Velocidade da luz

Qual a velocidade da luz? Sabemos hoje que a velocidade da luz é finita, mas nem sempre se pensou assim. Até por volta do século XVII, a ideia que dominava era que a luz viajava instantaneamente, ou seja, pensava-se que sua velocidade era infinita. Porém, com o desenvolvimento da ciência, sabemos hoje com precisão qual a velocidade da luz no vácuo, que no caso é de 299.792.458 m/s. Por vezes essa velocidade é “arredondada” para 300.000 km/s.

Um dos primeiros cientistas a tentar medir a velocidade da luz foi o astrónomo e físico Galileu Galilei, no séc. XVII. Galileu propôs uma experiência que consistia em tentar medir o tempo que a luz demorava a percorrer a distância de ida e volta entre dois locais. Essa experiência, que em termos teóricos estava correta, não foi bem sucedida dado que na época não existia forma de medir frações de tempo tão pequenas.

Em 1676 o astrónomo dinamarquês Ole Romer, deu o seu contribuiu para a questão da velocidade da luz ao observar os eclipses de Io, satélite do planeta Júpiter. Ole Romer observou que o espaço de tempo entre 2 eclipses que envolvia a “dupla” Júpiter e Io não era totalmente regular, existiam discrepâncias no tempo que decorria entre os eclipses. Este astrónomo concluiu que essa diferença era devido à distância da Terra em relação a estes dois objetos, que variava ao longo do tempo. Assim quando Júpiter e Io estavam mais longe, a luz também demorava mais tempo a chegar até nós e explicava essa diferença aparente no tempo entre os eclipses. Com base nisso o astrónomo estimou assim que a luz demorava 22 minutos para percorrer uma distância equivalente ao diâmetro da órbita da Terra. Hoje sabemos que esta estimativa não estava rigorosamente certa, mas acabou por ser uma primeira medição quantitativa da velocidade da luz. Através do trabalho de Ole Romer, poderíamos concluir que a velocidade da luz seria cerca de 220.000 km/s, ou seja, ainda um pouco abaixo do valor real, mas mesmo assim já se tratava de um valor com alguma proximidade.

Depois disso, outros cientistas tentaram obter valores mais precisos da velocidade da luz. Foi o caso do inglês James Bradley, do francês Armand Hyppolyte Fizeau, do francês Jean Bernard Léon Foucault, entre outros. Atualmente a velocidade da luz no vácuo está estimada em 299.792.458 m/s.  A velocidade da luz em meios transparentes, como o vidro ou o ar é menor que no vácuo.

A velocidade da luz tem um papel muito importante em muitos aspetos da ciência, dado que através da Teoria da Relatividade de Einstein, ficamos a saber que a velocidade da luz no vácuo é a velocidade máxima possível no Universo. Para além disso, a velocidade da luz é sempre a mesma, independente do movimento da fonte da luz ou do movimento do observador. Por exemplo, um observador que se aproxime da fonte da luz, vai observar que a luz chega até ele na mesma velocidade que chegaria se ele se estivesse a afastar da fonte de luz.

A velocidade da luz está também na base de uma unidade de distância muito utilizada em astronomia chamada de ano-luz. Em astronomia é frequente a utilização do ano-luz para apresentar as distâncias que separam determinados objetos celestes que estejam relativamente distantes, como por exemplo a distância das estrelas ou das galáxias em relação a nós. Já dentro do Sistema Solar tal unidade de distância não é utilizada, porque aí as distâncias são bem menores.

O ano-luz corresponde à distância percorrida pela luz no vácuo durante um ano juliano (365,25 dias). Assim, um ano-luz corresponde a 9.460.730.472.580,8 km.

Galáxia do Olho Negro – M64

A Galáxia do Olho Negro ou Galáxia da Bela Adormecida, é também conhecida pela designação M64 e também por NGC 4826. Trata-se de uma galáxia espiral situada a cerca de 17 milhões de anos-luz de distância, porém sua distância não é conhecida com total rigor. A galáxia do Olho Negro pode ser observada na direção da constelação da Cabeleira de Berenice (Coma Berenices).

Esta galáxia foi descoberta no dia 23 de Março de 1779 pelos astrónomo inglês Edward Pigott e, alguns dias depois e de forma independente, pelo astrónomo alemão Johann Bode. No ano seguinte o astrónomo francês Charles Messier incluiu este objeto celeste no seu famoso catálogo que leva o seu nome, ficando assim com a designação de Messier 64 (abreviadamente M64).

Uma característica notável nesta galáxia é a presença de uma banda mais exterior que é muito escura, sendo o seu centro bastante brilhante. Este aspecto acaba por justificar o nome que lhe é atribuído: galáxia do Olho Negro.

Porém, talvez a mais notável característica da galáxia do Olho Negro, tem a ver com o gás exterior mover-se ao redor da galáxia no sentido contrário ao movimento das estrelas e do gás mais central da galáxia. Ou seja, as estrelas e o gás mais central orbitam num sentido, e o gás mais exterior orbita no sentido oposto. Segundo se crê, tal característica pode ser o resultado da colisão de duas galáxias (uma grande e outra pequena) que acabaria por resultar na galáxia do Olho Negro.

Foto da Galáxia do Olho Negro, obtida pelo telescópio Espacial Hubble.

Exoplanetas – Planetas Extra-Solares

Um exoplaneta, também conhecido por planeta extra-solar (por vezes escrito como “planeta extrassolar”), é um planeta que orbita uma outra estrela que não seja o Sol. Ou seja, os únicos planetas que não são considerados como exoplanetas são os pertencentes ao nosso Sistema Solar. Também são considerados exoplanetas, os planetas que orbitam corpos celestes que não são propriamente estrelas, tais como pulsares e anãs castanhas. São ainda considerados exoplanetas, aqueles que não orbitam nenhuma estrela, mas deslocam-se “livremente” pelo Espaço.

Já mais de 1800 exoplanetas são conhecidos até à data deste artigo, tendo este número a tendência de aumentar significativamente.

A descoberta de exoplanetas é relativamente recente na História da astronomia. Precisamos de levar em conta a grande dificuldade em detetar planetas fora do Sistema Solar devido às grandes distâncias que nos separam das estrelas, e também pelo fato de eventuais planetas que possam orbitar essas mesmas estrelas possuirem um brilho bastante menor aos das suas estrelas, ficando assim “ofuscados” dificultando a sua observação através dos telescópios óticos.

Já há vários séculos que astrónomos têm especulado à cerca da existência de planetas a orbitar as estrelas. Já no século XIX foram avançadas hipóteses concretas à cerca de alguns possíveis planetas extra-solares. Na época, tais suposições não se confirmaram.

Em 1988 foi anunciada a descoberta de um possível exoplaneta a orbitar a estrela Gamma Cephei, através da análise da velocidade radial da estrela. Este anuncio foi recebido com ceticismo por muitos astrónomos. Porém, mais tarde, essa descoberta acabaria mesmo por ser confirmada. Este passou a ser considerado como o primeiro exoplaneta descoberto.

Em 1992 foi anunciada  a descoberta de 2 planetas a orbitar o pulsar PSR 1257+12. Em 1994 foi mesmo descoberto um terceiro planeta a orbitar o pulsar. Em 1995 foi descoberto um exoplaneta a orbitar a estrela 51 Pegasi.

Assim foram descobertos os primeiros exoplanetas, e ao longo do tempo o número destes planetas extra-solares foi aumentando consideravelmente.

Fomalhaut b, o primeiro exoplaneta a ser fotografado.

O telescópio Kepler, lançado para o espaço pela NASA em 2009, contribuiu para a deteção de muitos exoplanetas e de diversos tipos, alguns até com o tamanho próximo ao tamanho 

Apesar de termos hoje um número muito significativo de exoplanetas descobertos, a deteção dos mesmos é difícil, sendo que a descoberta geralmente é feita através de métodos de deteção indirectos (tais como a influência gravítica que o exoplaneta exerce sobre a estrela) e não da obtenção de fotos dos exoplanetas.

A primeira imagem de um exoplaneta obtida através de um telescópio ótico (neste caso o telescópio espacial Hubble) foi anunciada em 13 de Novembro de 2008. Tratava-se do exoplaneta Fomalhaut b que orbita a estrela Fomalhaut.

A maioria dos exoplanetas descobertos são planetas gigantes gasosos, de tamanho similiar ou maior que o planeta Júpiter, e que orbitam próximos de sua estrela. Estes são os exoplanetas mais fáceis de serem detetados.

Existem vários tipos diferentes de exoplanetas, a título de exemplo podemos falar dos anteriormente referidos planetas de dimensões equivalentes ou maiores que o planeta Júpiter; outros de dimensões equivalentes ao do planeta Neptuno; outros de dimensões equivalentes à da Terra ou um pouco maior, entre outros tipos.

É de se esperar que muitos outros exoplanetas venham a ser descobertos, sendo este um campo muito interessante e promissor para a astronomia moderna.

O que é uma Super Lua?

O que é uma Super Lua? Apesar do nome poder sugerir a ocorrência de um fenómeno astronómico bastante significativo, tal não é bem assim. A Super Lua é um fenómeno bastante discreto e até mesmo impercetível para a maioria das pessoas. Vamos neste artigo tentar esclarecer esta questão.

Antes de mais temos de ter em mente que a Lua, ao longo sua órbita ao redor da Terra, não está sempre à mesma distância da Terra. A distância da Lua à Terra varia entre cerca de 363.104 km (perigeu) e 405.696 km (apogeu). A Lua demora cerca de 27,3 dias terrestres a completar uma volta ao redor da Terra, e durante esse tempo a distância varia entre o perigeu e o apogeu atrás mencionados.

Por outro lado, como facilmente verificamos, a Lua vai mudando de fases ao longo do tempo num ciclo que se repete a cada 29,5 dias terrestres. Ou seja, a cada 29,5 dias ocorre uma Lua Cheia.

Assim, temos uma Super Lua quando ocorre uma Lua Cheia num momento em que a Lua está próxima do perigeu (ponto da órbita mais próximo da Terra). Para sermos mais precisos, podemos dizer que ocorre a Super Lua sempre que na fase de Lua Cheia, a Lua está a uma distância da Terra inferior a 110% do perigeu. Isto faz com que aquela Lua Cheia pareça maior do que as outras Luas Cheias. Daí, por vezes, dar-se o nome a este fenómeno de Super Lua Cheia.

Porém é importante referir que a diferença de tamanho e de brilho não é muito significativa, sendo que passa despercebido ao comum dos observadores. Assim, o nome pode ser considerado até um pouco sensacionalista. Apesar de tudo, com recurso à fotografia, é possível constatar que de fato, vista da Terra, uma Super Lua Cheia é um pouco maior que as outras Luas Cheias.

Planeta Neptuno

O planeta Neptuno é o oitavo planeta a contar do Sol, sendo este o mais exterior do Sistema Solar e consequentemente o mais longe do Sol. Neptuno é um planeta gigante gasoso, o quarto maior planeta do Sistema Solar. A sonda espacial Voyager 2 foi até agora a única sonda que passou pelas proximidades de Neptuno, fornecendo-nos mais informações à cerca das características deste planeta distante.

O planeta Neptuno está a uma distância média do Sol de 4.500 milhões de km. Sua distância em relação ao Sol vai de aproximadamente 4.460 milhões de km (no perélio) até aproximadamente 4.540 milhões de km (no afélio).

O planeta Neptuno orbita em volta do Sol a uma velocidade média de 5,4 km/s.

Neptuno é um planeta gasoso com um diâmetro equatorial de cerca de 49.500 km, ligeiramente menor que o planeta Úrano. Neptuno demora quase 165 anos a completar uma volta ao redor do Sol, e um pouco mais de 16 horas para completar a sua rotação.

A atmosfera de Neptuno é constituída essencialmente por hidrogénio e hélio. Também existe algum metano na sua atmosfera que será parcialmente responsável pela coloração azulada que apresenta. Internamente, Neptuno deverá de possuir um núcleo rochoso envolto por uma crosta gelada.

O planeta Neptuno possui anéis, porém são muito ténues e de difícil observação.

O planeta Neptuno foi descoberto em 1846 com base em cálculos matemáticos. Ao observar o planeta Úrano, verificou-se que sua órbita estaria a ser influência por outro corpo celeste na época ainda não conhecido. Em 1843 o astrónomo britânico John Couch Adams calculou aquela que seria a órbita de um planeta que estaria a afetar a órbita do planeta Úrano. Esses cálculos foram enviados ao astrónomo real britânico, Sir George Airy, que os rejeitou, levando John Adams a desistir da sua pretensão. Depois surgiu o astrónomo francês Urbain Le Verrier, que também efetuou seus cálculos, tendo conseguido calcular a órbita do planeta então desconhecido. Com base nesses cálculos, o astrónomo alemão Johann Galle juntamente com o astrónomo dinamarquês Heinrich D’Arrest, observaram pela primeira vez o planeta Neptuno.

O nosso conhecimento à cerca de Neptuno aumentou consideravelmente a partir de 1989 com a chegada da sonda espacial Voyager 2.

O planeta Neptuno possui atualmente 14 satélites naturais conhecidos. O maior deles é Tritão, descoberto poucos dias depois da descoberta do planeta. Tritão possui cerca de 2.700 km de diâmetro no equador. Todos os outros 13 satélites têm menos de 500 km de diâmetro equatorial.

Tritão – Satélite de Neptuno

Tritão, o maior satélite natural do planeta Neptuno. Descoberto em 1846 pelo astrónomo inglês William Lassell, poucos dias após a descoberta do planeta Neptuno. Apesar de ter sido descoberto no séc XIX, só mais recentemente, com a chegada da sonda espacial Voyager 2 ao sistema de Neptuno, ficamos a conhecer mais pormenores à cerca desta lua de Neptuno.

Tritão tem um diâmetro de cerca de 2706 km e orbita a cerca de 354.800 km do planeta Neptuno. Sua órbita em volta de Neptuno é feita em sentido contrário ao da rotação do planeta. Tritão demora cerca de 5 dias e 21 horas a completar uma volta ao redor de Neptuno, o mesmo tempo que leva a completar uma rotação sobre si próprio, fazendo com que tenha sempre o mesmo lado voltado para o planeta Neptuno.

Superfície de Tritão. Foto da Voyager 2.

Dada a grande distância de Tritão em relação ao Sol, este é um dos corpos celestes mais frios do Sistema Solar, com cerca de -235 ºC.

Pensa-se que Tritão seja um objeto celeste da Cintura de Kuiper que foi capturado pela gravidade de Neptuno, tendo assim ficado como satélite (ou lua) de Neptuno, há muito tempo atrás.

Tritão tem algumas características semelhantes à do planeta-anão Plutão, que se situa na Cintura de Kuiper.

Em 1989 a sonda espacial Voyager 2 passou pela proximidade de Tritão e revelou uma superfície relativamente jovem, com muita diversidade de tipos de terreno porém com poucas crateras. A superfície é constituída principalmente por azoto gelado, entre outros elementos.

A atmosfera desta lua de Neptuno é muito rarefeita e constituída maioritariamente por azoto. A origem desta atmosfera está provavelmente nos géiseres, cuja existência foi detectada neste satélite de Neptuno. Esses géiseres também são provavelmente os responsáveis pela jovem superfície de Tritão.

Oberon – Satélite de Úrano

Oberon é o segundo maior satélite natural (lua) do planeta Úrano. O astrónomo William Herschel que descobriu o planeta Úrano, descobriu também esta lua de Úrano em 1787. Em 1986, a sonda espacial Voyager 2 passou pelas proximidades de Oberon, tendo obtido muitas fotos do mesmo e assim ficamos a saber mais sobre este satélite de Úrano.

Oberon tem um diâmetro de aproximadamente 1.523 km, ligeiramente menor que Titânia, o maior satélite doplaneta Úrano, que tem 1.577 km de diâmetro. Oberon orbita a uma distância média aproximada de 584.000 km de Úrano.

Oberon demora cerca de 13,5 dias terrestres a completar uma volta ao redor de Úrano (translação), o mesmo tempo que demora a completar uma volta sobre si próprio (rotação). Trata-se portanto de uma rotação sincronizada. Isto faz com que Oberon tenha sempre a mesma “face” voltada para o planeta Úrano, situação que ocorre também com a maioria dos satélites dos planetas do Sistema Solar.

Oberon é um corpo constituído essencialmente por rocha e gelo. A sua superfície é caracterizada pela existência de muitas crateras de impacto, resultante de colisões com asteróides e cometas. Quando a Voyager 2 passou pelas proximidades desta lua de Úrano, obteve fotos de cerca de 40% de sua superfície. A maior cratera encontrada tem cerca de 2o6 km de diâmetro, a cratera Hamlet. Também foram observadas falhas na superfície do satélite Oberon.

A densidade de Oberon é de 1,63 g/cm3. Oberon não possui atmosfera.