Como Pesar Uma Estrela Usando Uma Lua

Como os astrônomos pesam uma estrela que está a trilhões de quilômetros e pode ser do tamanho de um quarto? Na maioria dos casos eles não podem, embora eles possam ter uma boa estimativa usando modelos computacionais da estrutura estelar.

Um novo trabalho feito pelo astrofísico David Kipping mostra que em casos especiais nós podemos pesar uma estrela de forma direta. Se a estrela tem um planeta, e esse planeta tem uma lua, e ambos cruzam a frente da estrela, então nós podemos medir o tamanho e as órbitas e assim aprendermos sobre a estrela.

“Eu as vezes me pego perguntando como os astrônomos pesam as estrelas. Nós apenas adicionamos uma nova técnica à nossa caixa de ferramentas para essa proposta”, disse Kipping.

Os astrônomos já encontraram mais de 90 planetas que cruzam a frente ou transitam suas estrelas. Medindo a quantidade da luz da estrela que é bloqueada, eles podem calcular o tamanho do planeta em relação a estrela. Mas eles não podem saber exatamente quão grande é o planeta pois eles não sabem o tamanho verdadeiro da estrela. Modelos computacionais fornecem uma boa estimativa, mas em ciências sempre as medidas reais são as melhores estimativas.

Kipping percebeu que se um planeta em trânsito tivesse uma lua grande o suficiente para ser observada, então o sistema planeta-lua-estrela poderia ser medido de modo que podemos assim calcular exatamente o tamanho e a massa dos três corpos.

“Basicamente, nós medimos as órbitas do planeta ao redor da estrela e da lua ao redor do planeta. Então através das Leis de Kepler do movimento, é possível calcular a massa da estrela”, explica Kipping.

O processo não é fácil e necessita de algumas etapas. Medindo quanto da luz da estrela é bloqueada quando o planeta e a lua a transitam, os astrônomos determinam três números fundamentais: 1-) o período orbital da lua e do planeta; 2-) o tamanho de suas órbitas com relação a estrela e 3-) o tamanho do planeta e da lua com relação a estrela.

Colocando esses números na Terceira Lei de Kepler é possível obter a densidade da estrela e do planeta. Como a densidade é a massa dividida pelo volume, as densidades relativas e os tamanhos relativos fornecem as massas relativas. Finalmente, os cientistas medem as oscilações na estrelas causadas pela força gravitacional do planeta, conhecida como velocidade radial. Combinando as medidas de velocidade radial com a massa relativa, eles podem obter a massa da estrela de forma direta.

“Se não existir uma lua, todo o exercício seria impossível”, explica Kipping. “Sem uma lua, significa que nós não poderíamos trabalhar com a densidade do planeta e então todos os outros cálculos seriam impossíveis”.

Kipping ainda não empregou o seu método na pratica, pois não existe nenhuma estrela conhecida que tenha tanto um planeta como uma lua transitando. Contudo, a sonda Kepler da NASA deve descobrir em breve alguns desses sistemas.

“Quando forem descobertos, estaremos prontos para pesar as estrelas”, disse Kipping.

Essa pesquisa foi publicada no Monthly Notices da Royal Astronomical Society, sediada em Cambridge, Mass, o Haravard Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) é uma colaboração entre o Smithsonian Astrophysical Observatory e o Harvard College Observatory. Os pesquisadores no CfA são organizados em seis divisões de pesquisa estudando a origem, evolução e o destino final do universo.

Fonte:

http://spacefellowship.com/news/art23190/how-to-weigh-a-star-using-a-moon.html

Sérgio Sacani

Sérgio Sacani

Formado em geofísica pelo IAG da USP, mestre em engenharia do petróleo pela UNICAMP e doutor em geociências pela UNICAMP. Sérgio está à frente do Space Today, o maior canal de notícias sobre astronomia do Brasil.

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