Sagitário: olhe o céu em direção ao centro da Via Láctea

Quando olhamos à vista desarmada na direção da constelação de Sagitário, pouca coisa se vê. São estrelas e mais estrelas que se multiplicam à medida que binóculos e telescópios mais potentes são empregados. Entretanto, é ao redor desse ponto que nossa Galáxia gira. Quando olhamos para Sagitário estamos observando diretamente o centro da Via Láctea.

Imagem de parte da Via Láctea feita pelos telescópios do projeto 2MASS, que estuda o céu no comprimento de onda do infravermelho. (Crédito: 2MASS - The Two Micron All Sky Survey)

Estima-se que aproximadamente 200 bilhões de estrelas façam parte desse sistema. Com massa estimada em quase dois trilhões de massas solares, nossa Galáxia tem entre 13.5 e 13.8 bilhões de anos e seu centro está localizado a aproximadamente 30 mil anos-luz de distância da Terra.

O centro galáctico é um lugar bastante tumultuado. Observá-lo através da luz visível não é uma tarefa fácil já que a poeira cósmica obscurece praticamente toda a luz emitida, mas quando sondado no comprimento de onda do infravermelho milhões de estrelas podem ser vistas.

A imagem acima foi captada nesse seguimento do espectro por dois telescópios do projeto 2MASS, instalados em Monte Hopkins, no Arizona e próximo a La Serena, no Chile. Na cena, o centro da Galáxia aparece em tons brilhante no canto inferior esquerdo da foto, enquanto o plano da galáxia, no qual nosso Sol orbita, é visto na forma de uma faixa diagonal escurecida, composta de poeira cósmica criada nas atmosferas de estrelas gigantes vermelhas.

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As Plêiades

Na mitologia grega, as plêiades eram filhas de Atlas e Pleione. Cansadas de serem perseguidas pelo caçador Órion, pediram a Zeus que as transformasse em uma constelação.
As plêiades são: Electra, Celeno, Taigete, Maia, Mérope, Asterope e Dríope.

As Plêiades pelo pintor Elihu Vedder

Mas as Plêiades (Objeto Messier 45) também são um grupo de estrelas na constelação do Touro. As Plêiades, também chamadas de aglomerado estelar (ou aglomerado aberto) M45 são facilmente visíveis a olho nu nos dois hemisférios e consistem de várias estrelas brilhantes e quentes, de espectro predominantemente azul. As Plêiades tem vários significados em diferentes culturas e tradições.
O cluster é dominado por estrelas azuis quentes, que se formaram nos últimos 100 milhões de anos. Há uma nebulosa de reflexão formada por poeira em torno das estrelas mais brilhantes que acreditava-se a princípio ter sido formado pelos restos da formação do cluster (por isto receberam o nome alternativo de Nebulosa Maia, da estrela Maia), mas hoje sabe-se que se trata de uma nuvem de poeira não relacionada ao aglomerado, no meio interestelar que as estrelas estão atravessando atualmente. Os astrônomos estimam que o cluster irá sobreviver por mais 250 milhões de anos, depois dos quais será dispersado devido à interações gravitacionais com a vizinhança galáctica.
As Plêiades podem ser vistas no Inverno do Hemisfério Norte e no verão do Hemisfério Sul e são conhecidas desde a antiguidade por culturas de todo mundo, incluindo os Maoris (que as chamavam de Matakiri), os Aborígenes australianos, os Persas (que as chamavam Parveen/parvin e Sorayya), os Chineses, os Maias (que chamavam-nas de Tzab-ek), os Astecas (Tianquiztli) e os Sioux da América do Norte.

Charles Messier mediu a posição do aglomerado e incluiu-a como M45 no seu catálogo de objetos semelhantes a cometas, publicado em 1771. Juntamente com a Nebulosa de Órion e o Aglomerado Presepae, foi curioso notar inclusão das Plêiades por, tal como a maioria dos objectos Messier eram muito fracos e mais facilmente confundidos com objetos semelhantes a cometas, que parece praticamente impossível para as Plêiades. Uma possibilidade é que Messier simplesmente queria ter um catálogo maior do que o seu rival científico Lacaille, cujo catálogo de 1755 continha 42 objetos e, por isso, ele acrescentou alguns brilhantes, para aumentar a sua lista objetos.

Imagem do Spitzer em infravermelho, mostrando a poeira associada. Crédito: NASA/JPL-Caltech

A distância das Plêiades é um primeiro passo importante na assim chamada escada das distâncias cósmicas, uma sequência de escalas de distância para todo o Universo. O tamanho do primeiro passo calibra a escada toda, e a escala para este primeiro passo foi estimado por vários métodos. Como o cluster está bem perto da Terra, sua distância é relativamente fácil de medir. Um conhecimento preciso da distância permite que os astrônomos façam um diagrama de Hertzsprung-Russell para o aglomerado que, quando comparado para os desenhados para clusters cuja distância não é conhecida, permite que suas distâncias sejam estimadas. Outros métodos podem então estender a escala de distâncias de aglomerados abertos para galáxias e aglomerados de galáxias, e uma escada de distâncias cósmicas pode ser construída. Fundamentalmente o entendimento da idade e evolução futura do Universo é influenciada pelo seu conhecimento da distância das Plêiades.
Os resultados anteriores ao lançamento do satélite Hipparcos apontavam que a distância das Plêiades era de cerca de 135 parsecs da Terra.

O satélite Hipparcos causou uma consternação entre os astrônomos ao descobrir que a distância era apenas de 118 parsecs* ao medir a paralaxe das estrelas no aglomerado—uma técnica que deve dar os resultados mais diretos e precisos. Trabalhos posteriores tem consistentemente encontrado erros na medição da distância das Plêiades pelo Hipparcos, mas ainda não se sabe por que o erro aconteceu. A distância das Plêiades atualmente é aceita como sendo de cerca de 135 parsecs (praticamente 440 anos-luz).

O núcleo do aglomerado tem um raio de cerca de oito ano-luz e uma raio da maré de cerca de 43 anos luz. O aglomerado inclui mais de 1.000 membros confirmados estatisticamente, embora este valor exclui estrelas binárias não resolvidas. É dominada por jovens e quentes estrelas azuis, 14 podem ser vistas a olho nu dependendo da observação e das condições locais. O arranjo das estrelas mais brilhantes é algo semelhante a Ursa Maior e Ursa Menor. A massa total contida no aglomerado é estimada em cerca de 800 massas solares.

O aglomerado contém muitas anãs marrons, que são objetos com menos de cerca de 8% do da massa do Sol, não possuem massa o suficiente para a fusão nuclear (para iniciar reações em seus núcleos e tornar-se estrelas). Podem constituir até 25% da população total do aglomerado, embora elas contribuem com menos de 2% da massa total. Os astrônomos têm feito grandes esforços para encontrar e analisar anãs marrons nas Plêiades e de outros jovens “aglomerados”, porque são ainda relativamente brilhantes e observáveis, enquanto que anãs marrons nos aglomerados são mais “apagadas” e muito mais difíceis de estudar.

A idade para os aglomerados estelares podem ser estimados comparando com o diagrama de Hertzsprung-Russell do cluster com modelos teóricos de evolução estelar. Utilizando esta técnica, foram estimadas idades entre 75 e 150 milhões de anos para as Plêiades. A dispersão nas idades estimadas é um resultado da incerteza nos modelos de evolução estelar. Em particular, modelos que incluem um fenômeno conhecido como superação convectiva, em que uma zona convectiva dentro de uma estrela penetra uma zona não convectiva, resultando em idades aparentes mais altas.

Outra maneira de estima a idade do cluster é olhando os objetos de menor massa. Em estrelas normais na sequência principal, o lítio é rapidamente destruído em reações de fusão nuclear, mas anãs marrons podem reter seu lítio. Devido à temperatura de ignição baixa do lítio, de 2,5 milhões de kelvin, as anãs marrons de maior massa irão queimá-lo eventualmente, assim a determinação das anãs marrons de maior massa que ainda contém lítio no aglomerado pode dar uma idéia de sua idade. A aplicação desta técnica às Plêiades dá uma idade de cerca de 115 milhões de anos.

O movimento relativo do aglomerado eventualmente irá levá-lo, conforme é visto da Terra, muitos milênios no futuro, passando pelo pé do que é atualmente a constelação de Órion. Além disso, como muitos aglomerados abertos, as Plêiades não vão ficar conectadas gravitacionalmente para sempre, já que algumas estrelas componentes serão ejetadas depois de encontros próximos e outras serão destruídas por marés de campos gravitacionais. Os cálculos sugerem que o aglomerado levará 250 milhões de anos para se dispersar, com interações gravitacionais com nuvens moleculares gigantes e os braços espirais de nossa galáxia também precipitando sua destruição.

*Um parsec (pc) é equivalente a:
30.857 petametro
3.26156 anos-luz
1.9174×10¹³ milhas

A beleza de Órion vista de dois hemisférios diferentes

Em gramática, a palavra constelação significa o coletivo de estrelas, mas para os astrônomos é uma região do céu composta de qualquer objeto celeste, mesmo que não tenha qualquer relação entre si, bastando estar na mesma área quando vistos da Terra. Ao todo existem 88 constelações, sendo 44 no hemisfério norte e 44 no hemisfério sul, com algumas delas visíveis em ambos os hemisférios.

Por estarem próximas à linha do equador terrestre, as constelações visíveis nos dois hemisférios recebem o nome de equatoriais e entre as mais conhecidas estão Órion, Cão Maior, Cão Menor e Pégasus, entre outras. De todas elas, a mais familiar é sem dúvida a constelação de Órion, onde desde pequenos aprendemos a reconhecer as “Três Marias”, inseridas dentro de um grande retângulo.

Acima das Três Marias – Mintaka, Alnilam e Alnitak – a constelação abriga a nebulosa M42. Distante 1500 anos-luz da Terra, a nebulosa é uma gigantesca região de formação estelar, onde enormes massas gasosas são submetidas a altíssimas pressões e temperaturas e começam a brilhar, dando origem a novas estrelas.

Apesar da constelação e dos objetos em seu interior serem os mesmos e praticamente imóveis, a constelação não é vista da mesma maneira nos dois hemisférios e à medida que nos afastamos da região equatorial os objetos em seu interior mudam de posição. Em alguns casos a diferença é tanta que tudo em seu interior parece estar invertido.

A imagem acima mostra claramente o fenômeno, retratando o céu noturno em duas regiões diferentes do planeta. Apesar de ambas as cenas terem sido feitas no mês de dezembro, a constelação de Órion aparece totalmente invertida em cada um dos hemisférios. À imagem da esquerda foi feita no hemisfério sul, em uma praia da Ilha de Bruny, na costa da Tasmânia, na Austrália, enquanto a cena da direita retrata o mesmo céu visto a partir das montanhas Alborz, no norte do Irã, no hemisfério norte.

Nas cenas, a inversão é quase absoluta. A nebulosa M42, que para nós no Brasil aparece acima das Três Marias, é vista no hemisfério norte acima delas. O longo braço horizontal que liga Belatrix ao outro grupo de estrelas aparece também completamente invertido em ambas as fotos.

Experimente!
Apesar de apresentarem essa inversão aparente devido à diferença de latitude em que as fotos foram feitas, nenhuma das estrelas de fato mudou de posição, mas sem dúvida nos proporcionou uma interessante observação a partir de um ponto de vista diferente do habitual, tornando a constelação de Órion ainda mais bela.

Se você quiser ver a constelação de Órion da mesma forma que os moradores do hemisfério norte, a notícia é boa e não precisará gastar nenhum dinheiro para isso. Basta ficar de cabeça para baixo e contemplar o céu. O problema é que seus vizinhos e amigos poderão achar que você não anda muito bom da cabeça, mas isso não fará a menor diferença. Bons céus!

Fonte: Apolo11

Para quem quiser conhecer um pouco mais sobre a constelação de Órion, segue uma imagem com todos os nomes (:

Crédito das fotos ao fotógrafo Stéphane Guisard.