Ano-luz

 

A nebulosa de Orion, 1.500 anos-luz da Terra

Ano-luz – O que é

Um Ano-luz é como os astrônomos medem a distância no espaço. Um Ano-luz é a distância percorrida pela luz em um ano.

É definido por quão longe um feixe de luz viaja em um ano – uma distância de seis trilhões de milhas ou 9.460.730.472.580,8 km.

A Luz é o material mais rápido em movimento no universo. Ela viaja a uma incrível velocidade de 300.000 quilômetros (186.000 milhas) por segundo.

Por exemplo, a distância para a próxima grande galáxia mais próxima, Galáxia de Andrômeda, é de 21 quintilhões km. Isso é 21,000,000,000,000,000,000 km.

Este é um número tão grande que torna-se difícil de escrever e difícil de interpretar. Assim, os astrônomos usam outras unidades de distância.

A unidade normalmente usada em astrometria profissional é o parsec (símbolo: pc, cerca de 3,26 anos-luz, a distância à qual uma unidade astronômica subtende um ângulo de um segundo de arco)

Um parsec (símbolo: pc) é uma unidade de comprimento usada para medir grandes distâncias para objetos fora do Sistema Solar.

Um parsec é equivalente a 3,26 anos-luz, e uma vez que um ano-luz é a distância percorrida pela luz em um ano 9,4 trilhões de km, 1 parsec equivale a 30,8 trilhões de km.

A maioria das estrelas visíveis a olho nu no céu noturno ficam a 500 parsecs do Sol

Ano-luz – Distância

A estrela anã vermelha Proxima Centauri pode ser visto no centro desta imagem telescópica,
com um raio cerca de 60.000 milhas (97.000 km), e cerca de 14% do tamanho do nosso sol.

Como as distâncias no espaço começam a ficar cada vez maiores, torna-se impossível de entendê-las se continuássemos a usar o quilômetro como unidade de medida, ou ainda a própria UA.

Por exemplo, a estrela mais próxima de nós é Próxima Centauri, com uma distância de aproximadamente 40 trilhões de km.

Fica difícil para a nossa mente imaginar o quanto esta distância representa, pois vivemos num planeta de“apenas” 12.756 km de diâmetro.

Ora, a própria distância entre nós e o Sol já dificulta acompreensão, que é de uns 150 milhões de km.

Por isso, criou-se esta unidade demedida astronômica: o ano-luz.

Um ano luz equivale a 9 trilhões e 500 bilhões de km.

O ano-luz

Uma unidade de distância muito útil em Astronomia e que tem um sentido físico muito interessante, chama-se ano-luz, que é a distância que a luz percorre em um ano e equivale a quase 10 trilhões de quilômetros. Quanto mais distante observamos um objeto, mais no passado estamos vendo-o, devido ao tempo que a luz gasta para sair do objeto e chegar até nós. Quando observamos o Sol, estamos vendo, na realidade, o Sol de oito minutos ou 0,000.016 anos atrás. Quando observamos Próxima Centauro, estamos vendo essa estrela há 4,2 anos atrás. Quando observamos um objeto que se encontra distante 10 anos-luz de nós, estamos vendo-o há 10 anos atrás. O diâmetro de nossa galáxia é de 100 mil anos-luz e estamos há 30 mil anos-luz de seu centro.

Como o ano-luz funciona?

Bem, a luz possui uma velocidade de movimento, assim como tudo o que se move, porém, ela é o que existe de mais rápido no Universo, com uma velocidade de uns 300.000 km por segundo.

Se pudéssemos viajar a tal velocidade, poderíamos dar umas 7 voltas em torno da Terra em apenas um segundo!

Pois bem, a luz que parte do Sol viaja com sua incrível velocidade e para chegar até nós, 150 milhões de km depois, leva cerca de 8 minutos para percorrer esta distância.

Assim,dizemos que o Sol está a uma distância de 8 minutos-luz de nós.

Quanto à estrela mais próxima, Próxima Centauri, sua luz leva cerca de 4 anos para percorrer a incrível distância de 40 trilhões de km. Dizemos que ela está a 4 anos-luz de nós.

Mas existem estrelas tão distantes que sua luz leva até milhões ou bilhões de anos para nos atingir.

Isto significa, que ao olharmos para o céu estrelado, estamos vendo as luzes das estrelasque partiram delas há muitos anos no passado e só agora que estão chegando aqui.

A luzdo próprio Sol, por exemplo, leva cerca de 8 minutos para sair de sua superfície echegar até a retina de nossos olhos; assim, quando você olhar para o Sol, estará vendo como ele foi há 8 minutos no passado, pois a luz dele que chegou até o seu olho partiu há 8 minutos atrás!

Portanto, para cada estrela que olharmos, estaremos vendo um passado diferente do Universo!

Nome	Distância da Terra em Ano-Luz
Sol	0,000015 ( 8,2 minutos-luz )
Proxima Centauri	4,2
Estrela de Barnard	6,0
Wolf 359	7,7
Sirius	8,6
Nebulosa Saco de Carvão na direção da constelação do Cruzeiro do Sul	550
Núcleo de nossa Galáxia	30.000
Galáxia de Andrômeda	2.200.000
Quasar G2237 + 0305	8.000.000.000

Distâncias de alguns objetos celestes

A velocidade da luz

A velocidade da luz é uma das constantes de maior importância na Física, e sua determinação representa uma das medições mais precisas já feita pelo homem.

Antes de 1675, a propagação da luz era considerada instantânea.

As primeiras tentativas para determinar a velocidade da luz foram realizadas por Galileu Galilei (1564-1642). Ele tentou medir o tempo que a luz gastava para efetuar o percurso de ida e volta entre duas colinas. Esse tempo (cerca de 10-5s) era muito pequeno e não podia ser medido com os aparelhos da época, por isso a experiência fracassou.

O atraso observado em algumas medidas astronômicas
podem ser usados para o cálculo da velocidade da luz

Cem anos mais tarde, o dinamarquês Olaf Roemer (1644 – 1710) determinou que o tempo gasto para a luz percorrer um comprimento igual ao diâmetro da órbita terrestre (cerca de 300 milhões de quilômetros) é de aproximadamente 1000 segundos. Disto se conclui que a luz percorre 300000 km em 1 segundo.

Assim sendo, para vir do Sol até a Terra a luz gasta pouco mais de 8 minutos; da Lua à Terra leva pouco mais de 1 segundo. Para a distância São Paulo – Belo Horizonte (600 km) teríamos 0,0002 segundos.

Na sua experiência Roemer utilizou uma das luas de Júpiter. Este planeta tem onze luas, que revolvem em seu redor com diferentes períodos. Uma delas revolve em torno de Júpiter uma vez durante 42,5 horas. Uma vez neste período, esta lua desaparece atrás do planeta e é eclipsada. Sabendo disto, Roemer podia predizer os instantes exatos em que a lua de Júpiter seria eclipsada, durante todo o ano. Pode, assim, preparar um horário de eclipses. Suponha que, quando a terra estivesse em M (figura acima), na posição mais próxima de Júpiter, ocorresse um eclipse. Seis meses mais tarde, quando a Terra estivesse em N, mais afastada de Júpiter, um eclipse teria um atraso de 1000 segundos.

O método de Roemer, utilizava uma roda dentada girando e uma fonte de luz

Em 1849 o físico francês Fizeau conseguiu medir a velocidade da luz com boa precisão. Para isto ele usou o dispositivo mostrado na figura acima. Um feixe de luz incidia sobre uma lâmina de vidro na qual ele era parcialmente refletido, sendo dirigido para um espelho distante, após passar no intervalo entre os dentes de uma roda dentada em rotação. A velocidade da roda era ajustada de tal maneira que o feixe, após se refletir no espelho, voltava para a roda, passando pelo intervalo seguinte da roda. Conhecendo o número de rotações que a roda efetuava por segundo e a distância da roda ao espelho, Fizeau obteve a velocidade da luz. O valor apresentado por ele foi 313.300 km/s. Bem próximo do valor aceito hoje que é 299.792 km/s.

As medidas modernas, de grande precisão, da velocidade da luz, são feitas usando métodos de laboratório, e as experiências mais notáveis foram realizadas por Albert A. Michelson (1852-1931), professor de Física da Universidade de Chicago, Estados Unidos, que mediu a velocidade no ar e no vácuo com extraordinária precisão.

Michelson mediu esta velocidade em uma distância determinada com grande precisão, entre o Monte Wilson e o Monte Santo Antônio, na Califórnia, e seu método esta ilustrado na figura acima.

Distâncias astronômicas

As distâncias entre as estrelas são muito grandes e o metro ou o quilômetro não são unidades adequadas para medir essas distâncias. Os astrônomos usam o ano-luz como unidade de medida.

O ano-luz é a distância que a luz percorre em um ano.

Apesar de a velocidade da luz ser a maior velocidade que podemos ter no universo, a luz precisa de bastante tempo para viajar pela imensidão do universo. Por isso, podemos estar recebendo a luz de corpos celestes que já desapareceram há centenas de anos.

Só para ter uma idéia, a distância que nos separa da estrela mais próxima (estrela alfa), é de 4,2 anos-luz. Isto significa que a luz enviada pela estrela demora 4,2 anos para chegar na Terra.

Fonte: earthsky.org/br.geocities.com