Thread by @astroposses

Na Terra temos réguas para medir a distância entre coisas. Mas, no espaço, como sabemos quão distante está uma estrela ou galáxia?

Vem nessa #AstroThreadBR entender como que descobrimos que o Universo se expande aceleradamente e que a Via Lactea é apenas 1 entre vários outras

Vou falar nessa thread sobre três diferentes diferentes métodos. O interessante é que um dele possue conceitos físicos e matemáticos muito simples como base!

A primeira coisa a se dizer é que cada método depende da distância. Existem métodos que são úteis para medir distâncias nas nossas proximidades (como por exemplo na Via Lactea) quanto alguns são para medir distâncias cosmológicas (ou seja muuuuuito longe)

Primeiro: paralaxe. Ele é muito utilizada para medir a distância de estrelas na nossa Galáxia. E você mesmo pode conferi-lo. Coloca seu dedo próximo ao seu nariz e fecha um olho e olhe para o dedo. Depois fecha esse olho e abre o outro. (foi mal essa imagem nao tinha outra kkk)

É perceptível que o seu dedo parece mudar de posição. É esse mesmo príncipio do método da paralaxe.

Basicamente, primeiro medimos a posição no ceu de uma estrela e seis meses após (Terra terá completado metade de sua órbita) você mede novamente a posição no céu dessa estrela

Você perceberá que, em relação as outras estrelas no ceu, a estrela parece estar em uma posição diferente no céu.
Mas isso não significa que de fato ela se moveu, mas o movimento orbital da Terra nos faz observá-la de outra posição!

Essa mudança no céu na verdade é medida como um ângulo. Se pensarmos no sistema como um todo, essa mudança é o ângulo (metade dele na vdd) formado pelo triângulo entre a Terra, o Sol e a estrela!

Como sabemos a distância entre a Terra e Sol podemos facilmente achar a distância!

Podemos assim montar um simples cenário que vemos frequentemente no ensino médio.

Já parou pra pensar que você já é capaz de medir a distância de estrelas?

Esse método porém falha para grandes distâncias. Isso acontece porque, com a distância, esse ângulo vai ficando cada vez menor e chega em um momento que não temos precisão em nossos instrumentos para observar essa mudança. A mudança é imperceptível para nossos instrumentos

O próximo método nos permite calcular a distância de galáxias próximas. Ele se baseia em estrelas cefeidas. Essas estrelas possuem massas inicias de 4 a 20 vezes a massa do Sol e então próximas a sua morte. Como assim?

Significa que elas já pararam de produzir hélio em seu núcleo (o Sol está fazendo nesse exato momento) e estão em um periodo de instabilidade.

Essas estrelas pulsam, ou seja, elas mudam seu tamanho periodicamente. E portanto seu brilho aumenta e diminuii, aumenta e diminui…

Em 1912, a maravilhosa Henrietta Leavitt descobriu uma propriedade muito interessante desse tipo de estrela: quanto maior é a luminosidade média de uma estrela cefeida maior é seu periodo, que pode durar de dias a algunas anos.

curva de luz de uma estrela pulsante:

A Luminosidade significa a quantidade de energia em um determinado tempo que sai da superficie dessa estrela.

Mas a verdade é que na Terra não recebemos essa mesma quantidade de energia. Isso acontece por causa da distância(!) desse objeto.

Se pensarmos em uma lâmpada, percebemos que ela fica mais fraca a medida que se afastamos dela. O mesmo acontece com estrelas. Eu posso ter uma estrela A muuuito mais luminosa que B, mas se por acaso A estiver suficientemente distante, pode parecer que ela é +fraquinha do que B

Portanto, o que precisamos 1º é acompanhar a mudança de brilho dessa estrela e saber o seu periodo (ou seja, a quantidade de tempo necessário para pulsar 1 vez). Sabendo seu periodo, pela correlação, podemos prever qual seria a quantidade de energia que sai dessa estrela.

Portanto, podemos comparar essa quantidade de luminosidade liberada e a que recebemos e assim inferir qual seria a distância para observar essas duas propriedades!

Com esse método, nós conseguimos saber a distancia de estrelas cefeida em nossa galáxia e a distância de galáxias próximas quando conseguimos identificar estrelas variáveis nela. Porém, quanto mais distante, mais dificil fica achar essas estrelas e o método se torna impossível.

O último método que queria apresentar é o por Supernovas tipo Ia. A explosão pode ocorrer ou como produto da fusão de duas estrelas de neutron ou quando uma anã branca atinge uma massa crítica após receber continuamente matéria de uma estrela (super)gigante companheira.

Nós percebemos que o brilho é máximo nos dias após a explosão e aos poucos vai diminuindo. E nós percebemos que esse comportamento é muito similar, não importando quão distante a supernova esteja

Portanto, assim como as cefeidas, nós sabemos qual é a quantidade de energia emitida por uma supernova a medida que os dias passam (por exemplo sabemos qual é a luminosidade máxima). Portanto podemos comparar com a quantidade de energia que recebemos em seu pico e pela diferença+

inferir a sua distância!

Esse é um método muito interessante pois, a medida que detectamos uma supernova em qualquer galáxia distante, podemos assim inferir qual seria sua distância

A grande desvantagem desse método é que a média de supernovas em uma galáxia é de poucas por *século*. Portanto, não podemos depender apenas desse método para medir a distância de uma galáxia.

Com o método das cefeidas, nós conseguimos medir a distancia de galáxias próximas e perceber que elas estão muito mais distantes do que podemos considerar como sendo a Via Lactea. Foi dessa forma que no início do século passado descobrimos que a VL é apenas uma entre bilhões

Com o método das supernovas, nós identificamos que algumas galáxias (as quais hospedaram essas explosão) estavam muito mais distantes do que imaginariamos. Já sabiamos que o UNiverso estava em expansão, mas isso não era suficiente para justificar sua distância

Dessa forma que nós concluimos que não somente estava em expansão, mas em uma expansão acelerada!

É isso ai queridos, uma thread mais simplinha mas não quis deixar de produzir. Em breve posso falar sobre o redshift que é uma técnica bem poderosa e amplamente usada para medir distancia de galáxias!

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crédito video inicial:

confesso que o Universo em larga escala me incomodou um pouquinho pq aquilo era a representação da matéria escura e não das galáxias. mas a ideia é aquela mesma da distribuição dos objetos