As dez estrelas mais brilhantes do céu. Por que algumas estrelas parecem mais brilhantes que outras? Uma estrela distante pode parecer mais brilhante que uma próxima

O tópico é inteiramente dedicado às estrelas - os corpos mais importantes do espaço. Como esse post está ficando longo, vou dividi-lo em partes.

Uma estrela no Universo é um centro nuclear gigante. A reação nuclear em seu interior converte hidrogênio em hélio por meio do processo de fusão, que é como ele adquire energia.

Ao contrário da crença popular, é importante notar que as estrelas do Universo não brilham de fato. Esta é apenas uma ilusão de ótica - resultado de interferência atmosférica. Um efeito semelhante pode ser observado em um dia quente de verão, olhando para asfalto ou concreto quente. O ar quente sobe e parece que você está olhando através de um vidro trêmulo. O mesmo processo causa a ilusão de um brilho estrelado. Quanto mais próxima uma estrela estiver da Terra, mais ela “brilhará” porque sua luz passa pelas camadas mais densas da atmosfera.

Existem estrelas diferentes, amarelas, brancas, vermelhas, velhas e jovens, carecas e cinzentas... Embora não, estrelas carecas e cinzentas vivem em Hollywood, e agora não estamos falando sobre elas.

Acontece que há muito tempo, há 13 bilhões de anos, não existiam elementos pesados ​​no Universo. Sem ferro, sem oxigênio, sem carbono – apenas hidrogênio e hélio. Portanto, as primeiras estrelas antigas também não continham esses elementos. Eles tiveram que cozinhá-los do zero usando fusão termonuclear. Do hélio - carbono, do carbono - silício, magnésio, deles - ferro. E assim que chegou ao ferro, a estrela explodiu, e na explosão todos os outros elementos se formaram até o urânio. Foi assim que surgiram os elementos pesados ​​​​no Universo.

Mas nem todos entenderam igualmente. Algumas estrelas possuem mais desses elementos, enquanto outras possuem menos. A partir do espectro de uma estrela você pode determinar se ela possui muitos ou poucos desses elementos. Para fazer isso, precisamos considerar as linhas em que o espectro está dividido: por exemplo, o sódio produz linhas amarelas. Você pode ver isso por si mesmo se adicionar sal a um queimador de gás em chamas: a chama ficará amarela. Mas ainda é melhor não salgar os queimadores. Portanto, pelo brilho das várias linhas no espectro de uma estrela, você pode determinar quais elementos existem e quantos. Foi assim que o hélio foi descoberto, antes mesmo de ser encontrado na Terra.

Os astrónomos avaliam o tamanho das estrelas numa escala segundo a qual quanto mais brilhante a estrela, menor o seu número. Cada número subsequente corresponde a uma estrela dez vezes menos brilhante que a anterior. A estrela mais brilhante do céu noturno do Universo é Sirius. Sua magnitude aparente é -1,46, o que significa que é 15 vezes mais brilhante que uma estrela com magnitude zero. Estrelas cuja magnitude é 8 ou mais não podem ser vistas a olho nu. As estrelas também são classificadas por cor em classes espectrais, indicando sua temperatura. Existem as seguintes classes de estrelas no Universo: O, B, A, F, G, K e M. A classe O corresponde às estrelas mais quentes do Universo - azuis. As estrelas mais legais pertencem à classe M, sua cor é vermelha.

Tipos de estrelas no Universo

A sequência principal é o período de existência das estrelas no Universo, durante o qual ocorre uma reação nuclear em seu interior, que é o período mais longo da vida de uma estrela. Nosso Sol está atualmente neste período. Neste momento, a estrela sofre pequenas alterações no brilho e na temperatura. A duração deste período depende da massa da estrela. Nas estrelas grandes e massivas é mais curto e nas pequenas é mais longo. Estrelas muito grandes têm combustível interno que dura centenas de milhares de anos, enquanto estrelas pequenas como o Sol brilharão durante milhares de milhões de anos. As maiores estrelas se transformam em gigantes azuis durante a sequência principal.

Estrela gigante tem uma temperatura superficial relativamente baixa, cerca de 5.000 graus. Um raio enorme, chegando a 800 solares e devido ao seu tamanho grande, uma luminosidade enorme. A radiação máxima ocorre nas regiões vermelha e infravermelha do espectro, por isso são chamadas de gigantes vermelhas.

--- Massa do Sol: 1,9891·10(elevado à trigésima potência) kg (332.982 massas terrestres), --- Raio do Sol: 6,9551·10(elevado à oitava potência) m.

As estrelas anãs são o oposto das gigantes e incluem vários subtipos diferentes:

anã branca - estrelas evoluídas com massa não superior a 1,4 massas solares, privadas de fontes próprias de energia termonuclear. O diâmetro dessas estrelas pode ser centenas de vezes menor que o do Sol e, portanto, a densidade pode ser 1.000.000 de vezes maior que a densidade da água.

anão vermelho - uma estrela pequena e relativamente fria da sequência principal com uma classe espectral M ou K superior. Elas são bastante diferentes de outras estrelas. O diâmetro e a massa das anãs vermelhas não excedem um terço da massa solar (o limite inferior da massa é 0,08 solar, seguido pelas anãs marrons).

anã marrom - objetos subestelares com massas na faixa de 5 a 75 massas de Júpiter (e um diâmetro aproximadamente igual ao diâmetro de Júpiter), em cujas profundezas, ao contrário das estrelas da sequência principal, nenhuma reação de fusão termonuclear ocorre com a conversão de hidrogênio em hélio .

Anãs submarrons ou subanãs marrons - formações frias cuja massa está abaixo do limite das anãs marrons. Eles são geralmente considerados planetas.

anã negra - anãs brancas que esfriaram e, como resultado, não emitem na faixa visível. Representa o estágio final da evolução das anãs brancas. As massas das anãs negras, assim como as massas das anãs brancas, são limitadas acima de 1,4 massas solares.

Além dos listados, existem vários outros produtos de evolução estelar:

Estrêla de Neutróns. Formações estelares com massas da ordem de 1,5 massas solares e tamanhos visivelmente menores que as anãs brancas, com cerca de 10-20 km de diâmetro. A densidade dessas estrelas pode atingir 1.000.000.000.000 de densidades de água. E o campo magnético é o mesmo número de vezes maior que o campo magnético da Terra. Essas estrelas consistem principalmente de nêutrons, fortemente comprimidos por forças gravitacionais.

Nova estrela. Estrelas cuja luminosidade aumenta repentinamente 10.000 vezes. A nova é um sistema binário que consiste em uma anã branca e uma estrela companheira localizada na sequência principal. Nesses sistemas, o gás da estrela flui gradualmente para a anã branca e explode ali periodicamente, causando uma explosão de luminosidade.

Super Nova - esta é uma estrela que termina a sua evolução num processo explosivo catastrófico. A explosão, neste caso, pode ser várias ordens de magnitude maior do que no caso de uma nova. Uma explosão tão poderosa é consequência dos processos que ocorrem na estrela no último estágio de evolução.

Estrela dupla - estas são duas estrelas ligadas gravitacionalmente girando em torno de um centro de massa comum. Às vezes existem sistemas de três ou mais estrelas, neste caso geral o sistema é chamado de estrela múltipla. Nos casos em que tal sistema estelar não esteja muito longe da Terra, estrelas individuais podem ser distinguidas através de um telescópio. Se a distância for significativa, fica claro para os astrônomos que uma estrela dupla só pode ser vista por sinais indiretos - a quantidade de brilho causada por eclipses periódicos de uma estrela por outra e algumas outras.

Cefeida é uma estrela com luminosidade variável, cujo ciclo de pulsação varia de alguns segundos a vários anos, dependendo do tipo de estrela variável. As cefeidas normalmente mudam sua luminosidade no início e no final de suas vidas. Eles são internos (mudando a luminosidade devido a processos dentro da estrela) e externos, mudando o brilho devido a fatores externos, como a influência da órbita de uma estrela próxima. Isso também é chamado de sistema duplo.

Nas seguintes partes: ciclo de vida de uma estrela, buracos negros.

Existem estrelas no Universo que são milhares de vezes mais fracas que o Sol (das quais vemos apenas as mais próximas) e um milhão de vezes mais brilhantes que ele. A intensidade da luz de uma estrela comparável à do Sol é chamada de luminosidade. Uma estrela que nos parece brilhante pode parecer-nos assim porque está perto de nós ou porque, embora esteja muito longe, a sua verdadeira luminosidade é enorme.

Das 20 estrelas mais próximas de nós, apenas três são visíveis a olho nu; das 20 estrelas que nos parecem brilhantes, apenas três são as mais próximas; As estrelas mais brilhantes são geralmente chamadas de estrelas de 1ª magnitude, e as estrelas mais fracas visíveis a olho nu são estrelas de 6ª magnitude. Estrelas de 1ª magnitude são 100 vezes mais brilhantes que estrelas de 6ª magnitude. Através de binóculos você pode ver estrelas de magnitude 8-9. Existem cerca de 20 estrelas de 1ª magnitude, especialmente as brilhantes, no céu, cerca de 70 estrelas de 2ª magnitude, como as principais constelações da Ursa Maior, e cerca de 6.000 estrelas que são as mais brilhantes além das estrelas de 6ª magnitude.

Depende de dois motivos: o brilho real ou a quantidade de luz que emitem e a distância de nós. Se todas as estrelas tivessem o mesmo brilho, poderíamos determinar a sua distância relativa simplesmente medindo a quantidade relativa de luz recebida delas. A quantidade de luz varia inversamente com o quadrado da distância. Isto pode ser visto na figura a seguir, onde S representa a posição da estrela como um ponto de luz, e A e BBBB representam telas colocadas de modo que cada uma receba a mesma quantidade de luz da estrela.

Se uma tela maior estiver duas vezes mais distante que a tela A, suas laterais deverão ter o dobro do comprimento para que ela receba toda a luz que incide sobre A. Então sua superfície será 4 vezes maior que a superfície de A. A partir disso é claro que cada quarta parte da superfície receberá um quarto da luz que incide sobre A. Assim, o olho ou telescópio localizado em B receberá da estrela um quarto da luz em comparação com o olho ou telescópio em A, e a estrela parecerá quatro vezes mais fraca.

Na verdade, as estrelas estão longe de serem iguais no seu brilho real e, portanto, a magnitude aparente de uma estrela não dá uma indicação precisa da sua distância. Entre as estrelas mais próximas de nós, muitas são muito fracas, muitas são até invisíveis a olho nu, enquanto entre as mais brilhantes há estrelas cujas distâncias de você são enormes. Um exemplo notável nesse sentido é Canolus, a segunda estrela mais brilhante de todo o céu.

Por estas razões, os astrónomos são forçados a limitar-se inicialmente a determinar a quantidade de luz que várias estrelas nos enviam, ou o seu brilho aparente, sem ter em conta as suas distâncias ou o brilho real. Os astrônomos antigos dividiram todas as estrelas que podem ser vistas em 6 classes: o número da classe, que expressa o brilho aparente, é chamado de magnitude da estrela. As mais brilhantes, cerca de 14 em número, são chamadas de estrelas de primeira magnitude. As próximas mais brilhantes, cerca de 50, são chamadas de estrelas de segunda magnitude. 3 vezes mais estrelas de terceira magnitude. Aproximadamente na mesma progressão, o número de estrelas de cada magnitude aumenta até a sexta, que contém estrelas no limite de visibilidade.

As estrelas ocorrem em todos os graus de brilho possíveis e, portanto, é impossível traçar uma fronteira clara entre magnitudes vizinhas de estrelas. Dois observadores podem fazer duas avaliações diferentes; um classificará a estrela como de segunda magnitude e o outro como de primeira; algumas estrelas serão classificadas como de 3ª magnitude por um observador, as mesmas que para outro observador parecerão estrelas de segunda magnitude. É portanto impossível distribuir estrelas entre quantidades individuais com precisão absoluta.

O que é magnitude estelar

O conceito da magnitude das estrelas pode ser facilmente obtido por qualquer observador casual dos céus. Em qualquer noite clara, várias estrelas de 1ª magnitude são visíveis. Exemplos de estrelas de 2ª magnitude são as 6 estrelas mais brilhantes do Balde (Ursa Maior), a Estrela do Norte e as estrelas brilhantes de Cassiopeia. Todas essas estrelas podem ser vistas abaixo de nossas latitudes todas as noites durante um ano inteiro. Existem tantas estrelas de 3ª magnitude que é difícil escolher exemplos para elas. As estrelas mais brilhantes das Plêiades são desta magnitude. No entanto, estão rodeadas por outras 5 estrelas, o que afecta a avaliação do seu brilho. A uma distância de 15 graus da Estrela Polar está a Beta Ursa Menor: é sempre visível e difere da Estrela Polar por uma tonalidade avermelhada; está localizado entre duas outras estrelas, uma das quais de 3ª magnitude e outra de 4ª magnitude.

As cinco estrelas mais fracas claramente visíveis das Plêiades também estão em torno da 4ª magnitude, as estrelas de quinta magnitude ainda são claramente visíveis a olho nu; A 6ª magnitude contém estrelas que são pouco visíveis para uma boa visão.

Os astrônomos modernos, aceitando em termos gerais o sistema que lhes chegou desde a antiguidade, tentaram dar-lhe maior certeza. Investigações cuidadosas mostraram que a quantidade real de luz correspondente a diferentes magnitudes varia de uma magnitude para outra quase geometricamente; esta conclusão é consistente com a bem conhecida lei psicológica de que uma sensação muda em progressão aritmética se a causa que a produz muda em progressão geométrica.

Foi descoberto que a estrela média de 5ª magnitude fornece 2 a 3 vezes mais luz do que a estrela média de 6ª magnitude, a estrela de 4ª magnitude fornece 2 a 3 vezes mais luz do que a estrela de 5ª magnitude, etc., até a 2ª magnitude. Para a primeira quantidade a diferença é tão grande que dificilmente é possível indicar qualquer relação média. Sirius, por exemplo, é 6 vezes mais brilhante que Altair, que geralmente é considerada uma típica estrela de primeira magnitude. Para dar precisão às suas estimativas, os astrônomos modernos tentaram reduzir as diferenças entre diferentes quantidades ao mesmo padrão, ou seja, assumiram que a razão entre o brilho das estrelas de duas classes sucessivas é igual a dois e meio.

Se o método de dividir estrelas visíveis em apenas 6 magnitudes separadas tivesse sido adotado sem quaisquer alterações, então teríamos encontrado a dificuldade de que estrelas com brilho muito diferente teriam de ser classificadas na mesma classe. Na mesma classe haveria estrelas que são duas vezes mais brilhantes umas das outras. Portanto, para dar precisão aos resultados, foi necessário considerar a classe, a magnitude das estrelas, como uma quantidade que muda continuamente - para introduzir décimos e até centésimos de magnitude. Portanto, temos estrelas de magnitude 5,0, 5,1, 5,2, etc., ou podemos até diminuir ainda mais e falar sobre estrelas com magnitudes 5,11, 5,12, etc.

Medição de magnitude

Infelizmente, ainda não se conhece outra forma de determinar a quantidade de luz recebida de uma estrela, a não ser pelo seu efeito no olho. Duas estrelas são consideradas iguais quando parecem ter o mesmo brilho aos olhos. Nestas condições, o nosso julgamento não é muito confiável. Por isso, os observadores tentaram dar mais precisão usando fotômetros - instrumentos para medir a quantidade de luz. Mas mesmo com estes instrumentos, o observador deve confiar na avaliação que o olho faz da igualdade de brilho. A luz de uma estrela aumenta ou diminui em certa proporção até. até que aos nossos olhos pareça igual à luz de outra estrela; e esta última também pode ser uma estrela artificial, obtida a partir da chama de uma vela ou lâmpada. O grau de aumento ou diminuição determinará a diferença nas magnitudes de ambas as estrelas.

Quando tentamos fundamentar com firmeza as medições do brilho de uma estrela, chegamos à conclusão de que esta tarefa é bastante difícil. Em primeiro lugar, nem todos os raios provenientes de uma estrela são percebidos por nós como luz. Mas todos os raios, visíveis e invisíveis, são absorvidos pela superfície preta e expressam o seu efeito no aquecimento dela. Portanto, a melhor maneira de medir a radiação de uma estrela é estimar o calor que ela emite, uma vez que isso reflete os processos que ocorrem na estrela com mais precisão do que a luz visível. Infelizmente, o efeito térmico dos raios da estrela é tão pequeno que não pode ser medido nem mesmo por instrumentos modernos. Por enquanto devemos desistir da esperança de determinar a radiação total emitida por uma estrela e limitar-nos apenas à parte dela chamada luz.

Portanto, se buscamos precisão, devemos dizer que a luz, tal como a entendemos, pode, em essência, ser medida apenas por sua ação no nervo óptico, e não há outra maneira de medir seu efeito senão pela estimativa de o olho. Todos os fotômetros que servem para medir a luz das estrelas são projetados de forma que permitem aumentar ou diminuir a luz de uma estrela e igualá-la visualmente com a luz de outra estrela ou outra fonte e avaliá-la somente desta forma .

Magnitude e espectro

A dificuldade de obter resultados precisos aumenta ainda mais pelo fato de as estrelas diferirem em suas cores. Com muito maior precisão podemos estar convencidos da igualdade de duas fontes de luz quando têm a mesma tonalidade de cor do que quando as suas cores são diferentes. Outra fonte de incerteza vem do chamado fenômeno de Purkinje, em homenagem ao nome de quem o descreveu pela primeira vez. Ele descobriu que se tivermos duas fontes de luz com o mesmo brilho, mas uma for vermelha e a outra verde, então, quando aumentadas ou diminuídas na mesma proporção, essas fontes não terão mais o mesmo brilho. Em outras palavras, o axioma matemático de que metades ou quartos de quantidades iguais também são iguais não se aplica ao efeito da luz no olho. À medida que o brilho diminui, a mancha verde começa a parecer mais brilhante que a vermelha. Se aumentarmos o brilho de ambas as fontes, o vermelho começa a parecer mais brilhante que o verde. Em outras palavras, os raios vermelhos para a nossa visão intensificam-se e enfraquecem mais rapidamente do que os raios verdes, com a mesma mudança no brilho real.

Verificou-se também que esta lei de mudanças no brilho aparente não se aplica de forma consistente a todas as cores do espectro. É verdade que à medida que passamos do extremo vermelho para o violeta do espectro, o amarelo desaparece menos rapidamente do que o vermelho para uma determinada diminuição no brilho, e o verde desaparece ainda menos rapidamente do que o amarelo. Mas se passarmos do verde para o azul, já podemos dizer que este último não desaparece tão rapidamente quanto o verde. Obviamente, de tudo isso segue-se que duas estrelas de cores diferentes, que parecem igualmente brilhantes a olho nu, não parecerão mais iguais num telescópio. As estrelas vermelhas ou amarelas parecem comparativamente mais brilhantes num telescópio, enquanto as estrelas verdes e azuladas parecem comparativamente mais brilhantes a olho nu.

Assim, podemos concluir que, apesar das melhorias significativas nos instrumentos de medição, do desenvolvimento da microeletrônica e dos computadores, as observações visuais ainda desempenham o papel mais importante na astronomia, e é improvável que esse papel diminua no futuro próximo.

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✪ Observações a olho nu: Curso intensivo de astronomia nº 2

Legendas

Olá a todos, aqui é Phil Plait. Bem-vindo ao segundo episódio do Crash Course Astronomy: Naked Eye Observations (a olho nu, literalmente). Apesar de alguma obscenidade no nome, não há necessidade de ficar nu. Na verdade, dado que as observações astronômicas ocorrem à noite, você pode querer vestir-se bem. Quando se trata de astronomia, “olho nu” significa não haver binóculos ou telescópios. Só você, seus olhos e um bom lugar para ver o céu à noite. Afinal, é assim que a astronomia tem sido feita há milhares de anos, e é realmente incrível o que você pode aprender sobre o universo apenas olhando para ele. Imagine estar longe das luzes da cidade, com uma visão aberta de um céu sem nuvens. O sol se põe e em poucos minutos você apenas observa o céu escurecer. E então você percebe como uma estrela aparece no leste, logo acima da árvore. Depois outro e outro, e depois de cerca de uma hora uma imagem incrível aparece acima de você, um céu pontilhado de estrelas. O que você percebe no primeiro segundo? Para começar, um grande número de estrelas. Pessoas com visão normal podem ver vários milhares de estrelas a qualquer momento e, em arredondamentos, existem aproximadamente 6 a 10 mil estrelas brilhantes o suficiente para serem vistas a olho nu, dependendo da qualidade da sua visão. A próxima coisa que você notará é que nem todos são igualmente brilhantes. Alguns deles são muito brilhantes, outros são mais escuros, mas ainda assim bastante brilhantes, etc. As estrelas mais escuras são as mais comuns e muitas vezes superam as estrelas mais brilhantes. Isso acontece devido a dois fatores. Primeiro: as estrelas têm brilho físico interno desigual. Alguns são como lâmpadas fracas, enquanto outros são apenas monstros emitindo tanta luz em um segundo quanto o sol em um dia. O segundo fator é que todas as estrelas estão a distâncias diferentes de nós. Quanto mais longe uma estrela está, mais escura ela é. Curiosamente, das cerca de 2 dúzias de estrelas mais brilhantes no céu, metade é brilhante simplesmente porque está perto da Terra e a outra metade está a uma distância muito maior de nós, mas são incrivelmente brilhantes e, portanto, parecem brilhantes para nós. Este é um tema quente na astronomia e na ciência em geral. Alguns dos efeitos que você vê ocorrem por vários motivos. Na verdade, nem tudo é tão simples quanto parece. O antigo astrônomo grego Hiparco é famoso por criar o primeiro catálogo de estrelas, que as classifica por brilho. Ele desenvolveu um sistema chamado magnitudes estelares, onde as estrelas mais brilhantes eram de 1ª magnitude, as próximas mais brilhantes eram de 2ª magnitude e assim por diante até a 6ª magnitude. Ainda usamos uma aparência desse sistema hoje, milhares de anos depois. As estrelas mais fracas já vistas (usando o telescópio Hubble) têm magnitude 31 - a estrela mais fraca visível a olho nu - cerca de 10 milhões de vezes mais brilhante! A estrela mais brilhante no céu noturno é chamada Sirius (ou Dog Star), cerca de 1000 vezes mais brilhante que a estrela mais fraca que pode ser vista. Vamos dar uma olhada em algumas dessas estrelas brilhantes, como, digamos, Vega. Notou algo especial? Isso mesmo, tem uma tonalidade azul. Betelgeuse tem uma tonalidade vermelha. Arcturus – laranja, Capella – amarelo. Essas estrelas realmente são dessa cor. A olho nu só consegue discernir a cor das estrelas mais brilhantes, enquanto as estrelas mais fracas parecem simplesmente brancas. Isso acontece porque os receptores de cores dos seus olhos não são particularmente sensíveis à luz e apenas as estrelas mais brilhantes podem fazê-los reagir. Você também pode notar que o céu está pontilhado de forma irregular com estrelas. Eles formam padrões e formas. A maior parte disto é apenas coincidência, mas as pessoas adoram reconhecer formas diferentes, por isso faz sentido que os antigos astrónomos dividissem os céus em constelações – literalmente, aglomerados ou grupos de estrelas – e lhes dessem nomes de objetos familiares. Orion é provavelmente a constelação mais famosa; realmente se parece com uma pessoa, com os braços levantados, e a maioria das civilizações via dessa forma. Há também uma pequena constelação - Golfinho; tem apenas 5 estrelas, mas é muito fácil distingui-lo como um golfinho saltando da água. E Escorpião, que não é tão difícil de imaginar como um crustáceo venenoso. Outros não são tão claros. Peixes são peixes? Está bem, está bem. O câncer é um caranguejo? Bem, o que quer que você diga. Embora as constelações tenham sido definidas arbitrariamente nos tempos antigos, hoje reconhecemos 88 constelações oficiais, e os seus limites estão claramente delineados no céu. Quando dizemos que uma estrela está na constelação de Ophiuchus, queremos dizer que ela está localizada dentro dos limites desta constelação. Uma analogia pode ser feita com os estados da América; as fronteiras estaduais foram estabelecidas por acordo mútuo, e a cidade pode estar em um estado ou outro. Observe que nem todos os grupos de estrelas formam constelações. A Ursa Maior, por exemplo, é apenas parte da constelação da Ursa Maior. A tigela da concha é a coxa do urso e o cabo é a cauda. Mas os ursos não têm cauda! Assim, embora os astrônomos sejam bons em reconhecer formas, eles são péssimos em zoologia. A maioria das estrelas mais brilhantes tem nomes próprios, geralmente árabes. Durante a Idade Média, quando a Europa não estava particularmente interessada na ciência, foi o astrônomo persa Abl al-Rahman al-Sufi quem traduziu para o árabe textos gregos antigos sobre astronomia, e esses nomes permaneceram desde então. No entanto, existem muito mais estrelas do que nomes próprios, por isso os astrônomos usam outros nomes para elas. As estrelas em qualquer constelação recebem letras gregas dependendo de seu brilho, e assim temos Alpha Orion, a estrela mais brilhante da constelação de Orion, depois Beta, etc. Naturalmente, nesse ritmo, a escolha de letras está diminuindo e, portanto, a maioria dos catálogos modernos usa números; usar todos os números é muito mais difícil. Claro, apenas ver todas aquelas estrelas escuras pode ser bastante desafiador... o que nos leva ao episódio de hoje de "Vamos nos concentrar..." O brilho do céu é um grande problema para os astrônomos. Esta é a luz dos postes de luz, centros comerciais e outros locais onde o fluxo de luz é direcionado para o céu e não para o solo. Essa luz ilumina o céu, tornando muito mais difícil ver objetos escuros. É por isso que os observatórios são geralmente construídos em locais remotos, o mais longe possível das cidades. Tentar observar galáxias escuras sob um céu bem iluminado é como tentar ouvir alguém a 15 metros de distância falando em um sussurro em um show de rock. Também afeta o céu que você vê. Dentro de uma cidade grande, é impossível ver a Via Láctea, uma faixa levemente brilhante no céu que é na verdade uma coleção de luz de bilhões de estrelas. O efeito desaparece mesmo devido à poluição luminosa moderada. Para você, Orion provavelmente se parece com isto: Enquanto visto de um local escuro, parece assim: Tudo isso se aplica não apenas às pessoas. A iluminação do céu afeta a forma como os animais noturnos caçam, como os insetos se reproduzem e, além disso, interfere nos seus ciclos diários normais. Reduzir a poluição luminosa é geralmente tão simples quanto usar dispositivos de iluminação externa adequados que direcionem a luz para o solo. Muitas cidades já adotaram uma melhor iluminação e estão a utilizá-la com sucesso. Isto deve-se em grande parte a grupos como a International Dark-Sky Association, GLOBE at Night, The World at Night e muitos outros que apelam a uma iluminação mais inteligente e à preservação do céu nocturno. O céu pertence a todos e devemos fazer tudo o que estiver ao nosso alcance para mantê-lo o melhor possível. Mesmo que sua área não tenha céu escuro, ainda há algumas coisas que você poderá notar ao olhar para cima. Se você olhar de perto, notará que algumas das estrelas mais brilhantes são diferentes das outras. Eles não piscam! Isso ocorre porque não são estrelas, mas planetas. A oscilação é causada por correntes de ar acima de nós e, quando essa corrente flui, ela distorce a luz que vem das estrelas, fazendo com que elas pareçam ter mudado ligeiramente e seu brilho mude várias vezes por segundo. Mas os planetas estão muito mais próximos de nós e parecem maiores, por isso a distorção não os afecta muito. Existem 5 planetas visíveis a olho nu (sem contar a Terra): Mercúrio, Vênus, Marte, Júpiter e Saturno. Urano está no limite da visibilidade e pessoas com boa visão podem notá-lo facilmente. Vênus é o terceiro objeto natural mais brilhante no céu, depois do Sol e da Lua. Júpiter e Marte também são frequentemente mais brilhantes que as estrelas mais brilhantes. Se você ficar do lado de fora por mais ou menos uma hora, notará outra coisa, bastante óbvia: as estrelas estão se movendo, o céu é como uma esfera gigante que gira ao seu redor durante a noite. Na verdade, era exatamente isso que os antigos pensavam. Se você medir o céu, descobrirá que esta esfera celeste faz uma revolução todos os dias. As estrelas a leste elevam-se acima do horizonte e as estrelas a oeste se põem, formando um grande círculo durante a noite (e presumivelmente durante o dia). Claro, tudo isso acontece porque a Terra está girando. A Terra gira uma vez por dia e estamos presos nela, então o céu parece girar ao nosso redor na direção oposta. Nesse sentido, acontece uma coisa muito interessante. Observe o globo giratório. Ele gira em um eixo que passa pelos pólos, e entre eles está o Equador. Se você estiver no Equador, fará um grande círculo ao redor do centro da Terra em um dia. Mas se você se move para o norte ou para o sul, em direção a um pólo ou a outro, esse círculo fica menor. Quando você fica em um poste, você não circula; você está apenas girando no mesmo lugar. É o mesmo com o céu. Quando o céu gira em torno de nós, assim como a Terra, ele tem dois pólos e um Equador. Uma estrela no Equador celestial forma um grande círculo ao redor do céu, e as estrelas ao norte ou ao sul formam círculos menores. A estrela no pólo celeste não parece estar se movendo e simplesmente ficará pendurada ali como se estivesse colada neste ponto a noite toda. E isso é tudo o que vemos! A fotografia de exposição mostra isso muito melhor. Os movimentos das estrelas aparecem como listras. Quanto maior for a velocidade do obturador, mais longo será o raio e, à medida que a estrela sobe e se põe, forma um arco circular no céu. Você pode ver estrelas próximas ao equador celestial formando grandes círculos. E, por acaso, também pode ser vista uma estrela de brilho médio, bem próxima do polo celeste norte. É chamada Polaris, a estrela do norte ou polar. Por isso não nasce nem se põe, está sempre ao norte, imóvel. Isto é realmente uma coincidência; não existe nenhuma estrela polar sul, exceto Sigma Octantus, um ponto escuro pouco visível a olho nu, não muito longe do pólo sul do céu. Mas mesmo o Polaris não está diretamente no pólo - está ligeiramente inclinado. Então faz um círculo no céu, mas é tão pequeno que você nem vai notar. Aos nossos olhos, noite após noite, Polaris é uma constante no céu, sempre ali, imóvel. Lembre-se, o movimento do céu é um reflexo da rotação da Terra. Se você estiver no pólo norte da Terra, verá Polaris no zênite do céu - isto é, logo acima - um ponto fixo. As estrelas no equador celestial circularão no horizonte uma vez por dia. Mas isto também significa que as estrelas a sul do equador celeste não serão visíveis a partir do pólo norte da Terra! Eles estão sempre abaixo do horizonte. O que, por sua vez, significa que as estrelas que você vê dependem de onde você está na Terra. no pólo norte você verá apenas estrelas que estão ao norte do equador celestial. No pólo sul da Terra, você verá apenas estrelas que estão ao sul do equador celestial. Da Antártica, Polaris está sempre fora de vista. Estando no Equador da Terra, você verá Polaris no horizonte ao norte, e Sigma Octanta no horizonte ao sul, e durante o dia toda a esfera celeste circulará ao seu redor; cada estrela no céu é eventualmente visível. Polaris pode ser constante, mas o resto não é. Às vezes você só precisa esperar para perceber. Nesse sentido, você terá que esperar um pouco mais para entender o que quero dizer, porque... Falaremos sobre isso na próxima semana. Hoje falamos sobre o que você pode ver em um céu noturno claro a olho nu: milhares de estrelas, algumas mais brilhantes que outras, dispostas em padrões chamados constelações. as estrelas têm cor mesmo que não possamos vê-las com os olhos, e elas nascem e se põem à medida que a Terra gira. Você poderá ver estrelas diferentes dependendo de onde estiver na Terra e, se estiver no hemisfério norte, a Polaris sempre apontará para o norte. Crash Course foi criado em associação com PBS Digital Studios. Esta série foi escrita por mim, Phil Plait. O roteiro foi editado por Blake de Pastino e nossa consultora é Michelle Thaller, Ph.D. Diretores: Nicholas Jenkins e Michael Aranda. Equipe gráfica e de animação - Thought Cafe.

Descoberta e elementos constituintes

Todas as estrelas em grupo em movimento da Ursa Maior movem-se aproximadamente na mesma direção com velocidades semelhantes (aproximando-se de nós a uma velocidade de cerca de 10 km/s), têm aproximadamente a mesma metalicidade e, de acordo com a teoria da formação estelar, têm aproximadamente a mesma idade. Esta evidência leva os astrónomos a acreditar que as estrelas do grupo têm uma origem comum.

Com base no número de estrelas que o compõem, acredita-se que grupo móvel de estrelas Ursa Maior já foi um aglomerado estelar aberto e se formou a partir de uma nebulosa protoestelar há aproximadamente 500 milhões de anos. Desde então, o grupo dispersou-se por uma região de aproximadamente 30 por 18 anos-luz, atualmente centrada a cerca de 80 anos-luz de distância, tornando-o o aglomerado estelar mais próximo da Terra.

Grupo móvel de estrelas na Ursa Maior foi descoberta em 1869 por Richard A. Proctor, que observou que, com exceção de Dubhe e Benetnash, as estrelas da Ursa Maior têm o mesmo movimento próprio e estão direcionadas para a constelação de Sagitário. Assim, a Ursa Maior, ao contrário da maioria dos asterismos ou constelações, é composta em grande parte por estrelas associadas.

As estrelas brilhantes e moderadamente brilhantes que se acredita serem membros do grupo estão listadas abaixo.

Estrelas principais

O núcleo do grupo móvel consiste em 14 estrelas, das quais 13 estão localizadas na constelação da Ursa Maior e uma na constelação vizinha Canes Venatici. As seguintes estrelas são membros de um grupo em movimento mais próximo do seu centro

• Tradução

Você conhece todos eles, bem como os motivos de seu brilho?

Estou com fome de novos conhecimentos. O objetivo é aprender todos os dias e tornar-se cada vez mais brilhante. Esta é a essência deste mundo.
- Jay-Z

Mas aqueles de nós que não conseguem testemunhar tal espetáculo periodicamente estão esquecendo o fato de que as estrelas vistas em áreas urbanas com alta poluição luminosa parecem diferentes do que quando vistas em condições escuras. A sua cor e brilho relativo distinguem-nas imediatamente das estrelas vizinhas, e cada uma tem a sua própria história.

As pessoas no hemisfério norte provavelmente podem reconhecer imediatamente a Ursa Maior ou a letra W em Cassiopeia, enquanto no hemisfério sul a constelação mais famosa é o Cruzeiro do Sul. Mas estas estrelas não estão entre as dez mais brilhantes!

Via Láctea ao lado do Cruzeiro do Sul

Cada estrela tem seu próprio ciclo de vida, ao qual está ligada desde o momento do nascimento. Quando qualquer estrela se forma, o elemento dominante será o hidrogénio – o elemento mais abundante no Universo – e o seu destino é determinado apenas pela sua massa. Estrelas com 8% da massa do Sol podem desencadear reações de fusão nuclear nos seus núcleos, fundindo o hélio a partir do hidrogénio, e a sua energia move-se gradualmente de dentro para fora e derrama-se no Universo. As estrelas de baixa massa são vermelhas (devido às baixas temperaturas), escuras e queimam o seu combustível lentamente – as de vida mais longa estão destinadas a queimar durante biliões de anos.

Mas quanto mais massa uma estrela ganha, mais quente é o seu núcleo e maior é a região onde ocorre a fusão nuclear. Quando atinge a massa solar, a estrela cai na classe G e seu tempo de vida não excede dez bilhões de anos. Dobre a massa solar e você terá uma estrela de classe A que é azul brilhante e vive menos de dois bilhões de anos. E as estrelas mais massivas, classes O e B, vivem apenas alguns milhões de anos, após os quais o seu núcleo fica sem combustível de hidrogénio. Não é de surpreender que as estrelas mais massivas e quentes sejam também as mais brilhantes. Uma estrela típica da classe A pode ser 20 vezes mais brilhante que o Sol, e as mais massivas podem ser dezenas de milhares de vezes mais brilhantes!

Mas não importa como uma estrela começa a vida, o combustível hidrogénio no seu núcleo esgota-se.

E a partir desse momento, a estrela começa a queimar elementos mais pesados, expandindo-se para uma estrela gigante, mais fria, mas também mais brilhante que a original. A fase gigante é mais curta do que a fase de queima do hidrogénio, mas o seu brilho incrível torna-a visível a distâncias muito maiores do que a estrela original era visível.

Levando tudo isso em consideração, vamos passar às dez estrelas mais brilhantes do nosso céu, em ordem crescente de brilho.

10. Achernar. Uma estrela azul brilhante com sete vezes a massa do Sol e 3.000 vezes o brilho. Esta é uma das estrelas em rotação mais rápida que conhecemos! Ele gira tão rápido que seu raio equatorial é 56% maior que seu raio polar, e a temperatura no pólo – por estar muito mais próximo do núcleo – é 10.000 K mais alta. Mas está bem longe de nós, a 139 anos-luz de distância.

9. Betelgeuse. Uma estrela gigante vermelha na constelação de Órion, Betelgeuse era uma estrela brilhante e quente da classe O até ficar sem hidrogênio e mudar para hélio. Apesar de sua baixa temperatura de 3.500 K, é mais de 100 mil vezes mais brilhante que o Sol, por isso está entre os dez mais brilhantes, apesar de estar a 600 anos-luz de distância. Nos próximos milhões de anos, Betelgeuse se transformará em supernova e se tornará temporariamente a estrela mais brilhante do céu, possivelmente visível durante o dia.

8. Procion. A estrela é muito diferente daquelas que consideramos. Procyon é uma modesta estrela de classe F, apenas 40% maior que o Sol, e prestes a ficar sem hidrogénio no seu núcleo – o que significa que é uma subgigante em processo de evolução. É cerca de 7 vezes mais brilhante que o Sol, mas está a apenas 11,5 anos-luz de distância, por isso pode ser mais brilhante que todas as estrelas do nosso céu, exceto sete.

7. Rigel. Em Orion, Betelgeuse não é a estrela mais brilhante – esta distinção é atribuída a Rigel, uma estrela ainda mais distante de nós. Está a 860 anos-luz de distância e com uma temperatura de apenas 12.000 graus, Rigel não é uma estrela da sequência principal – é uma rara supergigante azul! É 120.000 vezes mais brilhante que o Sol e brilha tanto não por causa de sua distância de nós, mas por causa de seu próprio brilho.

6. Capela. Esta é uma estrela estranha porque na verdade são duas gigantes vermelhas com temperaturas comparáveis ​​​​às do Sol, mas cada uma é cerca de 78 vezes mais brilhante que o Sol. A uma distância de 42 anos-luz, é a combinação do brilho próprio, da distância relativamente curta e do facto de serem duas que permite a Capella estar na nossa lista.

5. Vega. A estrela mais brilhante do Triângulo Verão-Outono, lar dos alienígenas do filme “Contato”. Os astrônomos a usaram como uma estrela padrão de "magnitude zero". Ela está localizada a apenas 25 anos-luz de nós, pertence às estrelas da sequência principal e é uma das estrelas mais brilhantes da classe A que conhecemos, e também é bastante jovem, com apenas 400-500 milhões de anos. Além disso, é 40 vezes mais brilhante que o Sol e a quinta estrela mais brilhante do céu. E de todas as estrelas do hemisfério norte, Vega perde apenas para uma estrela...

4. Arcturus. O gigante laranja, na escala evolutiva, está em algum lugar entre Procyon e Capella. É a estrela mais brilhante do hemisfério norte e pode ser facilmente encontrada pela “alça” da Ursa Maior. É 170 vezes mais brilhante que o Sol e, seguindo o seu caminho evolutivo, pode tornar-se ainda mais brilhante! Está a apenas 37 anos-luz de distância e apenas três estrelas são mais brilhantes que ela, todas localizadas no hemisfério sul.

3. Alfa Centauro. Este é um sistema triplo em que o membro principal é muito semelhante ao Sol e é ele próprio mais fraco do que qualquer estrela das dez. Mas o sistema Alpha Centauri consiste nas estrelas mais próximas de nós, então sua localização afeta seu brilho aparente – afinal, ele está a apenas 4,4 anos-luz de distância. Nada parecido com o número 2 da lista.

2. Canopo. Uma supergigante branca, Canopus é 15.000 vezes mais brilhante que o Sol e é a segunda estrela mais brilhante no céu noturno, apesar de estar a 310 anos-luz de distância. É dez vezes mais massivo que o Sol e 71 vezes maior - não é de surpreender que brilhe tanto, mas não conseguiu chegar ao primeiro lugar. Afinal, a estrela mais brilhante do céu é...

1. Sírio. É duas vezes mais brilhante que Canopus, e os observadores do hemisfério norte podem frequentemente vê-lo surgir atrás da constelação de Órion no inverno. Ela pisca com frequência porque sua luz brilhante pode penetrar na atmosfera inferior melhor do que a de outras estrelas. Está a apenas 8,6 anos-luz de distância, mas é uma estrela de classe A, duas vezes mais massiva e 25 vezes mais brilhante que o Sol.

Você pode ficar surpreso ao saber que as estrelas no topo da lista não são as estrelas mais brilhantes ou mais próximas, mas sim combinações de estrelas brilhantes o suficiente e próximas o suficiente para brilharem mais. Estrelas localizadas duas vezes mais distantes têm quatro vezes menos brilho, então Sirius brilha mais que Canopus, que brilha mais que Alpha Centauri, etc. Curiosamente, as estrelas anãs da classe M, às quais pertencem três em cada quatro estrelas do Universo, não estão nesta lista.

O que podemos tirar desta lição: às vezes as coisas que nos parecem mais marcantes e óbvias acabam sendo as mais incomuns. Coisas comuns podem ser muito mais difíceis de encontrar, mas isso significa que precisamos melhorar os nossos métodos de observação!