sábado, 20 de novembro de 2010

Série Reino das Galáxias: Edwin Hubble e a descoberta das galáxias.

Por Domingos Sávio de Lima Soares*
Publicado no site do autor 
18 de julho de 2007
Semanalmente republicaremos no fóton a Série o Reino das Galáxias.
 
Edwin Powell Hubble (1889-1953)

O Sol, os planetas, os asteróides -- os quais nada mais são do que "planetas" pequenos e disformes --, os maravilhosos cometas, estes são os principais habitantes deste "universo" bastante rico, misterioso e comentado: o sistema solar! É nele que se localiza a nossa tão mal-tratada Terra, o planeta, em que nascemos. O nosso vizinho mais próximo, a Lua, o satélite natural da Terra, aparece periodicamente em formas variadas e belas, marcando pontualmente as semanas e os meses, durante a nossa viagem anual em torno da estrela, que conhecemos pelo nome de Sol.

Mas, onde estamos? Onde, neste grande universo, neste enorme tudo-o-que-existe, se localiza o Sol e sua família? É o que começaremos a responder a partir do próximo parágrafo: precisamos descobrir as galáxias!

Ao nos dirigirmos para o interior, longe das luzes brilhantes das grandes cidades, poderemos iniciar a jornada que nos levará, finalmente, à descoberta das galáxias. E ao grande astrônomo norte-americano Edwin Powell Hubble (1889-1953). Lá, então, numa noite clara, sem nuvens, olhando para cima veremos inúmeros pontos brilhantes, que na sua maioria são as estrelas. Alguns destes pontos brilhantes são os outros planetas do sistema solar. Mas eles são poucos, com os dedos das duas mãos podemos contá-los todos. A maioria destes pontos luminosos, entre 1000 e 1500, são as outras estrelas, companheiras e semelhantes ao nosso Sol. Apresentam-se como pontos brilhantes por estarem a distâncias muito maiores de nós do que a distância a que se situa o Sol. Os sábios e estudiosos da antiguidade -- especialmente os gregos -- dedicaram-se a um estudo criterioso e quantitativo destes pontos luminosos. Alguns deles "erravam", isto é, movimentavam-se de forma rápida pela abóbada celeste afora, durante o ciclo anual da Terra em torno do Sol. Estes pontos luminosos errantes foram denominados planetas, palavra que se origina da palavra grega para "errante", ou, "que se movimenta de forma rápida". Os outros pontos luminosos, as estrelas, mantinham as suas posições fixas, umas em relação às outras. As estrelas formavam, portanto, desenhos bem determinados sobre o fundo escuro do céu, que foram denominados de constelações. 
Em 1929, a União Astronômica Internacional, a entidade máxima da astronomia mundial, adotou 88 constelações oficiais. É sempre bom lembrar que as constelações constituem arranjos convencionais de estrelas, que se localizam próximas quando vistas projetadas no céu. As estrelas de determinada constelação podem estar a distâncias imensas umas das outras, quando examinadas nas profundezas do espaço. Mas, de uma forma ou de outra, elas pertencem todas a uma mesma família. Esta família é a nossa galáxia! A galáxia da Via Lactea. A Via Láctea, o "caminho leitoso", é uma faixa luminosa e esbranquiçada que se estende por todo o céu. As estrelas de que falamos acima situam-se ao redor desta faixa e também sobre ela. Notemos também que o têrmo "galáxia", origina-se da palavra grega para "leitoso". 





Fotografia de aproximadamente um terço da Via Láctea obtida pelo fotógrafo Akira Fujii, na Austrália. As constelações do Cruzeiro do Sul e de Órion estão, respectivamente, nos extremos esquerdo e direito da foto. Tente localizá-las.

Até cerca do ano de 1600 os astrônomos faziam os seus estudos utilizando um "instrumento" óptico extraordinário mas que se demonstrou limitado para as ambições do conhecimento: o olho humano. O grande astrônomo dinamarquês Tycho Brahe (1546-1601) foi o último a se valer deste fabuloso instrumento. E para conseguir o máximo deste instrumento inventou, planejou e construiu instrumentos mecânicos enormes, denominados quadrantes, sextantes, etc. Eles eram fixos ou móveis e possuíam tamanhos da ordem de 1 a 2 metros. Com estes instrumentos e o olho, Tycho Brahe e seus assistentes fizeram medidas das posições das estrelas, e especialmente dos planetas, que foram fundamentais para o desenvolvimento da ciência moderna. Mas em 1608 aconteceu algo de extraordinário. Veio à público a invenção de um estudioso holandês que se dedicava à ciência da óptica. Seu nome é Hans Lippershey (1570-1619) e êle inventou a luneta, um pequeno telescópio refrator. O nome refrator origina-se do fato de que a luneta utiliza lentes, neste caso, duas, uma côncava e uma convexa. O grande sábio italiano Galileu Galilei (1569-1642) tomou conhecimento deste invento em 1609 e imediatamente construiu o seu próprio instrumento. Apontou-o para o céu. Nascia a luneta astronômica! O primeiro avanço significativo para a melhoria do acesso do homem às maravilhas do cosmos. 

Galileu fez várias e importantes descobertas com a sua luneta astronômica. Para a nossa estória, a descoberta importante foi o que ocorreu quando ele apontou o instrumento para a Via Láctea. Ele verificou que ela não era tão leitosa assim, mas que na verdade era constituída de milhares e milhares de estrelas! Elas estavam tão juntas e eram tão numerosas que à vista desarmada provocavam o aspecto leitoso, que dera origem ao seu nome. Apenas as estrelas mais brilhantes podiam ser vistas individualmente a ollho nú.

A luneta astronômica de Galileu -- há quase 400 anos -- foi a precursora dos grandes telescópios atuais. Os telescópios que os astrônomos profissionais utilizam em suas pesquisas possuem, em sua grande maioria, espelhos ao invés de lentes, como partes principais do sistema óptico utilizado para coletar a luz dos astros distantes. Eles são chamados, neste caso, de telescópios refletores. O telescópio que é a personagem principal na descoberta das galáxias é um destes. Trata-se do telescópio refletor, com espelho de 2,5 metros de diâmetro, localizado no Monte Wilson, no estado norte-americano da Califórnia. Quem já visitou o Observatório Astronômico Frei Rosário, da UFMG, e ficou admirado com o tamanho do seu telsescópio principal -- que tem um espelho de 60 centímetros de diâmetro -- pode bem imaginar o "monstro" de que estamos falando. Foi nele que Edwin Powell Hubble fez a sua grande descoberta! 





Fotografia da galáxia de Andrômeda obtida pelo astrônomo amador Jason Ware, no estado do Texas, Estados Unidos (veja mais detalhes em http://www.galaxyphoto.com).

O astrônomo inglês Thomas Wright (1711-1786) sugeriu no século XVIII que as "manchas" luminosas, ou, nebulosas, vistas no céu, entre as estrelas da Via Láctea, poderiam ser sistemas semelhantes ao sistema da Via Láctea mas que pareceriam pequenos no céu por estarem a enormes distâncias de nós. O filósofo alemão Immanuel Kant (1724-1804) adotou esta idéia com entusiasmo e de certa forma foi o maior responsável pela sua divulgação nos meios eruditos. A sua proposição do problema ficou conhecida como a "hipótese dos universos-ilhas". A idéia era boa e parecia correta mas era necessário que a hipótese fosse comprovada científicamente, para que fosse aceita de forma definitiva. Ou seja, utilizando-se os métodos rigorosos das observações astronômicas, das leis empíricas e das teorias científicas à disposição. Foi isto que Edwin Hubble realizou. 





Albert Einstein (1879-1955), Edwin Hubble (1889-1953), e Walter Sidney Adams (1876-1956) -- da esquerda para a direita --, em 1931, no telescópio de 2,5 m (100") do Observatório de Monte Wilson, localizado no sul da Califórnia, nas montanhas São Gabriel. Foi aqui que Hubble fez a maioria de suas grandes descobertas sobre o universo extragaláctico (Arquivos do California Institute of Technology).

Em 1923, utilizando o telescópio de 2,5 metros de Monte Wilson, ele identificou estrelas individuais numa das nebulosas de Wright e Kant, uma das maiores delas, a chamada "Grande Nebulosa de Andrômeda". Ela tem este nome por ser vista na região do céu onde se localiza a constelação de Andrômeda. Através de um estudo detalhado das propriedades luminosas destas estrelas, Hubble conseguiu medir a distância até elas e, por conseguinte, até a "Grande Nebulosa". O resultado foi extraordinário: a distância até a nebulosa era muito maior que o tamanho da própria Via Láctea! 

A conclusão foi inevitável. Aquela "mancha" luminosa no céu -- uma entre muitas -- era na verdade um sistema estelar tão grandioso quanto aquele em que o Sol e a nossa Terra estavam situados. Elas passaram a ser chamadas de "galáxias", por analogia com a denominação de nossa Via Láctea. A partir daí, outras nebulosas foram estudadas por Hubble, e o resultado foi repetidamente confirmado. As galáxias haviam sido descobertas! 





O telescópio refletor Hooker, de 100 polegadas (2,5 m) de abertura. Através dele, os astrônomos tiveram as primeiras visões do universo além da Via Láctea.

Mas é claro que esta estória está bem resumida. Existe, por exemplo, uma mulher -- uma astrônoma, na verdade -- muito importante em tudo isto. Ela se chama Henrietta Leavitt (1868-1921). E o que ela descobriu foi fundamental para a descoberta das galáxias. De fato, ela merece uma estória completa. Aguardem


*Domingos Sávio de Lima Soares é físico, astrônomo e professor do departamento de física da UFMG.

2 comentários:

Domingos Soares disse...

20nov10

Muito legal, Arapiraca, o seu blog Fóton!

Fico bastante honrado em ter "O Reino" publicado nele.

Um abraço,

Domingos

Anônimo disse...

Olá professor Domingos,

Por definição, nós nunca poderemos observar aglomerados de Universos. Entretanto, dentro do nosso ("Uni") até onde podemos observar aglomerados de estruturas? Galáxias podem se aglomerar formando estruturas mais complexas, assim como as estrelas estão aglomeradas em uma estrutura maior (uma galaxia), e assim por diante? Qual a maior estrutira ordenada dentro de nosso Universo?

Obrigado. Saudações,
Daniel

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