Magnitude – brilho das estrelas e outros objetos

MAGNITUDE – BRILHO DAS ESTRELAS E OUTROS OBJETOS

M41, also known as NGC 2287, is a bright open star cluster located in the constellation Canis Major
M41, also known as NGC 2287, is a bright open star cluster located in the constellation Canis Major

Observando as estrelas, já percebeu como algumas brilham bastante e outras quase não conseguimos ver? Desta forma, podemos concluir que as estrelas possuem intensidade de brilhos diferentes, já que todas estão a distâncias diferentes em relação à Terra, além é claro, de outras particularidades, como diferentes diâmetros, massas, densidades, características espectrais e etc. Para esta intensidade de brilho de determinado objeto, quando percepcionada a partir da Terra, damos o nome de magnitude aparente. Observem que esta magnitude aparente não é associada apenas a estrelas, mas a qualquer objeto celeste natural e até artificiais, como satélites ou a estação espacial, por exemplo.

MAGNITUDE APARENTE

A magnitude aparente é uma escala de comparação de brilho das estrelas, que foi desenvolvida há mais de 2000 anos por Hiparco, um astrônomo grego. Esta medida foi estabelecida de forma a permitir a comparação do brilho aparente de um determinado objeto relativamente a outro quando observado a partir da Terra. Chama-se de magnitude aparente, já que não tratamos aqui o brilho real do objeto, mas sim o brilho que aparenta ter, quando visto aqui da Terra.

Durante a definição de seu sistema, Hiparco alocou as estrelas mais brilhantes do céu uma magnitude m=1, as um pouco menos brilhantes do que as primeiras uma magnitude m=2, e assim por diante, até que todas as estrelas visíveis por ele tivessem valores de magnitude de 1 a 6, sendo este último valor atribuído às estrelas menos brilhantes do céu. Portanto, o sistema de magnitude é baseado no quão brilhantes são as estrelas a olho nu.

Surpreendentemente, dois milênio depois, o esquema de classificação de Hiparco ainda é muito utilizado pelos astrônomos, ainda que tenha sido modernizado e quantificado. Temos que compreender que sua tabela variava de magnitude de 1 a 6 devido aos limites impostos à observação da época. Hoje você verá uma tabela bem mais ampla destes valores.

O importante é entender: magnitudes negativas, ao contrário do que parece, indicam que o objeto é mais visível do que as magnitudes positivas, assim, será mais fácil observar um objeto de magnitude -3 do que um de magnitude +2, por exemplo.

Outra observação é que o olho humano não utiliza uma escala linear (possui passo e degrau constantes) para comparação do brilho captado, a escala da magnitude aparente é uma escala logarítmica, assim, a princípio poderíamos achar que uma estrela de magnitude 3 seria duas vezes menos brilhante que uma de magnitude 1, quando na realidade a de magnitude 3 é 2,5 vezes menos brilhante que a de magnitude 2 e 2,5(²) vezes menos brilhante que a de magnitude 1. De acordo com esta escala, uma estrela de magnitude 1 é cerca de 100 vezes mais brilhante que uma estrela de magnitude 6, ou seja, uma diferença de 5 magnitudes, que corresponde a um fator exato de 100 vezes de diferença de fluxo.

Como fazer as contas?

A estrela A tem uma magnitude aparente m_A = 5.4 e a estrela B tem uma magnitude aparente m_B = 2.4. Qual a estrela mais brilhante e por qual fator? A estrela B é mais brilhante do que a estrela A porque sua magnitude aparente é numericamente menor. A estrela B é mais brilhante por 5.4 – 2.4 = 3 magnitudes. Em termos de fluxo, a estrela B tem um fluxo 2.512(5.4-2.4) = 2.512(3.0) = 15.8 vezes maior do que a estrela A. Ou seja, a quantidade de energia por unidade de tempo e por unidade de área que recebemos de B é quase 16 vezes maior do que a que recebemos de A.

LIMITES DO OLHO HUMANO

Assim como todos os instrumentos ópticos de observação, nossa visão tem seus limites, mesmo com a pupila totalmente adaptada ao escuro. Considerando um céu estrelado, limpo e com ausência de luz, podemos perceber, no limite de nossa capacidade, objetos de magnitudes +6, além disto precisamos de objetos ópticos que nos auxiliem (binóculo ou telescópio, por exemplo).

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Observando a tabela acima, podemos perceber que a estrela mais brilhante de todo o hemisfério celeste é Sirius, com magnitude de -1,46, o Sol tem uma magnitude aproximada de -27, a Lua cheia de -13 e Vênus, no seu máximo, chega a quase -5. Lembrando que são magnitudes aparentes, com referencial aqui da Terra, pois a estrela Sirius é bem maior que o nosso Sol, e mesmo assim, na escala, o Sol aparenta possuir mais brilho, no entanto o Sol está aqui “ao nosso lado”, já Sirius, bem mais distante (8,57 anos-luz).

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Observe que na imagem acima, quando comparamos o Sol com a estrela Sirius, Sirius é maior que o Sol, porém, bem menor que a estrela Canopus, por exemplo, mas observe que a magnitude da estrela Canopus é de -0,72, mas apesar de ser bem maior, está a 310 anos-luz da Terra.

Distâncias: como interpretar?

❶Unidade Astronômica (UA)

É a distância média entre a Terra e o Sol. É empregada principalmente para descrever órbitas e distâncias dentro do Sistema Solar.

O tamanho médio da órbita dos planetas do Sistema Solar, ou seja, sua distância ao Sol é:

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❷Ano-Luz (al)

É a distância percorrida pela luz, no vácuo, no tempo de 1 ano terrestre.

Sendo a velocidade da luz c = 299 792,458 km/s (geralmente arredondada para 300.000 km/s)

❸Parsec

O termo “parsec” vem da contração das palavras “paralax” e “second”.

1 Parsec corresponde à distância de um objeto celeste cuja paralaxe anual média seja de um segundo de arco. Termos técnicos à parte, podemos dizer que 1 parsec corresponde a 3,26156 anos-luz.

Na tabela abaixo, podemos perceber diversos objetos e suas magnitudes aparentes., que varia de -26 (mais brilhante) até +30 (mais tênue). Percebam que alguns só são possíveis de ver com equipamentos de alta sensibilidade, como o telescópio espacial Hubble. No decorrer do curso, você perceberá também o quanto podemos ampliar nossa visão através da câmera fotográfica, e como a astrofotografia pode nos revelar bem mais do que vemos.

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Até a próxima,

Edinaldo Oliveira

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