O Espantoso Universo
Tão misterioso, porém tão belo!
NESTA época do ano, o céu noturno cintila ornado de esplendor. Lá no alto, marcha o poderoso Órion, facilmente visível nas noites de janeiro de Anchorage, no Alasca, à Cidade do Cabo, na África do Sul. Já deu uma boa olhada recentemente nos tesouros celestiais encontrados em bem-conhecidas constelações, tais como a de Órion? Os astrônomos deram uma olhada, não muito tempo atrás, usando o recentemente consertado Telescópio Espacial Hubble.
Das três estrelas do cinturão de Órion pende a sua espada. A estrela difusa no meio da espada realmente não é uma estrela, mas sim a famosa Nebulosa de Órion, um objeto de notável beleza mesmo quando visto através de um telescópio amador. O seu brilho difuso, porém, não é o segredo do fascínio que exerce sobre os astrônomos profissionais.
“Os astrônomos investigam a Nebulosa de Órion e suas muitas estrelas jovens porque é a maior e a mais ativa região de nascimento de estrelas na nossa parte da Galáxia”, diz Jean-Pierre Caillault na revista Astronomy. A nebulosa parece ser uma maternidade cósmica! Quando o telescópio Hubble fotografou a Nebulosa de Órion, captando detalhes nunca vistos antes, os astrônomos não só viram estrelas e gases brilhantes mas também o que Caillault descreve como “difusos pequeninos pontos de forma ovalada. Manchas de luz alaranjada. Parecem migalhas de um lanche que acidentalmente caíram em cima da foto”. Os cientistas acreditam, porém, que em vez de defeitos de revelação, esses difusos pontos de forma ovalada sejam “discos protoplanetários, os primeiros sistemas-solares-em-formação, vistos de uma distância de 1.500 anos-luz”. Será que estrelas — ou mesmo inteiros sistemas solares — estão nascendo neste momento na Nebulosa de Órion? Muitos astrônomos acham que sim.
Da maternidade ao túmulo estelar
No avanço de Órion, de arco na mão, ele parece se defrontar com a constelação de Touro. Um pequeno telescópio revelará, perto da ponta do chifre meridional do ‘touro’, uma tênue mancha de luz. É chamada de Nebulosa do Caranguejo e, num telescópio grande, parece ser uma explosão em curso, como se vê na página 9. Se a Nebulosa de Órion for um berçário estelar, a vizinha Nebulosa do Caranguejo talvez seja o túmulo de uma estrela que teve uma morte de inimaginável violência.
Esse cataclismo celestial talvez tenha sido registrado por astrônomos chineses, que falaram de uma “Estrela Convidada”, em Touro, que apareceu subitamente em 4 de julho de 1054, e brilhou tão forte que foi vista à luz do dia durante 23 dias. “Por algumas semanas”, observa o astrônomo Robert Burnham, “a estrela resplandecia com luz equivalente a uns 400 milhões de sóis”. Os astrônomos chamam esse espetacular suicídio estelar de supernova. Mesmo agora, uns mil anos depois da observação, os restos dessa explosão cruzam o espaço a uma velocidade de uns 80 milhões de quilômetros por dia.
O Telescópio Espacial Hubble também trabalha nessa área, olhando fundo no coração dessa nebulosa e descobrindo “detalhes [na constelação do] Caranguejo que os astrônomos jamais esperavam encontrar”, segundo a revista Astronomy. O astrônomo Paul Scowen diz que as descobertas “vão levar os astrônomos teóricos a esquentar a cabeça por muito tempo”.
Os astrônomos, como Robert Kirshner, de Harvard, acreditam que entender os restos de uma supernova, como a Nebulosa do Caranguejo, é importante porque podem ser usados para medir a distância até outras galáxias, atualmente uma área de intensa pesquisa. Como vimos, os desacordos com relação às distâncias até outras galáxias acenderam recentemente um vívido debate a respeito da “grande explosão” como teoria da criação do Universo.
Para lá de Touro, mas ainda visível no Hemisfério Norte no céu ocidental de janeiro, há um brilho suave na constelação de Andrômeda. Esse brilho é a galáxia de Andrômeda, o mais distante objeto visível a olho nu. As maravilhas de Órion e Touro estão na nossa vizinhança cósmica — alguns mil anos-luz distantes da Terra. Mas agora contemplamos através de calculadamente dois milhões de anos-luz uma grande espiral de estrelas muito semelhante à nossa própria galáxia, a Via-Láctea, mas ainda maior — uns 180 mil anos-luz de ponta a ponta. Ao contemplar o suave brilho de Andrômeda, seus olhos são banhados por uma luz que pode ter mais de dois milhões de anos de idade!
Em anos recentes, Margaret Geller e outros iniciaram ambiciosos programas de mapeamento tridimensional de todas as galáxias que nos cercam, e os resultados suscitam sérias indagações para a teoria da “grande explosão”. Em vez de verem uma suave distribuição de galáxias em todas as direções, os cartógrafos cósmicos descobriram uma “tapeçaria de galáxias” numa estrutura que se estende por milhões de anos-luz. “Como essa tapeçaria foi tecida a partir da matéria quase uniforme do recém-nascido Universo é uma das mais prementes questões da cosmologia”, segundo um artigo recente na conceituada revista Science.
Começamos esta noite com uma olhada no nosso céu de janeiro, e logo descobrimos não só extasiantes belezas mas também perguntas e mistérios pertinentes à própria natureza e à origem do Universo. Como começou? Como atingiu o atual estágio de complexidade? O que acontecerá com as maravilhas celestiais que nos cercam? Existe alguém que sabe? Vejamos.
[Quadro na página 8]
Como sabem a distância?
Quando os astrônomos nos dizem que a galáxia Andrômeda fica a dois milhões de anos-luz de distância, eles na realidade estão nos fornecendo uma suposição acadêmica. Nenhum deles desenvolveu um método de medir diretamente tais estonteantes distâncias. As distâncias até as estrelas mais próximas, num raio de uns 200 anos-luz, podem ser medidas diretamente por meio de paralaxe estelar, que envolve trigonometria simples. Mas isso só funciona com estrelas tão próximas da Terra que parecem mover-se levemente à medida que a Terra se move ao redor do Sol. A maioria das estrelas, e todas as galáxias, ficam muito mais longe. É aqui que começam as suposições. Mesmo estrelas relativamente próximas, como a famosa supergigante vermelha Betelgeuse, em Órion, estão sujeitas à suposição, com estimativas de distâncias que variam de 300 anos-luz a mais de 1.000. Portanto, não nos deve surpreender que haja desacordos entre os astrônomos a respeito de distâncias galácticas, que são um milhão de vezes maiores.
[Quadro na página 8]
Supernovas, pulsares e buracos negros
No coração da Nebulosa do Caranguejo encontra-se um dos mais estranhos objetos no Universo conhecido. Segundo os cientistas, o minúsculo cadáver de uma estrela morta, comprimido sob densidades inacreditáveis, rodopia na sua sepultura 30 vezes por segundo, emitindo um feixe de ondas de rádio, captadas pela primeira vez na Terra em 1968. É chamado de pulsar, descrito como resto rodopiante de uma supernova tão comprimida que os elétrons e os prótons nos átomos da estrela original foram espremidos, produzindo nêutrons. Dizem os cientistas que se tratava outrora do núcleo maciço de uma estrela supergigante como Betelgeuse ou Rigel, em Órion. Quando a estrela explodiu e as camadas exteriores voaram pelo espaço, restou apenas o núcleo encolhido, uma brilhante brasa incandescente, com seus fogos nucleares há muito extintos.
Imagine pegar uma estrela de massa equivalente a dois Sóis e comprimi-la numa bola de 15 a 20 quilômetros de diâmetro! Imagine pegar o planeta Terra e comprimi-lo até chegar a 120 metros. Dezesseis centímetros cúbicos desse material pesariam mais de 16 bilhões de toneladas.
Até mesmo isso não parece ser a última palavra em termos de matéria comprimida. Se comprimíssemos a Terra ao tamanho duma bola de gude, o campo gravitacional da Terra por fim ficaria tão forte que nem mesmo a luz poderia escapar. Nesse ponto, a nossa pequenina Terra pareceria desaparecer dentro do que é chamado de buraco negro. Embora a maioria dos astrônomos acredite neles, a existência de buracos negros ainda não foi provada, e não parecem ser tão comuns como se achava alguns anos atrás.
[Quadro na página 10]
São reais essas cores?
Pessoas que esquadrinham o céu com um telescópio pequeno muitas vezes se sentem desapontadas ao localizar pela primeira vez uma galáxia ou nebulosa famosa. Onde estão aquelas belas cores que viram em fotos? “As cores das galáxias não podem ser vistas diretamente pelo olho humano, nem mesmo através dos maiores telescópios existentes”, observa o astrônomo e redator de ciências Timothy Ferris, “pois a luz delas é muito fraca para estimular os receptores de cor na retina”. Por isso alguns concluem que as belas cores das fotos de astronomia são falsas, simplesmente acrescentadas no processamento fotográfico. Mas isto não é verdade. “As cores são reais”, escreve Ferris, “e as fotos representam o melhor dos esforços dos astrônomos em reproduzi-las fielmente”.
Em seu livro Galaxies, Ferris explica que as fotos de distantes objetos de luz fraca, como as galáxias ou a maioria das nebulosas, “resultam de exposições de tempo obtidas por apontar um telescópio para uma galáxia e expor uma chapa fotográfica por várias horas enquanto a luz estelar se infiltra na emulsão fotográfica. Durante esse período, um mecanismo propulsor compensa a rotação da Terra e mantém o telescópio apontado para a galáxia, ao passo que o astrônomo, ou em alguns casos um sistema de mentor automático, faz correções milimétricas”.
[Diagrama/Fotos na página 7]
(Para o texto formatado, veja a publicação)
1 A Constelação de Órion, uma vista comum nos céus de janeiro, no mundo todo
2 A Nebulosa de Órion, um espantoso close-up da “estrela” difusa
3 Bem dentro da Nebulosa de Órion: um berçário cósmico?
[Créditos]
N.º 2: Astro Photo - Oakview, CA
N.º 3: C. R. O’Dell/Rice University/foto da NASA
[Foto na página 9]
A galáxia de Andrômeda, o mais distante objeto visto a olho nu. Sua velocidade de rotação parece violar a lei da gravidade, de Newton, e levanta a questão da matéria escura, invisível aos telescópios
[Crédito]
Astro Photo - Oakview, CA
[Foto na página 9]
A Nebulosa do Caranguejo, em Touro: um cemitério de estrelas?
[Crédito]
Bill e Sally Fletcher
[Fotos na página 10]
Acima: A galáxia Redemoinho. Uma galáxia menor colidiu com ela, passou resvalando, e deixou na sua esteira o anel azul de bilhões de estrelas recém-formadas que cercam a Galáxia Redemoinho
[Crédito]
Kirk Borne (ST Scl), e NASA
Embaixo: A Nebulosa Olho de Gato. Os efeitos de duas estrelas em órbita uma da outra constituem a explicação mais fácil para essas intricadas estruturas
[Crédito]
J. P. Harrington e K. J. Borkowski (Universidade de Maryland), e NASA