, dentro da nossa Galáxia) como extragalácticas (fora dela).

O parsec tem origem em uma configuração particular, com base no movimento da Terra ao redor do Sol, como é ilustrado na figura a seguir. Mede-se a posição de uma estrela próxima, representada na figura por uma esfera vermelha, em relação a estrelas de fundo, representadas como a constelação da Ursa Maior. Passados aproximadamente seis meses da primeira medida, ou seja, depois da Terra ter percorrido metade de sua órbita ao redor do Sol, mede-se novamente a posição da estrela próxima com relação às estrelas de fundo. Do triângulo formado por esse movimento, através do ângulo de paralaxe formado (o ângulo descrito pelo movimento anual da estrela), calcula-se a distância da estrela próxima.

Paralaxe
Ilustração do movimento aparente no céu de uma estrela próxima com relação a estrelas de fundo, decorrente do movimento de translação da Terra. (Créditos das imagens: Wikimedia Commons user KES47 — Licença: Attribution CC BY 3.0)

A figura abaixo mostra em detalhe a definição do parsec (PARallax SECond), onde uma estrela que tem a paralaxe medida de um segundo de arco (1’’) – definido como 1/3600 de um grau -, está à distância de um parsec (1 pc). Veja que na imagem, a base do triângulo é uma distância conhecida: a distância entre a Terra e o Sol, definida como Unidade Astronômica (UA) e que equivale a 150 milhões de quilômetros, aproximadamente. Utilizando conceitos de trigonometria, é simples obter o valor do parsec como sendo aproximadamente 30,9 trilhões de quilômetros.

Parsec
Esquema iliustrando a definição da unidade parsec. (Créditos da imagem: Wikimedia Commons user jd — Licença: Attribution CC0 1.0 public domain)


Curiosidade: o parsec já foi usado em filmes de ficção científica, por exemplo, em filmes da série Star Wars. Inicialmente, esse termo foi adotado de maneira equivocada, porém, foi corrigido em filmes mais recentes da franquia.

Bem-vind@s ao Astro Parsec!

A árvore genealógica da Via Láctea

árvore genealógica da Galáxia
Árvore genealógica da Via Láctea reconstruída a partir de simulações feitas com o E-MOSAICS. As linhas em preto mostram as galáxias satélites identificadas no estudo de Kruijssen et al. (2020). As linhas em cinza mostram outras colisões previstas no histórico da nossa Galáxia, mas que ainda não puderam ser associadas a uma galáxia progenitora. (Créditos da imagem: D. Kruijssen/Heidelberg University — Licença: Attribution CC BY 4.0)

Seria possível conhecer os detalhes da formação da nossa Galáxia? Ou ainda, recuperar o histórico de colisões passadas com galáxias próximas? Até certo ponto, sim! Para isso, é necessário saber como as galáxias se formam e como elas evoluem com o tempo. Um dos processos de evolução e crescimento das galáxias vem de colisões que ocorrem entre elas. E, ao observar várias galáxias distantes, os pesquisadores conseguem modelar e reproduzir o histórico de colisões através de simulações computacionais.

Porém, é mais complicado desvendar o que ocorreu na Via Láctea porque estamos dentro dela. Então, a chave é utilizar indicadores que permitam remontar esse passado. Um estudo realizado recentemente usou aglomerados globulares, que são agrupamentos de estrelas tipicamente velhos, como traçadores da história distante da nossa Galáxia. Os pesquisadores apresentaram um conjunto de galáxias que não só colidiram com a Via Láctea, mas que também foram incorporadas a ela, formando a Via Láctea em sua configuração atual.

Link para o artigo científico: Kruijssen et al., 2020.

Colisão com Asteróide

A notícia está se espalhando rápido. Um asteróide, chamado 2009 JF1 poderia impactar com a Terra tão logo como maio de 2022! Como toda notícia sensacionalista devemos ser cautos na hora de aceitá-la. Vejamos o que há de certo na afirmação anterior:

  1. O asteróide existe, recebe a designação oficial de 2009 JF1 e pertence ao grupo de asteróides Apollo cuja órbita, muito elítica, tem seu afhélio (ponto de máximo afastamento do Sol) além da órbita de Marte, e seu perihélio (ponto de máxima aproximação ao Sol) perto da órbita de Mercúrio. Na figura acima, a elipse branca representa a órbita de 2009 JF1, o círculo (na verdade é uma elipse também) vermelho é Marte, em azul a Terra, roxo Vênus e vermelho mais interno Mercúrio. No grupo Apollo já foram identificados mais de 10.000 asteróides.
  2. Existe perigo de colisão? Existe, porque como podemos ver na figura acima (esquerda) a órbita de 2009 JF1 cruza a da Terra.
  3. Ele vai colidir com a Terra então? Não desta vez, na figura abaixo temos um close-up da órbita. Quando em 11 de maio de 2022, 2009 JF1 atravesse a órbita da Terra, nosso planeta já estará a mais de 10 millhões de km de distância. Vejam a Terra na figura representada por um pontinho branco, o círculo branco ao redor, é a órbita da Lua. Uffff, aínda bem.
  4. E por qué o alarme? Órbitas de asteróides são difíceis de prever porque sendo muito pequenos sofrem muito as perturbações criadas pelos planetas e demais corpos do sistema solar. Por esse motivo as órbitas são probabilísticas. No entanto, a probabilidade de não impactar este asteróide com a Terra é de 99,974 % um número suficientemente grande, mas que mesmo assim os astrônomos monitoram continuamente.
  5. A boa notícia sobre 2009 JF1 é que esta é única rota de colisão provável, quer dizer, após maio de 2022 ele passa a ser um asteróide completamente inofensivo.
Detalhe colisão
Detalhe do momento de máxima aproximação da órbita do asteróide 2009 JF1 com a da Terra. Gráfico elaborado pelo Jet Propulsion Laboratory (JPL) .

Para mais informações deixo alguns links. Infelizmente em inglês, mas de uma das instituições que está vigiando os asteróides perigosos: o Programa de Pequenos Corpos do JPL e o Centro de Objetos Próximos da Terra também do JPL.

Novos mundos descobertos, mas ainda desconhecidos

Concepção artística do exoplaneta Kepler-1649c. Este exoplaneta foi descoberto com dados do Telescópio Espacial Kepler e é o exoplaneta que mais se assemelha à Terra em tamanho e em temperatura. (Créditos da imagem: NASA/Ames Research Center/Daniel Rutter — Licença: Attribution CC0 1.0 public domain)

Existem oito planetas no Sistema Solar e, por mais que ainda haja muito a ser desvendado, muito se conhece sobre eles: se são rochosos ou gasosos, se possuem luas ou anéis, até mesmo qual a composição de suas atmosferas. Mas, será que existem planetas além dos que já conhecemos? Fora do Sistema Solar, sim! São eles chamados de exoplanetas (ou planetas extrassolares) e recebem esse nome justamente por se encontrarem além dos limites do Sistema Solar.

Na verdade, atualmente, mais de 4.300 exoplanetas já foram descobertos e existe uma lista com quase 5.700 objetos à espera de confirmação. Esses novos mundos orbitam outras estrelas e fazem parte de sistemas planetários muito diferentes do nosso Sistema Solar. São sistemas com menos planetas (considerando os descobertos até o momento) e que estão distribuídos numa configuração distinta da esperada. Há sistemas com planetas gigantes, como Júpiter ou até maiores, que orbitam suas estrelas em órbitas menores que a órbita de Mercúrio, às vezes em menos de 2 dias (Mercúrio leva 88 dias para dar uma volta ao redor do Sol). Também existem sistemas com planetas menores, como Netuno ou até como a Terra, que orbitam estrelas mais frias e com maior atividade magnética que a do Sol.

Por mais que se conheça algumas das características dos exoplanetas descobertos, como sua massa, seu raio ou os parâmetros de sua órbita, a grande maioria desses mundos ainda permanece uma incógnita. Com os dados atuais, para alguns deles, até se pode estimar se são planetas gasosos como Júpiter, ou rochosos como a Terra, através da comparação com modelos. Porém, com as técnicas atuais, ainda não é possível determinar a composição química das atmosferas exoplanetárias, ou a existência de oceanos, ou ainda detectar a presença de vida. Contudo, o mais interessante e animador é saber que existe um verdadeiro “zoológico” de mundos com inúmeras possibilidades e muito ainda a ser desvendado.

Para que serve um eclipse?

NASA APOD 2021-01-07
Imagem da coroa solar durante o eclipse solar total de 14 de dezembro de 2020. Créditos & Copyright: Miloslav Druckmuller, Andreas Moller, (Brno University of Technology), NASA APOD.

A imagem deste post é uma fotografia obtida durante o eclipse solar de 14 de Dezembro de 2020. A rigor trata-se de uma composição de 55 imagens diferentes, com maior e menor tempo de exposição, procedimento chamado de bracketing em fotografia: com maior tempo de exposição, consegue-se observar as estruturas mais tênues e externas saturando o centro da imagem, com menor tempo de exposição, as estruturas mais intensas deixam de saturar porém as débis não são observadas. Somando umas e outras temos desde o mais brilhante até o mais fraco. Mas, será que além da beleza esta foto tem informação de utilidade científica?

CME
A flecha branca indica uma Ejeção Coronal de Massa acontecendo durante a totalidade do eclipse.

Tem sim. O mais destacado da figura são as flâmulas brancas saindo das bordas do Sol. Elas são a manifestação da Coroa solar, a parte mais externa do Sol, que está em expansão constante, as flâmulas se organizam segundo as linhas de força do Campo Magnético Solar.  Na imagem de cima,  extraídas e ampliada da original, vemos uma estrutura tênue em forma de gota como saindo do Sol, isto é uma Ejeção Coronal de Massa, um tipo de fenômeno que acontece na superficie do Sol e que pode ter impacto na atmosfera da Terra. Trata-se material solar ejetado ao espaço exterior que, em três ou quatro dias, atinge a órbita terrestre. Sobre a superfície do Sol, há ainda duas estruturas pequenas brilhantes e avermelhadas: são Proeminências. Claramente, a Ejeção tem origem numa delas. 

Proeminência
Polo Magnético Solar e Proeminência.

Na segunda ampliação (acima) vemos uma flecha verde assinalando a coroa na posição do polo magnético solar, revelando um campo magnético bem organizado. A flecha amarela, mostra outra proeminência e o campo magnético em torno estruturado de forma dipolar.  A possibilidade de observar estes detalhes tão finos e próximos da superfície solar em luz branca só acontece durante eclipses totais. A quantidade e qualidade da informação desta imagem permitem prever várias descobertas científicas no futuro próximo. 

O Sol como nebulosa planetária

Esta imagem da Nebulosa do Anel (M57) foi obtida pelo Telescópio Espacial Hubble e é resultado da composição de três filtros, onde as cores azul, verde e vermelho indicam, respectivamente, a emissão de hélio muito quente, de oxigênio e de nitrogênio ionizados. (Créditos da imagem: The Hubble Heritage Team (AURA/STScI/NASA) — Licença: Attribution CC0 1.0 public domain)

Esta é a famosa Nebulosa do Anel, catalogada como M57, e fica a uma distância de 2.000 anos-luz daqui, na direção da Constelação da Lira, e se estende por cerca de um ano-luz. Ela é uma nebulosa planetária e, apesar do nome, não está relacionada à presença de planetas. Na verdade, é o resultado final do processo de evolução de uma estrela de baixa massa que, depois de passar por uma fase de gigante vermelha, tem suas camadas mais externas desprendidas. No centro, resta uma estrela anã-branca, que já não produz energia através de reações termonucleares e por isso é associada a uma estrela “morta”. Porém, ainda brilha devido a sua alta temperatura, cerca de 120.000 ºC.

Esta imagem de M57, obtida pelo Telescópio Espacial Hubble, é uma composição de três filtros distintos, onde cada cor realça a emissão gerada por diferentes elementos químicos. O hélio, muito quente, é encontrado próximo à estrela anã branca central e pode ser visto em azul. O oxigênio ionizado, em verde, está localizado um pouco mais distante da estrela e o nitrogênio ionizado, em vermelho, vem do gás mais frio encontrado nas extremidades da nebulosa. Este é o mesmo cenário esperado para o fim da “vida” do nosso Sol que, daqui há cerca de 5 bilhões de anos, também se tornará uma nebulosa planetária. No centro, restará uma anã branca, com um pouco mais da metade da massa que o Sol tem atualmente, porém será mais compacto, com o tamanho similar ao da Terra, e com uma temperatura de mais de 100.000 ºC.

Eclipse Solar em Ondas de Rádio

Sequência de imagens do eclipse solar de 14 de dezembro de 2020. O disco amarelo é o Sol, o disco azul pálido é a Lua. Observações realizadas com o SST em comprimentos de onda de 1,4 mm. Crédito: @guiguesp

Em 14 de Dezembro 2020 houve um eclipse solar total na região patagônica da América (Chile / Argentina). Apesar das restrições causadas pela COVID-19, milhares de pessoas foram até o Caminho da Totalidade para apreciar o grande espetáculo natural.

Desde o Observatório CASLEO (San Juan, Argentina) o Telescópio Solar para Ondas Submilimétricas (SST em inglês) registrou a passagem da Lua na frente do Sol em comprimentos de onda de 1,4 mm (212 GHz). Importante registrar que nesta imagem a Lua não é um disco preto como normalmente aparece, mas é brilhante, mesmo que fraca em comparação com o Sol. Isto acontece porque na faixa visível do espectro eletromagnético, o Sol é uns 10 bilhões de vezes mais intenso que a Lua. Já em rádio ele é apenas umas 10 vezes mais intenso.