sábado, 16 de abril de 2011

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A Esfera Celeste



O que será apresentado nesse curso é o resultado da aplicação do que
chamamos de método científico aplicado às estrelas : observamos alguma(s) característica(s) e procuramos entender essas observações à
luz de leis da física . Entretanto , faz parte do método colocar-se à prova
dos colegas : não basta dizer que observou isso ou aquilo dessa maneira e
assim por diante . Tenho de explicar qual estrela observei e onde ela está
no céu , para que algum colega possa corroborar ou não minhas medidas
( enganos sempre são possíveis ! ) . E é esse o primeiro tópico : como mapear as estrelas , como caracterizamos sua posição no céu noturno .

Note , como nossos antepassados , que quando olhamos para o céu noturno temos a impressão imediata de que todos os objetos celestes estão muito afastados de nós , fixos na escuridão do céu . Por esta razão , os astrônomos atuais supõem , para simplificar , que todos os objetos que brilham no céu noturno estão a uma mesma distância , fixados na parte interna de uma grande esfera imaginária que envolve a Terra e que chamamos de esfera celeste . E a Terra está situada no centro dessa esfera celeste .

Façamos um parênteses : as estrelas que povoam o universo estão situadas em um amplo intervalo de distâncias da Terra e , por exemplo , para sabermos a quantidade de energia emitida por um corpo celeste precisamos conhecer a que distância ele está de nós, o que torna este cálculo fundamental para a astrofísica . As estrelas que conseguimos enxergar com nossos olhos estão situadas em um intervalo de distâncias que vai de 4,2 anos-luz ( a estrela mais próxima de nós , Proxima Centauri , que tem o nome científico de V645 Cen ) até cerca de 1000 anos-luz . Em breve , falaremos dessas distâncias . Mas você já deve saber que essas distâncias imensas nem se comparam com aquelas das outras galáxias , quasares , que estão a milhões de anos-luz !

Felizmente, para observar um determinado astro não é necessário saber a sua distância mas somente a direção em que ele se encontra ( e um telescópio ! ) . Isto é bom porque é muito mais difícil determinar as distâncias do que determinar a direção a estes objetos.

Resumindo , o céu noturno visto por um observador sobre a superfície da Terra é a projeção sobre a esfera celeste de todos os objetos celeste, sejam eles : planetas, cometas, estrelas, nebulosas, galáxias, etc.

Embora o conceito de esfera celeste possa parecer muito trivial ele é muito importante para a astronomia. A esfera celeste é usada pelos astrônomos para mapear os objetos celestes. É sobre ela que definimos os vários sistemas de coordenadas astronômicos.


O Equador Celeste e os pólos Celestes

Imagine agora a Terra envolta pela esfera celeste. Vamos supor que o nosso planeta é um globo transparente, com uma lâmpada no seu centro, e sobre a sua superfície traçamos o equador terrestre. Ao acendermos a lâmpada no seu interior, a linha que marca o equador terrestre lançará uma sombra, ou seja , será projetada sobre a esfera celeste que a envolve.

O equador da Terra, projetado sobre a esfera celeste, é chamado de equador celeste.
A extensão do eixo de rotação da Terra irá "perfurar" a esfera celeste em dois pontos que chamamos de pólos celestes.

Obviamente, a projeção do pólo norte da Terra dá origem ao pólo celeste norte enquanto que a projeção do pólo sul da Terra dá origem ao pólo celeste sul.


O Movimento diurno ( diário ) das Estrelas
Se você olhar para o céu noturno verá que as estrelas surgem no leste, se deslocam através do céu, e se põem no oeste. Esse é exatamente o movimento que o Sol faz todos os dias. Você pode verificar isso observando o céu noturno por apenas 10 minutos : após esse intervalo de tempo, uma estrela vista exatamente acima do horizonte a leste no início da cronometragem terá se levantado a uma altura notável , enquanto que as estrelas próximas do horizonte a oeste terão abaixado mais ainda ou até mesmo desaparecido.

Do mesmo modo se você observar um conjunto de estrelas você verá essas estrelas surgindo como uma distribuição fixa no leste , moverem-se através do céu, e se porem no oeste. Em termos do nosso modelo do céu baseado na esfera celeste, explicamos o nascer e ocaso das estrelas como resultado da rotação da esfera celeste em torno de nós , e na qual todas as estrelas estão fixadas .

Para os povos antigos era mais fácil de acreditar nessa rotação (  usando o senso comum , do que no fato de que a Terra se move. Assim, eles atribuiam todo o movimento celeste, seja ele do Sol, da Lua, dos planetas ou das estrelas, a uma vasta esfera que lentamente girava em torno do nosso planeta.

Hoje sabemos que é a rotação da Terra que faz o Sol, a Lua, os planetas e as estrelas surgirem no leste e se moverem para oeste através do céu. Não é a esfera celeste que gira mas sim o nosso planeta, a Terra.


Zênite, Nadir e o Meridiano do Observador
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