quinta-feira, 18 de fevereiro de 2010

As estrelas II - Aspectos

No segundo post desta série (que demorou para sair, eu sei), vou falar um pouco dos aspectos que caracterizam uma estrela.

1. Massa: todo mundo que já estudou química e física sabe o que "massa" significa. É a quantidade de matéria existente num determinado corpo. As estrelas, com seu imenso tamanho, possuem uma quantidade gigantesca de massa. O Sol, por exemplo, possui uma massa de 1.9891 x 10^30 quilos, ou seja, quase 2 nonilhões de quilos ou 2 octilhões de toneladas. Por estes números serem tão absurdamente altos, a massa de uma estrela, para simplificação, costuma ser apresentada numa unidade chamada "massa solar" (símbolo M). Uma estrela com 2 Mpossui duas vezes a quantidade de massa que o Sol.

2. Temperatura: este termo é bem claro. Indica o quão quente é a estrela. A temperatura costuma ser representada em Kelvin, a unidade de medida padrão em física para temperatura. Para converter graus Celsius em Kelvin, basta adicionar 273.15 ao valor. Assim, um objeto com temperatura de 50 graus Celsius possui 323.15 Kelvin. A temperatura da superífice do Sol é de cerca de 5778 K.

3. Idade: indica o quão velha é a estrela, ou seja, há quantos anos ela existe (desde que se formou nos processos que serão discutidos em outra postagem). Esta idade pode variar de escalas de unidades a até bilhões de anos. A idade do Sol é estimada em 4.57 bilhões de anos ou 4.57 Gy (gigayears, inglês para "giga-anos").

4. Magnitude: indica o brilho de uma estrela ou outro corpo celeste. Em palavras mais técnicas, indica uma medida logarítmica do brilho de um objeto medido num comprimento de onda ou intervalo de comprimentos de onda específico, geralmente em comprimentos de luz visível ou infravermelho curto. Quanto mais brilhante um objeto é, menor é sua magnitude, podendo ela chegar a padrões negativos. Esta medida pode parecer bizarra, e de fato é de alguma forma.

Sua origem remonta ao astrônomo grego Hiparco. Ele classificou os objetos estelares em relação ao quão brilhantes eles apareciam. Os mais brilhantes possuíam magnitude 1, os próximos mais brilhantes tinham magnitude 2, indo até a magnitude 6 que incluía os mais fracos visíveis. Esta escala possui cerca de 2 mil anos de idade. A estrela Vega foi definida em tempos modernos como tendo uma magnitude zero, a partir da qual as outras eram medidas. (Instrumentos modernos redefiniram a magnitude desta estrela para 0.03). A estrela mais brilhante no céu noturno, Sirius, possui uma magnitude de -1,46 a -1.5.

Um problema na medição da magnitude se deve ao fato de o olho humano ser mais sensível à luz vermelha do que à luz azul. Já filmes fotográficos são mais sensíveis ao azul do que ao vermelho, o que pode causar uma diferença entre a magnitude visual e a fotográfica. Ao medir a luminosidade com instrumentos específicos, encontramos um fator de multiplicação de 2.512 (a raiz quinta de 100) entre as magnitudes, numa escala logarítmica e não linear. (ou seja, uma estrela de magnitude 2 é cerca de 2.5x mais brilhante do que uma de magnitude 3).

Os astrônomos definem 2 tipos de magnitude: magnitude aparente e magnitude absoluta.

Magnitude aparente: mede o brilho de uma estrela, ou seja, o quão brilhante ela é vista da Terra. Por exemplo, a estrela Alfa do Centauro tem um valor de magnitude aparente menor (mais brilhante) do que Betelgeuse, o que se deve ao fato de a primeira estar muito mais próximo da Terra do que a segunda.
Magnitude absoluta: mede a luminosidade de uma estrela, ou seja, quanta luz ela emite. Corresponde à magnitude aparente a partir de uma distância padrão. (Para estrelas, essa distância foi estipulada em 10 parsecs, que correspondem a 32.6 anos-luz). A magnitude absoluta de Betelgeuse é muito menor do que a de Alfa do Centauro, porque é muito mais luminosa.

5. Tamanho: indica o quão grande a estrela é. Pode ser indicado pelo raio ou volume da estrela. O Sol possui um raio de 695500 km e um volume de 1.412 x10^18 km³ (1412 quadrilhões de quilômetros cúbicos). A medida do raio costuma usar o padrão R (raios solares).

6. Tipo espectral: representa as características espectrais ("cor") da estrela. Descreve a forma como sua cromosfera (termo a ser discutido posteriormente) está ionizada, fazendo-a emitir uma quantidade maior de luz numa determinada faixa do espectro de luz, o que ajuda a determinar sua temperatura. Atualmente as estrelas são classificadas usando as letras O, B, A, F, G, K, M onde O são as mais quentes e M as mais frias. Informalmente a cada uma destas classes é atribuída uma cor, mas esta pode variar dependendo das condições em que o observador se encontra.
Estrelas O são chamadas de "azuis", B "branco-azuladas", A "brancas", F "branco-amareladas", G "amarelas", K "laranjas" e M "vermelhas".
O atual sistema de classificação de Morgan-Keenan (não é Morgan Freeman!), adiciona ainda um número entre 0 e 9 para indicar a décima parte na distância entre uma classe e outra. Ou seja, uma estrela de classe A5 está na metade do caminho entre uma A0 e uma F0. Além disso se acrescenta ainda um número romano entre I e V para expressar certas linhas de absorção do espectro da estrela, que ajudam a definir qual a quantidade de luminosidade emitida pela estrela e qual a fase de vida em que ela se encontra. O tipo espectral do Sol é G2V.