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Leonardo Pratavieira Déo

A VIA LÁCTEA Por: Leonardo Pratavieira Deo

Via Láctea Concepção artística de nossa galáxia.

Tipos de galáxias Galáxias espirais; Galáxias espirais barradas; Galáxias elípticas; Galáxias irregulares.

Galáxias espirais Galáxia espiral NGC 5457 – 27 milhões de anos-luz As galáxias espirais são assim denominadas devido à sua morfologia, pois quando observadas através da vista superior é notável uma estrutura em espiral em volta de um núcleo. Esse tipo de galáxia é o mais comum. NGC 5457 ou M101, popularmente conhecida como Galáxia do Cata-vento, é uma galáxia espiral localizada a cerca de vinte e sete milhões de anos-luz (aproximadamente 8,278 megaparsecs) de distância na direção da constelação de Ursa Maior. Galáxia espiral NGC 5457 – 27 milhões de anos-luz

Galáxias espirais barradas As galáxias espirais são assim denominadas devido à sua morfologia, quando vistas de "cima" apresentam uma clara estrutura em espiral em volta de um núcleo. Nos recenseamentos surgem como a tipologia mais comum. A galáxia espiral barrada NGC 1300 pertence a constelação de Erídanos. Galáxia espiral barrada NGC 1300 - 69 milhões de anos-luz

Galáxias elípticas As galáxias elípticas são um tipo de galáxia que apresentam forma esférica ou elipsoidal, e não têm estrutura em forma de espiral. A grande maioria dessas galáxias têm pouco gás, pouca poeira e poucas estrelas jovens. De uma forma mais expressa elas se parecem muito com o núcleo e halo das galáxias espirais. Algumas são bem alongadas e outras bem achatadas se vistas da Terra. A galáxia elíptica NGC 1316 encontra-se na constelação da fornalha. Galáxia elíptica gigante NGC 1316 – 70 milhões de anos-luz

Galáxias irregulares Galáxias irregulares é um tipo de galáxia que apresentam uma estrutura morfológica desordenada ou caótica, ou seja, não possuem formas elípticas ou espirais, mas sim forma indefinida. Geralmente esse tipo de galáxia tem uma grande quantidade de estrelas recém-nascidas e também estrelas que estão sendo destruídas, portanto esse tipo de galáxia normalmente está em intensa atividade. Dificilmente galáxias irregulares possuem grandes dimensões, e mesmo assim as de tamanho avantajado normalmente é resultado de colisões entre duas galáxias. Alguns cientistas acreditam que as galáxias irregulares típicas podem ser a primeira fase de evolução de uma galáxia elíptica ou de uma galáxia espiral. Galáxia irregular NGC 1427A – 60 milhões de anos-luz

Estrutura da Via Láctea BOJO DISCO HALO Galáxias espirais possuem uma estrutura composta do bojo (núcleo), do disco, onde distinguimos os braços espirais e do halo (distribuição esférica de estrelas e aglomerados que envolvem a galáxia).

Nossa Posição 30 000 anos luz 8 minutos luz O Sol é apenas uma das bilhões de estrelas que existem na Via Láctea e encontra-se aproximadamente a 30 anos-luz do núcleo galáctico. A Terra encontra-se apenas aproximadamente oito minutos-luz de distância do Sol.

Dez milhões de anos-luz é da ordem do tamanho de um aglomerado de galáxias. Poderíamos considerar a Via Láctea como sendo uma dessas galáxias que a parecem na imagem.

Cem milhões de anos-luz é o tamanho de um super-aglomerado de galáxias Cem milhões de anos-luz é o tamanho de um super-aglomerado de galáxias. Poderíamos também considerar a Via Láctea como sendo uma dessas galáxias que a parecem na imagem. Podemos concluir que existem bilhões de galáxias parecidas com a nossa espalhadas por ai.

Animação

Hoje sabemos muitas coisas sobre nossa Galáxia, mas sempre se soube tudo isso? Hoje sabemos que o tamanho de nossa galáxia é insignificante comparado com o tamanho do Universo. Mas será que sempre se soube disso?

Mitologia Grega Hera e Zeus Hércules A mitologia grega compreende o conjunto de mitos, envolvendo deuses, semideuses e heróis presentes na religião praticada na Grécia Antiga (1000 a.C. a 300 a.C.), muitas vezes com o intuito de explicar fenômenos naturais. Os deuses da mitologia grega representam forças e fenômenos da natureza e também impulsos e paixões humanas. Moram no Monte Olimpo e de lá controlam tudo o que se passa entre os mortais. Para que Hércules, um dos heróis mais populares da mitologia grega, se tornasse imortal, deveria ser amamentado quando criança pelo seio de sua rabugenta madrasta Hera, que era a mulher de Zeus (chamado de Júpiter na mitologia romana). Hera e Zeus Hércules

Zeus seduzindo Alcmena Alcmena é uma personagem da mitologia grega, mulher de Anfitrião, rei de Tebas. Enquanto o seu marido estava na guerra, Zeus tomou a sua forma para enganar Alcmena, tendo com ela seu filho Hércules. Alcmena e Anfitrião observando Hércules (ainda criança de berço) estrangular duas serpentes que a ciumenta Hera, esposa de Zeus, tinha mandado para atacá-lo. Zeus seduzindo Alcmena Hércules, Anfitrião e Alcmena

Hermes (Mercúrio, para os romanos), outro filho de Zeus, colocou a criança no seio de Hera enquanto ela dormia. Assim que ela abriu os olhos, ela se soltou do pequeno Hércules, mas ele já tinha sido alimentado.

O leite que escorreu do seio de Hera deixou um rastro pelo céu, e foi assim que "nasceu" a Via Láctea.

Algumas Concepções de Universo...

Sistema Geocêntrico ( Aristóteles, grego, séc. IV a .C. ) Mer Vên Lua Sol Ter Mar No século IV a.c. Aristóteles concebia um Universo cuja forma predominaria no pensamento humano por séculos: a Terra é redonda e está no centro do Universo; os planetas, a Lua e a esfera celeste giram em torno da Terra. Os quatro elementos ar, terra, fogo e água combinados constituiriam todo o Universo. Este é o chamado modelo de Universo Geocêntrico. Júp Sat Esfera das estrelas fixas

Sistema Heliocêntrico ( Copérnico, séc. XVI ) Vên Mer Ter Lua Mar Sol A nossa concepção sobre o Universo passou por uma revolução com as idéias de Copérnico, sec. XVI, colocando a Terra, os demais planetas e mesmo as estrelas, a girar em torno do centro do Universo, o Sol. Esse é o modelo heliocêntrico. Júp Sat Esfera das estrelas fixas

Observações a olho nu e com telescópios Galileu Era pós-telescópio Foi fundamental para a aceitação do modelo heliocêntrico as observações feitas com luneta nos anos que se seguiram à criação desse modelo. Galileu foi o primeiro a utilizar esse instrumento de forma sistemática (ele não inventou o telescópio e nem foi o primeiro a utilizá-lo em astronomia). Ele observou as luas de Júpiter, as crateras na Lua, as manchas solares, e talvez sua observação mais importante, as fases do planeta Vênus, indicando que Vênus de fato gira em torno do Sol. A prova atual de que a Via Láctea é composta por muitas estrelas veio em 1609 quando Galileu Galilei usou uma luneta para estudar a Via Láctea e descobriu que esta era composta por um número muito grande de estrelas fracas. Era pré-telescópio 1609

1671 - Isaac Newton Em 1671 Isaac Newton apresentou um novo instrumento de observação que no lugar da lente da luneta usava um espelho: é o que chamamos de telescópio (as vezes a palavra telescópio também é usada para se referir a uma luneta). A qualidade era muito superior a do instrumento de Galileu, em particular não apresentava aberração cromática típica das lentes (separação da luz branca em colorida). O telescópio de Newton gerava imagens nove vezes maior do que um refrator quatro vezes mais longo. Os espelhos esféricos construídos naquela época produziam imagens imperfeitas, com aberração esférica. No início esse instrumento não despertou muita atenção, mas com o tempo os astrônomos perceberam seu potencial e até hoje ele é imprescindível. Instrumento de observação com qualidade superior ao de Galileu.

1775 - Immanuel Kant Universo → uma ordem similar ao Sistema Solar envolvendo mais objetos. baseado apenas na filosofia. estrelas nebulosas → outros Universos → Universos ilhas. A maior contribuição de Kant foi a introdução, no seu modelo do Universo, das pequenas manchas luminosas elípticas que na sua época eram chamadas de "estrelas nebulosas". Ele raciocinou que, se a Via Láctea tinha a forma de um disco de estrelas, não seria viável existirem também outros agregado planos de estrelas espalhados por todo o espaço? Kant também argumentou que se estes agregados, tendo em vista os seus tamanhos, estavam tão distantes da Via Láctea, do mesmo modo como as estrelas individuais estão umas das outras, então eles deveriam aparecer para nós como pequenas manchas luminosas, manchas estas que teriam a forma mais ou menos elíptica dependendo de quanto elas estavam inclinadas em relação à nossa linha de visada. Kant estava convencido da existência de "outros Universos" além da nossa Via Láctea e foi ele quem propôs pela primeira vez, mas baseado apenas em filosofia, que o Universo era formado por vários "Universos ilha“ repletos de estrelas, semelhantes à Via Láctea, a bela faixa de estrelas que vemos atravessada no céu em uma noite escura e que, insistimos, é apenas o plano da nossa Galáxia e não ela toda.

Outro Universo Outro Universo Nosso Universo Outro Universo Esquema de Universos-Ilha proposto por Immanuel Kant, onde além de nosso Universo Estelar poderiam existir outros universos Estelares parecidos com o nosso. Outro Universo

Final do século XVIII - William Herschel Na parte final do século XVIII o astrônomo William Herschel construiu um enorme telescópio refletor. Este telescópio permaneceu insuperado por décadas e era capaz de registrar objetos situados a distâncias muito além do alcance dos telescópios existentes naquela época. Com seu novo equipamento William Herschel iniciou o primeiro levantamento sobre a forma e o tamanho do Universo. Usando métodos sistemáticos ao invés de suposições, Herschel atacou o problema realizando contagens de estrelas em 683 regiões do céu. Herschel raciocinou corretamente que deveria registrar um número maior de estrelas nas contagens feitas na direção do centro da nossa Galáxia e um número menor nas contagens feitas na direção de sua borda. No entanto, Herschel encontrou aproximadamente o mesmo valor de densidade estelar (número de estrelas por área) em todas as direções examinadas. Dai ele concluiu que o Sistema Solar deveria estar situado no centro da Galáxia (na época de Herschel os astrônomos ainda não sabiam que o espaço interestelar contém poeira e gás capazes de bloquear a luz emitida por estrelas). A partir dessas contagens Herschel chegou a uma forma grosseira do Universo que confirmava a especulação feita anteriormente por Kant, de que o Universo tinha uma forma alongada. Herschel também se interessou pelas "estrelas nebulosas" mencionadas por Kant e, ao longo de seus levantamentos do céu, descobriu muitas outras. Ao iniciar suas observações nos primeiros anos da década de 1780, os astrônomos conheciam cerca de 100 "objetos nebulosos" no céu do hemisfério norte que haviam sido catalogados pelo astrônomo francês Charles Messier. Em 1786 Herschel publicou um catálogo com cerca de 1000 objetos nebulosos. Três anos mais tarde ele acrescentou mais mil objetos à sua lista e em 1802 publicou uma terceira e última lista de mais 500 objetos nebulosos. Em 1811 Herschel publicou na conceituada revista inglesa Philosophical Transactions of the Royal Society vários desenhos em que mostrava a rica variedade de objetos nebulosos que ele havia registrado.

1912 - Vesto Melvin Slipher Espectroscopia Andrômeda se aproximando de nós Outras galáxias se afastando de nós Em 1912 uma importante descoberta foi feita pelo astrônomo norte-americano Vesto Melvin Slipher. Ele conseguiu obter o espectro da "nebulosa espiral" Andromeda e ficou evidente os deslocamentos Doppler de suas linhas espectrais (em um dos itens desse módulo explicaremos com mais detalhes o que é o deslocamento Doppler). Este resultado assombroso mostrava que a "nebulosa" Andromeda estava se aproximando do Sol a uma velocidade de 300 quilômetros por segundo, a maior velocidade registrada em astronomia até aquela data. Em 1914 Slipher publicou um artigo no qual mostrava deslocamentos Doppler de 14 "nebulosas espirais". Este resultado modificava muita coisa. Uma vez que as chamadas "nebulosas espirais" tinham velocidades radiais tão extraordinariamente grandes muito astrônomos se convenceram que elas não podiam estar dentro da nossa Galáxia. Apesar disso, a descoberta de Slipher não provava que a "teoria dos Universos-Ilha" era correta uma vez que ela não permitia a determinação de distâncias.

1923 - Edwin Powell Hubble Em 1923, Edwin Powell Hubble, usando o recém instalado telescópio conseguiu identificar as estrelas individuais na galáxia de Andrômeda e, medindo sua distância, demonstrou conclusivamente que nossa galáxia não é a única no Universo. Em 1929 Hubble, observando o deslocamento para o vermelho nas linhas espectrais das galáxias, e medindo suas distâncias, descobre que as galáxias estavam se afastando com velocidades proporcionais à sua distância, isto é, quanto mais distante a galáxia, maior sua velocidade de afastamento. Isso constituiu a primeira evidência para a expansão do Universo, já predita por Alexander Friedmann.

Conclusões de Hubble nossa galáxia não é a única no Universo. 1929 - quanto mais distante a galáxia, maior sua velocidade de afastamento. primeira evidência para a expansão do Universo. Hubble determinou distâncias de algumas nebulosas espirais e constatou que essas nebulosas estavam muito distantes e que quanto maior a distância, maior era a velocidade de afastamento. A velocidade de afastamento  = H × distância, onde H é um número hoje conhecido como constante de Hubble. Essa relação é chamada de Lei de Hubble. Utilizando a Lei de Hubble, e assumindo que a constante cosmológica é nula, ou seja, que a energia do vácuo (repulsão) é nula, a atração gravitacional deve diminuir a expansão, o que implica que no passado a expansão era mais rápida. A idade do Universo pode ser calculada, no limite superior, assumindo que a quantidade de matéria é pequena e que, portanto, não reduziu a velocidade de expansão significativamente. Podemos então estimar a idade máxima do Universo, calculando o tempo que as galáxias distantes, movendo-se à mesma velocidade de hoje, levaram para chegar aonde estão. Levando-se em conta a desaceleração causada pela atração gravitacional, a idade do universo está entre 9 e 15 bilhões de anos. Por outro lado, calculando-se a idade das estrelas mais velhas conhecidas, as estrelas dos cúmulos globulares e as anãs brancas, obtém-se entre 12 e 15 bilhões de anos, ainda consistente com esta idade. Mas se a constante cosmológica não for nula, o Universo está acelerando e sua idade é maior do que H-1.

Até o início do século XX... Acreditava-se que a Via Láctea abrangia todo o universo, porém no decorrer deste século, foi possível desvendar alguns segredos de nossa galáxia. Até o início do século XX, os astrônomos acreditavam que a Via Láctea abrangia todo o universo, porém no decorrer deste século, à medida que a compreensão da astronomia foi avançando, foi possível desvendar os segredos de nossa galáxia.

Grandes Observatórios Espaciais - NASA Visível Raios Gama No passado, compreender a estrutura de nossa galáxia exigia décadas de aquisição de dados e análises exaustivas. Hoje, com o avanço na tecnologia de detectores e softwares de análise de última geração, tal levantamento de dados e análises leva poucos dias. O programa da NASA denominado “Grandes Observatórios Espaciais”, é composto de uma família de Quarto Observatórios Orbitais, cada um observando o Universo em um comprimento diferente de onda, como a luz visível, raios gama, raios-X e o infravermelho. Infravermelho Raio-X

Espectro Eletromagnético Espectro eletromagnético é o intervalo completo da radiação eletromagnética, que contém desde as ondas de rádio, as microondas, o infravermelho, a luz visível, os raios ultravioleta, os raios X, até a radiação gama.

Não vemos a maioria das estrelas na direção do centro de nosso galáxia, pois em nossa galáxia existem um dos componentes mais indesejáveis da astronomia, a poeira. Embora a densidade de poeira (e gás) no espaço interestelar seja quase nula, como o espaço é vastíssimo, uma grande quantidade de quase nada, quando somada, pode significar alguma coisa.

Radiografia Os raios-X têm a propriedade de penetrar na matéria e, portanto é possível detectar o que existe além de uma barreira.

Algumas diferenças entre o visível e o infravermelho O Spitzer utiliza um software que localiza os aglomerados automaticamente. O programa investiga grandes áreas do céu em busca de aglomerados de diferentes formas, que o olho não consegue reconhecer. À esquerda, aparece um grupo isolado de estrelas concentradas. À direita há um aglomerado mais disperso, circundado por um tênue anel vermelho, que brilha devido à radiação emitida pelo aglomerado.

Comparação entre duas imagens da nebulosa da Viúva Negra na constelação sul de Circinus, a Bússola. A menor mostra uma exposição em luz visível captada pelo Levantamento Digital do Céu. A maior, captada pelo Spitzer, mostra intensos fluxos de radiação do grupo maciço de estrelas que esculpem as duas bolhas de gás opostas. Onde as bolhas se superpõem, novas estrelas aparecem como minúsculos pontos amarelos.

Estas imagens mostram a mesma secção do céu em vários comprimentos de onda. Enquanto a imagem em luz visível mostra um céu escuro salpicado de estrelas, as imagens no infravermelho revelam um aglomerado globular.

Luz visível - Telescópio espacial Hubble Em funcionamento desde 1990. Possui também um telescópio para o infravermelho. O Telescópio Espacial Hubble é um satélite astronômico, artificial não tripulado que transporta um grande telescópio para a luz visível e infravermelha. Foi lançado pela agência espacial americana - NASA em 24 de abril de 1990. Este telescópio já recebeu quatro visitas espaciais da NASA para a manutenção e para a substituição de equipamentos obsoletos ou inoperantes. (1993, 1997, 1999, 2002)

Algumas imagens do Telescópio espacial Hubble captadas no visível.

Fotografia panorâmica de 360° de toda a galáxia, vista do Sistema Solar

Panorama fotográfico da parte sul de Manhattan, Nova York, feita a partir de 12 fotografias. Uma fotografia panorâmica refere-se a uma vista inteira de uma área circunvizinha.

Raios Gama - Observatório Compton Ficou em funcionamento de 1991 até 2000. O Observatório de raios Gama Compton foi o segundo telescópio do grupo dos Grandes Observatórios Espaciais da NASA, destinado a estudar principalmente, as radiações gama dos corpos celestes. Foi lançado a bordo do ônibus espacial Atlantis, missão STS-37, em 5 de abril de 1991. Devido a problemas com os seus giroscópios, a NASA decidiu fazê-lo reentrar com segurança na atmosfera da Terra, em 4 de junho de 2000.

Raio-x - Observatório Chandra Lançado em 23 de julho de 1999 O Observatório de Raio-X Chandra é um telescópio espacial fabricado pela NASA e gerenciada pelo Laboratório de Jato-Propulsão - JPL. Foi lançado em 23 de julho de 1999, pelo vôo do ônibus espacial Columbia, missão STS-93. Foi assim chamado em honra do físico indiano Subrahmanyan Chandrasekhar, um dos fundadores da astrofísica. O Observatótio Chandra é a terceira missão da NASA pertencente aos Grandes Observatórios Espaciais - Great Observatories Program, consistindo numa família de Quarto Observatórios Orbitais, cada um observando o Universo em um comprimento diferente de onda, como a luz visível, raios gama, raios-X e o infravermelho.

http://www.nasa.gov/mission_pages/chandra/multimedia/index.html

Radiação infravermelha - Telescópio Spitzer Lançado em 25 de agosto de 2003. O telescópio espacial Spitzer foi inicialmente denominado de SIRTF, que significa Space Infrared Telescope Facility. Lançado ao espaço por um Foguete Delta II da Estação da Força Aérea de Cabo Canaveral, Estado da Flórida em 25 de agosto de 2003. Trata-se de um telescópio norte-americano lançado pela NASA e gerenciado pelo Jet Propulsion Laboratory - JPL. Com uma missão inicial de 2,5 anos, o Spitzer deve obter imagens e espectros obtidos pela detecção de radiação infravermelha ou de calor, que os objetos do espaço irradiam no comprimento de ondas entre 3 a 180 micrômetros. 1 micrômetro corresponde a 1 milionésimo de metro. Como a maioria das radiações infravermelha é bloqueada pela atmosfera da Terra ela não podem ser observadas de sua superfície. Spitzer é o maior telescópio infravermelho lançado no espaço. É um instrumento muito sensível, que permite observar regiões do Universo antes não observadas pelos telescópios terrestres.

Imagem no infravermelho do centro de nossa galáxia Imagem no infravermelho do centro de nossa galáxia nos revela diferentes detalhes comparado com a mesma imagem em outros comprimentos de onda.

Imagens do centro de nossa galáxia vários comprimentos de onda nos permite quantificar de maneira mais precisa a quantidade de matéria existente em nossa galáxia.

Concepção artística da Via Láctea A partir de quantificação de matéria (estrelas e gás) existente em nossa galáxia é possível construir uma concepção artística.

Alguns objetos no braço de Perseu Imagens de alguns objetos presentes no braço de Perseu, que nos permite chegar a conclusão do formato desse braço. O mesmo é aplicado aos demais braços.

Resumindo... Para determinar a estrutura da Via Láctea é necessário quantificar a matéria existente (estrelas e gás). Compara-se a disposição dessa matéria com estruturas de outras galáxias.

Referências Livro: MARK A. G.; The ilustrated Atlas of the Universe; Weldon Owen Pty Ltd; 2006 Revista: Astronomy Brasil – E se a teoria das cordas estiver errada? – fevereiro de 2007

Referências Sites: http://www.sbfisica.org.br/fne/Vol6/Num1/cosmologia.pdf - acesso em 08/05/09. http://en.wikipedia.org/wiki/Milky_Way - acesso em 08/05/09. http://www.canalkids.com.br/cultura/ciencias/astronomia/mitos.htm - acesso em 08/05/09. http://www.viewzone.com/milkyway.html - acesso em 08/05/09. http://pt.wikipedia.org/wiki/Telesc%C3%B3pio_espacial_Spitzer – acesso em 08/05/09. http://pt.wikipedia.org/wiki/Chandra – acesso em 08/05/09. http://pt.wikipedia.org/wiki/Espectro_eletromagn%C3%A9tico http://pt.wikipedia.org/wiki/Great_Observatories_Program - acesso em 08/05/09. http://hubblesite.org/ - acesso em 08/05/09. http://heasarc.gsfc.nasa.gov/docs/cgro/egret/ - acesso em 08/05/09. http://www.nasa.gov/mission_pages/chandra/multimedia/index.html - acesso em 08/05/09. http://pt.wikipedia.org/wiki/Gal%C3%A1xia – acesso em 08/05/09. http://www.cdcc.sc.usp.br/cda/sessao-astronomia/index-sa-2007.html - Mapeamento da Via Láctea – acesso em 08/05/09.

FIM

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