Observatório do CDCC - USP/SC

Sessão Astronomia

Medidas de distância e a

descoberta das galáxias

Raul Celistrino Teixeira

Medidas de distâncias em astronomia

• Como sabemos a distância das estrelas?

• Paralaxe– Utilização da diferença

entre duas visões, de diferentes pontos de observação

Paralaxe

• Para a medição da distância das estrelas, utiliza-se o movimento da Terra ao redor do Sol

• Estrela parece se mover em relação ao fundo, devido ao movimento do observador (a Terra)

Paralaxe heliocêntrica

• Limitação: ângulo de paralaxe das estrelas muito pequeno

• α Centauri: Menor que 1” de arco (1º/3600), ou o equivalente a um objeto de 4 mm visto a 1 km!

• Hipparcos: Precisão de 0,001” (um homem na Lua, visto da Terra!!)

Paralaxe heliocêntrica

• Com tal precisão, podemos

Paralaxe heliocêntrica - Hipparcos

• Hipparcos – Lançado pela ESA, operou de 1989 a 1993

• Obteve dados astrométricos precisos de ~ 120 000 estrelas – Catálogo Hipparcos

• Compilou também dados, já não tão precisos, de ~ 1 milhão de estrelas – Catálogo Tycho

• Mapeou uma região de ~ 2000 anos-luz ao redor do Sol

• Via Láctea, nossa galáxia, tem 100 000 anos-luz de diâmetro, e ~ 100 bilhões de estrelas

• Próximo projeto: Gaia, que promete maior precisão (equivalente a medir o polegar de um homem na Lua, aqui da Terra!!!), ~ 1 bilhão de estrelas a serem medidas

Paralaxe heliocêntrica - Hipparcos

• Como medir distâncias de estrelas mais distantes?

• Com os dados das estrelas próximas à Terra, conhecem-se relações entre grandezas das estrelas

• Luminosidade: Potência luminosa (quantidade de luz que a estrela emite, por tempo)

Paralaxe espectroscópica

Luminosidade X Fluxo

• Ambas as lâmpadas apresentam a mesma luminosidade, mas os observadores vêem fluxos diferentes

• Fluxo: Depende da luminosidade e da distância entre o observador e o objeto

• Conhecendo a distância e o fluxo, conhece-se a luminosidade

• Relação entre temperatura (ou cor) e luminosidade das estrelas

• Modo de descobrir, agora, luminosidade das estrelas mais distantes e, com isso, sua distância

Diagrama Hertzsprung-Russell

Cefeidas• Cefeidas são uma

classe de estrelas variáveis (estrelas cujo brilho varia no tempo)

• Primeira cefeida descoberta na constelação de Cepheus, por John Goodricke

• 1908: Henrietta Leavitt descobre relação período-luminosidade para cefeidas na Pequena Nuvem de Magalhães

• Relação período-luminosidade muito mais precisa, permite aos astrônomos identificar distâncias com precisão muito maior

• Grande avanço na determinação de distâncias

Cefeidas

Nebulosas X Galáxias

• Discussão acerca do tamanho / distância de objetos chamados, à época, de nebulosas

• Harlow Shapley: Mede o tamanho da galáxia em 300.000 anos-luz, a partir de estrelas cefeidas. Acredita que as nebulosas são apenas objetos em nossa galáxia

60 milhões a.l.

5 mil a.l.

Nebulosas X Galáxias

• Edwin Hubble: Partidário de idéias contrárias, acredita que, entre essas nuvens, há objetos externos à Via Láctea

• 1924: Observando a Galáxia de Andrômeda, Hubble descobre uma cefeida, e mede sua distância – 1 milhão de anos-luz!

Galáxias!!!• Com o fluxo (brilho) da

galáxia, e sua distância, Hubble pode estimar sua luminosidade – da ordem de 400 bilhões de vezes a luminosidade do Sol!

• A Galáxia de Andrômeda é, de fato, uma outra “ilha de estrelas”, tal como a nossa!

Galáxias

• A partir daí, os astrônomos (incluindo Hubble) passam a determinar a distância de muitas outras galáxias a partir de estrelas cefeidas encontradas nas mesmas

• Hubble estabelece, portanto, um sistema de classificação para as galáxias que vão sendo descobertas, com base em sua morfologia (forma)

Classificação das galáxias - Hubble

NGC 1300 – Espiral barrada

M101 - Espiral

M87 – Elíptica

M51 – “Rodamoinho”, espiral, e sua companheira

NGC 4881 – Elíptica

NGC 4636 – “Os ratos”, galáxias colidindo

M104 - “Sombrero”, espiral

Aglomerados de galáxias

• Percebe-se, com o tempo, que as galáxias agrupam-se em aglomerados, espalhados pelo Universo

• A Via Láctea encontra-se no Grupo Local, junto com mais de 30 outras galáxias, tal como Andrômeda, a Pequena e a Grande Nuvem de Magalhães.

• Aglomerado de Virgem: a 40 milhões de a.l. de nossa galáxia

Aglomerados de galáxias

Estrutura de larga escala do universo

• Esses aglomerados agrupam-se em estruturas ainda maiores, e então temos a estrutura de nosso universo, milhões de galáxias distribuídas não-homogeneamente, mas formando estruturas características

Estrutura de larga escala do universo

• Ao lado, simulação, no plano, do que significa “estrutura de larga escala” e “não-uniformidade na distribuição de massa”

Fim