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maio 11

Hubble estica a fita métrica estelar 10 vezes mais longe no espaço

http://www.nasa.gov/sites/default/files/14-104-hubble-parallax.png.jpg

Ao aplicar uma técnica denominada “varredura espacial” ao método antigo de medição de distâncias “paralaxe astronômica”, os cientistas podem agora usar o Hubble para fazer medições de distâncias de estrelas com um maior grande grau de precisão, 10 vezes mais longe do que era possível, dentro de nossa galáxia. Créditos: NASA/ESA, A. Feild/STScI

Através do Telescópio Espacial Hubble, os astrônomos agora conseguem medir com precisão a distância de estrelas com até 10.000 anos-luz de distância. Isto representa 10 vezes mais do que era possível anteriormente.

Os astrônomos desenvolveram uma forma inédita de usar o telescópio espacial Hubble, de 24 anos de idade, empregando uma técnica chamada de varredura espacial, o que melhora drasticamente a precisão do Hubble ao fazer medições angulares. A técnica, quando aplicada ao antigo método para medir distâncias chamado paralaxe astronômica, prolonga a “fita métrica” do Hubble 10 vezes mais longe no espaço.

Adam Riess, laureado com o prêmio Nobel em 2011, membro do STScI (Space Telescope Science Institute) em Baltimore, Maryland, EUA, comentou:

Espera-se que esta nova capacidade permita uma nova visão sobre a natureza da energia escura, um componente misterioso do espaço que empurra o Universo a um ritmo cada vez mais acelerado.

A paralaxe é uma técnica trigonométrica. Trata-se do método mais confiável usado para obter medidas astronômicas de distância. A paralaxe também é uma prática há muito utilizada por agrimensores e topógrafos aqui na Terra. O diâmetro da órbita da Terra é a base do triângulo e a estrela é o ápice, onde os lados do triângulo se encontram. Os comprimentos dos lados são calculados ao se medir com precisão os três ângulos do triângulo resultante. Como sabemos a distância do raio da órbita terrestre (um dos lados do triângulo = 1 UA ~ 150.000.000 km), basta aplicar a geometria para se calcular os demais lados, que correspondem a distância da Terra à estrela estudada.

Paralax Estelar

Paralax Estelar: ao saber o ângulo p é possível deduzir a distância do astro à Terra e ao Sol.

A paralaxe astronômica [1] funciona de forma altamente confiável para estrelas até algumas centenas de anos-luz da Terra. Por exemplo, as medições da distância até α Centauro, o sistema estelar mais próximo do nosso Sol, variam apenas por um segundo de arco. Esta variação na distância é igual à largura aparente de uma moeda de 10 centavos de dólar (17,91 mm) vista a mais de 3 quilômetros de distância.

Estrelas mais distantes têm ângulos muito menores de movimento aparente e tornam-se extremamente difíceis de se medir. Os astrônomos têm “esticado a fita métrica” da paralaxe estelar dentro da Via Láctea, conseguindo medir ângulos menores com maior precisão.

Esta nova precisão de longo alcance foi comprovada quando os cientistas usaram com sucesso o Hubble para medir a distância de uma classe especial de estrelas brilhantes conhecidas como variáveis Cefeidas [3], residentes a aproximadamente 7.500 anos-luz de distância na direção da constelação de Cepheus. A técnica funciona tão bem, que os cientistas estão agora a usando o Hubble para medir as distâncias de estrelas variáveis Cefeidas [3] bem mais distantes.

Estas medidas vão ser usadas para fornecer uma base mais robusta para a chamada “escada” cósmica de distâncias. O “degrau de baixo” desta escada é construído com base em medições das variáveis Cefeidas que, devido ao seu brilho conhecido, têm sido usadas por mais de um século como métrica para aferir o tamanho do Universo observável. As Cefeidas são o primeiro passo para calibrar os marcadores extragalácticos ainda mais distantes, fornecidos pelas supernovas do tipo Ia.

http://cdn.phys.org/newman/gfx/news/hires/2014/1-hubbleextend.jpg

No globo acima está comparado o aumento da distância medida com a nova técnica que usa o Hubble. Créditos: NASA/ESA, A. Feild/STScI

Riess e a Universidade Johns Hopkins em Baltimore, EUA, em colaboração com Stefano Casertano do STScI, desenvolveram uma técnica que usa o Hubble para obter medições tão pequenas quanto cinco bilionésimos de um grau.

Para obter uma medição de distância, capturam-se duas exposições da estrela Cefeida [3] alvo com seis meses de intervalo, quando a Terra está em lados opostos do Sol. Uma mudança muito sutil na posição da estrela foi então medida, de até um milésimo do tamanho de um único pixel da câmara WFC3 (Wide Field Camera 3) do Hubble, que tem um total de 16,8 megapixels. Uma terceira exposição foi obtida 6 meses depois para permitir à equipe subtrair os efeitos do movimento espacial e sutil das estrelas, com exposições adicionais utilizadas para remover outras fontes de erro.

O astrofísico Adam Riess partilha o Prêmio Nobel de Física de 2011 com outra equipe pela sua liderança na descoberta em 1998 o Universo está em expansão acelerada, um fenômeno amplamente atribuído a uma misteriosa e ainda inexplicável energia escura [2] que preenche o Universo. Esta nova técnica de alta precisão para medição de distâncias possibilita com que Riess e seu time meçam com maior precisão como se dá a expansão do Universo. O seu objetivo é refinar estimativas da taxa de expansão do Universo até o ponto em que a energia escura [2] possa ser melhor caracterizada.

Notas

[1] Assista a aula de física sobre paralaxe: http://www.slideshare.net/plantaofisica/paralaxe

[2] Assista a palestra da Patricia Burchat para entender sobre energia escura: TED: Patricia Burchat esclarece sobre Matéria Escura e Energia Escura

[3] Uma Cefeida é uma estrela gigante ou supergigante amarela, 4 a 15 vezes mais massiva que o Sol e 100 a 30.000 vezes mais brilhante, cuja luminosidade varia de 0,1 a 2 magnitudes segundo um período bem definido, compreendido entre 1 e 100 dias, daí a chamamos de estrela variável. As Cefeidas foram assim chamadas segundo o padrão da estrela δ Cephei da constelação de Cepheus. As Cefeidas têm um papel como padrões de medidas de distância no Universo graças à relação período-luminosidade que as caracteriza: quanto mais luminosa for uma cefeida, maior será seu período de variação de brilho, pois quanto maior o volume da estrela maior será o trajeto que as ondas de pressão deverão percorrer. A partir do momento que se conhece o período de uma cefeida, facilmente mensurável, a relação período-luminosidade permite determinar a luminosidade intrínseca dessa estrela. Por uma simples comparação com sua luminosidade aparente, deduz-se sua distância, e com isso a distância da galáxia onde ela se localiza.

Fontes

Physorg: Hubble extends stellar tape measure 10 times farther into space

NASA: NASA’s Hubble Extends Stellar Tape Measure 10 Times Farther Into Space

._._.

2 comentários

1 menção

  1. Vinícius Sena

    Roca, meu caro, lendo esse artigo aqui eu lembrei de um argumento criacionista para justificar a idade jovem do universo. O criacionismo se debate muito com o argumento de que os objetos que vemos no espaço estão a milhões ou bilhões de anos luz de nós, o que evidenciaria um universo antigo. A pouco tempo os criacionistas alardearam que físicos mostraram que era possível superar a velocidade da luz no vácuo, mostrando que a luz poderia ter viajado mais rápido no passado, e isso daria a impressão de que o universo é mais velho do que o que realmente é. Eu vi dois artigos onde se alegava isso: https://darwinismo.wordpress.com/2011/05/23/velocidade-da-luz-superada/#comment-29453 e http://www.criacionismo.com.br/2011/05/velocidade-da-luz-e-superada.html
    O que você acha desses argumentos? Confesso que isso me deixou confuso. Sou leigo, só curioso mesmo.

    1. ROCA

      Vinicius, quanto ao artigo que você colocou no sites ‘darwinismo’ e ‘criacionismo’ eu diria que é uma tentativa de distorcer a ciência. Tanto é que eles não citam fontes ou quaisquer trabalhos científicos sérios que corroboram as ideias postadas. Também não postam datas…

      Em 2007, de fato, o Dr. Gunter Nimitz postulou sobre um suposto experimento em que a velocidade da luz ‘seria superada’, mas isso já foi devidamente refutado por outros cientistas: http://en.wikipedia.org/wiki/G%C3%BCnter_Nimtz#Scientific_opponents_and_their_interpretations

      Sobre a velocidade da luz ser ‘superada’, leia e verá que isso não tem sentido: http://eternosaprendizes.com/2009/03/27/fisica-taquions-impossiveis/

      Para entender melhor sobre cosmologia, basta ler sobre 4 métodos distintos entre si de como se calcular a idade do Universo, aqui: http://eternosaprendizes.com/2009/10/01/qual-e-a-idade-do-universo-como-calcular-isso/

      \o/

  1. Astrônomos detectam um vazio de estrelas Cefeidas no coração da Via Láctea. Quais são as implicações dessa descoberta? » O Universo - Eternos Aprendizes

    […] mais jovens que o Sol (4,6 bilhões de anos de idade) e pulsam seu brilho em um ciclo regular. A duração deste ciclo está relacionada com a luminosidade da estrela ‘variável Cefeida’. Por isso, ao monitorá-las, os astrônomos podem determinar o brilho verdadeiro da estrela, […]

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