O Universo

O interesse do ser humano pelo céu estrelado surgiu nos primórdios da civilização. O encanto e o temor despertados pelos fenômenos levaram alguns povos antigos a observar o céu, na tentativa de interpretar mensagens que acreditavam ser divinas e que estariam sendo enviadas ao ser humano por meio de eventos e corpos celestes.

Com o passar do tempo, tornou-se cada vez mais evidente a necessidade de o ser humano conhecer mais detalhadamente o céu noturno, fosse para desvendar o clima e aprimorar as atividades agrícolas, fosse para melhorar a orientação durante as viagens pelos mares e oceanos do mundo. Surgia, assim, a primeira ciência, a Astronomia.

Ao longo da História, a observação do céu e os conhecimentos astronômicos ampliaram-se gradativamente, acompanhando os avanços que ocorriam nas ciências e suas tecnologias.

No início, as observações do céu se davam apenas a olho nu. Foi somente no início do século XVII que o telescópio foi inventado, e os olhos humanos deixaram de ser os únicos instrumentos de observação de imagens a longa distância.

Atualmente, graças à rápida evolução científica e tecnológica e à criação de sofisticados instrumentos de observação astronômica, os cientistas “enxergam” elementos cada vez melhor e mais longe, obtendo informações significativas que aprofundam os conhecimentos sobre a possível origem do Universo e, por extensão, sobre o planeta Terra e os seres que nele habitam. 

Pode-se dizer, de maneira simplificada, que a Terra, a Lua, o Sol, as estrelas e tudo o que conhecemos fazem parte do Universo. Mas qual é o tamanho do Universo? Responder a essa questão é uma tarefa complicada, pois ainda não se sabe se ele tem tamanho e forma definidos ou mesmo se é infinito. Por isso, os cientistas costumam usar a expressão “universo observável” para definir o seu tamanho, com base no que se pode enxergar e/ou calcular. 

As galáxias

Se você olhar para o céu em um lugar afastado das luzes das cidades, em uma noite sem luar e sem nuvens ou poluição, poderá observar um grande número de pontos brilhantes, mesmo sem o auxílio de um binóculo, de uma luneta ou de um telescópio. 

Algumas pessoas podem até achar que todos os elementos luminosos no céu são estrelas, mas na verdade esse conjunto de pontos brilhantes é constituído por vários astros (ou corpos celestes), que formam uma pequena parte da galáxia onde está localizado nosso planeta, a Terra. As galáxias são constituídas por vários conjuntos de estrelas, planetas, nu vens de gases, poeira e outros corpos celestes. 

A galáxia onde está localizado o planeta Terra é a Via Láctea. Ela é exemplo de uma galáxia espiral porque possui um núcleo e grandes braços espirais formados por estrelas e nuvens de poeira cósmica. 

A palavra galáxia (do grego gala = ‘leite’) e a expressão Via Láctea (do latim via láctea = ‘caminho do leite’) estão relacionadas com a semelhança entre a mancha de luz esbranquiçada que vemos no céu e uma mancha de leite.

Estima-se que no Universo haja bilhões de galáxias, que podem ser caracterizadas por seus formatos como irregulares, elípticas, espirais ou espirais em barra.

Exemplo de galáxia elíptica.

Exemplo de galáxia espiral em barra.

 

Exemplo de galáxia irregular.

Estima-se que existam na Via Láctea entre 100 bilhões e 400 bilhões de estrelas. Uma delas é o Sol, a estrela mais próxima da Terra e responsável pela existência de vida no nosso planeta. Geralmente as galáxias estão distribuídas em grupos ou conjuntos. A Via Láctea, nossa galáxia, encontra-se em um grupo chamado Grupo Local de Galáxias, que inclui ainda a Galáxia de Andrômeda, a Grande Nuvem de Magalhães e cerca de quarenta galáxias menores. 

Representação artística da Via Láctea, galáxia em espiral que contém nosso Sistema Solar. O núcleo, em amarelo, contém as estrelas mais antigas. O anel, em azul, ao redor do núcleo, contém as estrelas jovens e quentes e as regiões de formação de novas estrelas. O círculo branco indica onde nosso Sistema Solar está localizado, entre dois dos “braços” em espiral que se prolongam para fora, a partir do anel.

Somente três galáxias podem ser vistas a olho nu do nosso planeta. São elas: Andrômeda, Pequena Nuvem de Magalhães e Grande Nuvem de Magalhães. Em 2017, uma equipe de astrônomos franceses, italianos, ingleses e australianos descobriu a galáxia mais próxima da Via Láctea: a Galáxia Anã do Cão Maior. Ela fica, aproximadamente, a uma distância de 42 mil anos-luz do centro da Via Láctea. 

A maior galáxia descoberta pelos astrônomos até o momento é chamada de IC 1101. Ela possui um diâmetro aproximado de 5,5 milhões de anos-luz. A Via Láctea, por sua vez, possui um diâmetro de, aproximadamente, 100 mil anos-luz (cerca de 950 quatrilhões de quilômetros).

Você pode estar se perguntando por que não vemos as outras estrelas durante o dia, apenas o Sol. Isso ocorre porque, durante o dia, a claridade proporcionada pela luz do Sol impede nossa visão das estrelas e dos demais astros. Mas eles continuam no céu, nós apenas não conseguimos vê-los!

As estrelas

Na realidade, as estrelas não têm pontas, como geralmente são representadas; elas são astros com forma aproximadamente esférica, formados por diversos gases que se encontram a temperaturas muito altas. As estrelas são os maiores astros existentes no Universo e liberam luz e calor. Como têm luz própria, elas são classificadas em astros luminosos. 

Olhando para o céu, podemos perceber que existem estrelas com tamanhos e cores diferentes. O brilho de uma estrela depende de seu tamanho e da temperatura em sua superfície. A luminosidade que observamos também de pende da distância em que a estrela se encontra da Terra. As estrelas azuis e brancas são as mais jovens e quentes. As alaranjadas e as vermelhas são mais velhas e menos quentes.

O Sol é uma estrela amarela e, se comparado às demais estrelas do Universo, é pequena. A temperatura na sua superfície é de cerca de 6 000 ºC e, em comparação com as outras estrelas, não é a mais brilhante. 

Como ficaria o Sol ao lado da maior estrela já descoberta, a UY Scuti, que tem 2,38 bilhões de quilômetros de diâmetro? Se essa estrela fosse colocada onde está o Sol, ela encheria todo o espaço do Sistema Solar até a órbita de Ura no, sétimo planeta mais distante do Sol. Comparando os diâmetros das duas estrelas em uma escala menor, se o Sol tivesse 1 metro de diâmetro, a UY Scuti teria 17 mil metros de diâmetro. 

Na fotografia, a constelação do Cruzeiro do Sul e o aglomerado “Caixa de Joias”, um agrupamento de estrelas de cores variadas.

As constelações

Quando olhamos as estrelas de algum ponto da Terra, temos a impressão de que elas estão próximas entre si, podendo formar grupos. Esses agrupa mentos aparentes são conhecidos por constelações. Entretanto, no espaço interestelar, as estrelas estão bastante distantes umas das outras. Veja no exemplo abaixo as distâncias entre o nosso planeta e as estrelas que compõem a constelação de Órion.

As estrelas de uma constelação parecem próximas umas das outras e parecem estar situadas a uma mesma distância da Terra. Mas não é assim que acontece! A ilustração compara as distâncias entre as estrelas da constelação de Órion e a Terra, representada pela esfera de cor azul. Nela podemos ver que cada estrela está situada a uma distância diferente da Terra.

Os povos antigos de diferentes culturas, ao observarem o céu estrelado, uniam arbitrariamente as estrelas por linhas imaginárias, de modo a formar figuras de animais, pessoas, seres lendários e objetos. As constelações têm, portanto, nomes relacionados com essas figuras, por exemplo, Ursa Maior, Cão Menor, Leão, Escorpião, entre outros. Podemos citar como exemplo a constelação de Órion, o gigante caçador, que tem em seu cinturão as conhecidas “Três Marias”.

O conhecimento da posição das constelações no céu foi utilizado durante séculos para ajudar na orientação dos viajantes e dos navegadores em suas viagens, mesmo antes da invenção de instrumentos de navegação, como a bússola. Além disso, para os povos antigos, a observação da posição do Sol e das constelações ao longo do ano ajudava a identificar as estações, prever a época de chuvas ou de seca, de frio ou de calor. Esse conhecimento tornou-se importante na medida em que era necessário escolher a melhor época de fazer o plantio das sementes ou das mudas e, posteriormente, a colheita, e também para celebrar datas importantes de acordo com a posição de determinadas es trelas ou constelações no céu noturno. Além disso, os primeiros calendários foram criados com base na observação do céu. 

As constelações visíveis no céu noturno dependem da localização do observador na Terra. Uma pessoa que mora nos Estados Unidos, por exemplo, não vê as mesmas constelações vistas aqui do Brasil. Isso ocorre porque os Esta dos Unidos e o Brasil se localizam em hemisférios diferentes da Terra.

No hemisfério sul, onde está o Brasil, uma das constelações mais conhecidas é a do Cruzeiro do Sul. Embora a posição do Cruzeiro do Sul no céu varie conforme o dia, a hora, o local de observação e a estação do ano, seu braço maior sempre aponta para o sul. No Brasil, por exemplo, os antigos indígenas tupis-guaranis conseguiam determinar os pontos cardeais e as estações do ano observando a posição do Cruzeiro do Sul ao anoitecer.

A constelação do Cruzeiro do Sul é composta de cinco estrelas: as quatro mais brilhantes que formam as pontas da cruz, e uma quinta estrela de menor brilho, conhecida como Intrometida. Fotografia tirada em La Frontera, no Chile, em 2017. 

Planetas e satélites naturais 

Os planetas não têm luz própria, ao contrário das estrelas. Eles só brilham porque refletem a luz de uma estrela próxima. Por esse motivo, um planeta é considerado um astro iluminado. 

Alguns planetas têm satélites naturais, como a Lua, que é o satélite natural da Terra. Satélites naturais também são astros iluminados, que orbitam em torno dos planetas, porém têm tamanho menor. 

Por sua vez, os planetas sempre orbitam uma estrela e são bem menores do que elas. O planeta Terra descreve sua órbita ao redor do Sol. Assim como a Terra, existem outros planetas pertencentes ao Sistema Solar que descrevem suas órbitas em torno do Sol. São eles (do mais próximo ao mais distante do Sol): Mercúrio, Vênus, Terra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano e Netuno.

Mas existem planetas fora do Sistema Solar? Segundo os astrônomos, já foi identificada a presença de muitos exoplanetas orbitando estrelas da nossa galáxia. 

Em 10 de maio de 2016, a Nasa anunciou que a missão Kepler verificou 1 284 novos exoplanetas. Com base no tamanho deles, cerca de 550 pode riam ser planetas rochosos. Nove estão na zona habitável de suas estrelas. Nenhum exoplaneta foi “fotografado” até agora. 

O comunicado da Nasa explica que o telescópio Kepler capta pequenas alterações regulares do brilho das estrelas que ocorrem quando os possíveis planetas passam a sua frente. Algo semelhante pode ser comparado com o trânsito solar de um planeta quando passa na frente do Sol.

Representação do telescópio espacial da missão Kepler, enviado pela Nasa, cujo objetivo é procurar planetas com características semelhantes às da Terra, fora do nosso Sistema Solar.

Zona habitável é uma região espacial em que as distâncias mínima e máxima de um planeta em relação a uma estrela tornam possível a existência de água líquida em sua superfície. Fora dessa região, se muito próximo da estrela, toda a água do planeta é vaporizada pelo alto nível de calor; contudo, se está mais distante do limite da zona habitável, a água (e o planeta inteiro) congela. Tal conceito hoje é muito popular e aceito pela comunidade científica como um dos fatores que podem indicar se um corpo celeste poderá ou não abrigar vida.

Planeta-anão

É possível constatar que houve grandes avanços tecnológicos na observação do espaço sideral nas últimas décadas. A partir dos anos 1990, foi possível identificar corpos celestes (até então desconhecidos) pertencentes ao Sistema Solar. Em 2005, os cientistas descobriram Éris, um pequeno astro que aparentava ser maior que Plutão. Por causa dessa e de outras descobertas, em 2006, a União Astronômica Internacional (UAI) definiu uma nova categoria para esses astros diminutos: “planetas-anões”. 

De acordo com a União Astronômica Internacional, um planeta-anão é um corpo celeste que orbita o Sol, tem massa suficiente para ter forma arredondada, não é um satélite natural de algum planeta e, principalmente, é incapaz de alterar o ambiente que o cerca da forma que um planeta faria.

Com base nessa classificação, Plutão e o recém-descoberto Éris – além de outros três pequenos astros – passaram a ser considerados planetas-anões. Portanto, um planeta-anão é bem menor do que um planeta e também faz parte do Sistema Solar. Outros planetas-anões conhecidos são: Ceres, Haumea e Makemake. 

O planeta-anão Ceres é o maior corpo celeste da região do espaço entre Marte e Júpiter, onde existe um grande número de asteroides. Essa região é conhecida como Cinturão de Asteroides. Para os cientistas há uma centena de outros corpos celestes por aí aguardando serem descobertos.

Cometas

Os cometas são corpos celestes observados e estudados desde a Antiguidade. Registros chineses de 240 a.C. já relatavam a passagem de um dos cometas mais conhecidos: o Halley. 

Os cometas são às vezes chamados de “bola de neve suja” porque seu núcleo é formado de um material rochoso, de gelo e de outras substâncias solidificadas. Assim como os planetas, os cometas também giram em torno do Sol e, quando se aproximam dele, sua temperatura aumenta, e parte do seu núcleo muda de estado físico, passando do estado sólido para o gasoso. Essa transformação física produz o que observamos como a cabeleira e a cauda do cometa.

Meteoroides, meteoros e meteoritos Os meteoroides são corpos sólidos formados principalmente por fragmentos de asteroides ou de planetas desintegrados. Seu tamanho pode variardes de milímetros até quilômetros de diâmetro. Podem ser constituídos por rochas ou metais (os mais comuns são ferro e níquel). 

Quando um meteoroide vindo do espaço penetra na atmosfera terrestre com grande velocidade, ele se aquece muito devido ao atrito com o ar (pode chegar a 7 000 °C). A parte externa do meteoroide torna-se incandescente e é volatilizada, emitindo luz e calor, e deixando um rastro luminoso no céu. Esse fenômeno luminoso é chamado meteoro e é conhecido como “estrela cadente”. 

A maioria dos meteoroides é muito pequena e se volatiliza totalmente antes de chegar à superfície terrestre. Quando parte do meteoroide consegue atravessar toda a atmosfera e chocar-se contra a superfície terrestre, nós o chamamos de meteorito.

O cometa Halley pôde ser visto da Terra em 1986 e só poderá ser visto novamente em 2061. Esse cometa passa próximo do nosso planeta a cada 76 anos, aproximadamente.

Uma das características mais importantes da espécie humana sempre foi a capacidade de observar os fenômenos que ocorrem na natureza e tentar compreendê-los. É muito provável que inicialmente a atenção de nossos antepassados tenha se voltado para o Sol e seu movimento diário, atraídos pelas variações dos períodos de claridade (dia) e escuridão (noite). Também devem ter percebido a interferência do Sol na variação de temperatura quando expostos à sua luz ou quando situados em locais sombrios, e que ao longo de certo período de tempo alternavam-se épocas mais frias e mais quentes. 

Segundo muitos historiadores, só após um longo tempo de observação, tendo o Sol como referência, foi que nossos antepassados começaram a concentrar suas observações também na Lua, na sua aparência, em eclipses e em cometas, além de outros astros e fenômenos visíveis a olho nu. 

Em um passado não muito distante, o ser humano percebeu que podia se basear na posição das estrelas e de demais astros para se orientar em viagens terrestres e marítimas. Deduziu que a ocorrência de vários fenômenos celestes periódicos, isto é, que ocorriam com certa regularidade, possibilitava marcar ou medir a passagem do tempo, estabelecendo assim os primeiros calendários, tão necessários ao controle das atividades, particularmente as agrícolas.

Registros históricos indicam que por volta de 3000 a.C. algumas civilizações já teriam maneiras de marcar e registrar o que observavam do céu, construindo observatórios conhecidos como “monumentos megalíticos”. Esses observatórios nada mais eram do que enormes blocos de rocha posicionados de maneira adequada para que se pudesse marcar a posição de certos astros, principalmente do Sol e da Lua, em determinadas épocas. 

O mais famoso desses observatórios pré-históricos é Stonehenge, na Inglaterra. Nele, o alinhamento dos grandes blocos de rocha em círculos concêntricos indica com bastante precisão os pontos do nascer e do ocaso do Sol e da Lua, em diferentes épocas do ano, bem como de estrelas brilhantes. 

Monumento megalítico de Stonehenge, na Inglaterra, em 2016.