Medindo o brilho dos astros

25 de novembro de 2011

 

Ao observar o céu noturno percebemos que as estrelas possuem brilhos variados, umas mais outras menos. Mas como compará-las?

A constelação de Órion

Hiparco

Há mais de 2000 anos astrônomos buscavam métodos para classificar as estrelas de acordo com seu brilho. Hiparco, em 129 A.C., elaborou um catálogo com mais de 800 estrelas separando-as em seis categorias de brilho que ele as chamou de grandezas. As de primeira grandeza eram mais brilhantes que as da segunda, as de segunda grandeza eram mais brilhantes que as de terceira e assim por diante até a sexta, a mais fraca de brilho. Para classificá-las, Hiparco levou em consideração o tempo que as estrelas levavam para aparecer após o pôr do sol. As 20 primeiras a serem vistas eram classificadas com de primeira grandeza e assim até as últimas serem de sexta grandeza.

Com o avanço dos séculos e a utilização do telescópio foram descobertas estrelas que antes eram invisíveis ao olho nu, logo a ideia de "grandeza" foi perdendo sentido. O próprio termo grandeza foi descartado, pois não se tratava de tamanho (grandes e pequenas estrelas), e foi substituído pelo termo magnitude.

O Sistema de Magnitudes

No ano de 1856, o astrônomo inglês Norman Robert Pogson desenvolveu um modelo matemático preciso para o cálculo da magnitude das estrelas. Ele buscou preservar o antigo sistema qualitativo de Hiparco combinando-o com sua nova abordagem quantitativa.

Utilizando um fotômetro (aparelho que meda a intensidade luminosa) Pogson confirmou as observações de Herschell (o descobridor de Urano) em que as estrelas de primeira "grandeza" ou magnitude eram  cerca de 100 vezes mais brilhantes que as de sexta. Com isso Pogson propôs a criação de uma escala em que a diferença de 5,0 magnitudes corresponda a uma diferença de brilho de 100 vezes e que obedeça a teoria de Fechner-Weber sobre a resposta visual aos estímulos luminosos.

A escala de Pogson é a seguinte:

m = -2,5log F + c

m - magnitude visual ou aparente

F- fluxo medido da estrela (brilho aparente)

c - constante que define o zero da escala

Por fim foi definido o zero da escala, o ponto que a partir do qual seriam calculados os demais valores. A estrela Vega da constelação de Lira foi a escolhida e o valor de sua magnitude é, por definição, zero. Percebe-se que a escala de magnitudes é inversa, as estrelas mais brilhantes terão magnitudes menores inclusive negativas, por outro lado as de brilho fraco terão altos valores. A seguir temos exemplos de valores aproximados das magnitudes visuais.

Exemplos	Magnitude
Sol	-27
Lua cheia	-13
Vênus (máximo)	-5
Júpiter (máximo)	-3
Marte (máximo)	-2,9
Sírius (estrela mais brilhante do céu)	-1,4
Mercúrio (máximo)	-1,3
Saturno (máximo)	-0,3
Sistema estelar Alfa Centauro	-0,29
Vega	0,0
Acrux (estrela mais brilhante do Cruzeiro do Sul)	1,3
Estrela Polar (Ursa Menor)	2,0
Intrometida (Cruzeiro do Sul)	3,6
Urano (máximo)	5,6
Limite da visão humana sem instrumentos	6,0
Netuno (máximo)	7,6
Limite de telescópios amadores de 150 mm	13
Plutão (máximo)	13,6
Limite dos maiores telescópios terrestres	28
Limite do Telescópio Espacial Hubble	30

Cabe destacar que, pela escala, a diferença de 1 unidade de magnitude representa uma diferença de brilho de 2,512 vezes. Por exemplo, a diferença de magnitude entre os brilhos máximos de Júpiter e Vênus é de 2 unidades (-3 e -5 respectivamente), logo a diferença de brilho entre eles será de 2,512 x 2,512 = 6,31. Portanto o brilho máximo de Vênus é pouco mais de seis vezes maior que o de Júpiter. Em outro exemplo pode-se ver que a diferença de magnitude entre o Sol e a Lua Cheia é de 14 unidades, logo a diferença de brilho entre eles é de (2,512)¹⁴ que é igual a aproximadamente 398000.

Com tudo isso, espera-se propiciar uma ajuda na hora de olhar para o firmamento e compará-lo com os mapas celestes, pois mais do que fazer contas a magnitude nos proporciona uma melhor compreensão daqueles "pontinhos" brilhantes no céu.


Fontes de apoio:

• http://www.cosmobrain.com.br/rc/magnitude1.html
• http://www.apolo11.com/sistema_de_magnitudes_p2.php