Astronomia



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Nebulosa M17  : fotografia tirada pelo telescópio Hubble .

A Astronomia é a ciência da observação das estrelas , tentando explicar sua origem , sua evolução e suas propriedades físicas e químicas .

A etimologia do termo astronomia vem do grego ἀστρονομία (ἄστρον e νόμος) que significa lei das estrelas.

Com mais de 5.000 anos de história, as origens da astronomia remontam à Antiguidade nas práticas religiosas pré-históricas . A astronomia é uma das poucas ciências em que os amadores ainda desempenham um papel ativo. É praticado como hobby por um grande público de astrônomos amadores .

História

A astronomia é considerada a mais antiga das ciências. A arqueologia revela que algumas civilizações da Idade do Bronze , e talvez do Neolítico, já possuíam conhecimentos de astronomia. Eles haviam compreendido o caráter periódico dos equinócios e, sem dúvida, sua relação com o ciclo das estações , também sabiam reconhecer certas constelações . A astronomia moderna deve seu desenvolvimento ao da matemática desde a Grécia antiga e à invenção dos instrumentos de observação no final da Idade Média . Se a astronomia foi praticada por vários séculos ao lado da astrologia , a Idade do Iluminismo e a redescoberta do pensamento grego viram o surgimento da distinção entre razão e , tanto que a astrologia não era mais praticada pelos astrônomos .

Neolítico

No Neolítico , todos os grandes círculos megalíticos eram na verdade observatórios astronômicos . Os mais conhecidos são Nabta Playa , de 6.000 a 6.500 anos, e Stonehenge ( Wiltshire , Inglaterra ), 1.000 anos depois. Flammarion , que o entendeu um dos primeiros, falará sobre os círculos megalíticos de “monumentos com vocação astronômica” e “observatórios de pedra”  ;

antiguidade

Os sistemas mais conhecidos, senão os mais desenvolvidos são:

Pré-requisitos

Todas as observações eram feitas a olho nu, pois os Antigos eram auxiliados nessa tarefa pela ausência de poluição industrial e principalmente luminosa . É por esta razão que a maioria das observações antigas seria impossível hoje. Os desenhos da Caverna de Lascaux estão em estudo, pensava-se que os desenhos serviam de local para constelações.

Estas observações, por vezes relativamente simples no aspecto (desenho simples de quatro ou cinco estrelas), supõem já um grande avanço da civilização, nomeadamente a existência de um conjunto constituído, pelo menos, por:

Sem esses pré-requisitos, não pode haver observação astronômica registrável .

Por milênios , a astronomia tem sido comumente associada à astrologia , que geralmente é seu primum movens . A separação entre essas duas ciências só vai intervir no Iluminismo e continua até hoje.

Alta antiguidade

A invenção da astronomia remonta aos caldeus . Em seus primeiros dias, a astronomia era simplesmente a observação e previsão do movimento de objetos celestes visíveis a olho nu . Essas diferentes civilizações legaram muitas contribuições e descobertas .

Na Mesopotâmia , a astronomia viu seus primeiros fundamentos matemáticos aparecerem. O rastreamento dos caminhos das estrelas errantes é feito primeiro em três trilhas paralelas ao equador . Em seguida, após as primeiras observações sistemáticas da extremidade do II th milénio (-1200), os caminhos do Sol e Lua são melhor conhecida. Rumo ao VIII º  século  aC. J. - C. surge o conceito de eclíptica e, mais tarde, uma primeira forma de zodíaco com doze partes iguais começa a tomar forma no tempo, mas ainda não no espaço.

Por meio da I st milênio vê, assim, uma coexistem rastreamento doze signos convenientes para os cálculos de estrelas de posição, e rastreamento em constelações utilizados para interpretações da adivinhação astral . Somente nessa época os períodos dos ciclos dos planetas são determinados . Há também o corte de 360 ​​° da eclíptica . A astronomia mesopotâmica é geralmente diferenciada da astronomia grega por seu caráter aritmético  : é empírica. Não procuramos as causas dos movimentos, portanto não criamos modelos para explicá-los, os fenômenos não são percebidos como aparências resultantes de um cosmos geometricamente representável .

Astrônomos da Mesopotâmia, no entanto, tem o grande mérito de ter documentado cuidadosamente muitas observações do VIII th  século, pelo menos. Essas observações serão muito úteis para os astrônomos gregos.

Antiguidade clássica e tardia

Sócrates considera a astronomia fútil, ao contrário da Atenas antiga  : os gregos antigos , incluindo Eratóstenes , Eudoxo de Cnido , Apolônio , Hiparco e Ptolomeu , gradualmente constroem uma teoria geocêntrica muito elaborada. Aristarco de Samos formula as bases de uma teoria heliocêntrica . No que diz respeito ao Sistema Solar , graças à teoria dos epiciclos ea elaboração de tabelas com base nesta teoria, é possível, a partir do período de Alexandria , para calcular de forma bastante precisa os movimentos das estrelas, incluindo as estrelas. Lunar e eclipses solares. No que diz respeito à astronomia estelar, trazem contribuições importantes, em particular a definição do sistema de magnitude . O Almagesto de Ptolomeu já contém uma lista de quarenta e oito constelações e 1022 estrelas.

Idade Média

A astronomia não pode ser estudada sem a contribuição de outras ciências que lhe são complementares e necessárias: a matemática ( geometria , trigonometria ), assim como a filosofia . É usado para calcular o tempo .

Sobre ciência e educação em geral na Idade Média:

Alta meia-idade

A astronomia indiana teria atingido o pico por volta de 500, com a Aryabhatiya que apresenta um sistema matemático quase copernicano , no qual a Terra gira sobre seu eixo. Este modelo considera o movimento dos planetas em relação ao sol .

Para se orientar no mar, mas também no deserto , as civilizações árabe- persas precisam de dados muito precisos. Derivado do astronomies indiana e grega , a astronomia culminam islâmica para o X th  século.

Boethius é o fundador do VI º  século quadrivium , que inclui a aritmética , a geometria , a música e astronomia.

Após as invasões bárbaras , a astronomia se desenvolveu relativamente pouco no Ocidente .

É contra florescente no mundo muçulmano a partir do IX th  século. O astrônomo persa al-Farghani (805-880) escreve extensivamente sobre o movimento dos corpos celestes  ; ele faz uma série de observações que lhe permitem calcular a obliquidade da eclíptica . Al-Kindi (801-873), filósofo e cientista enciclopédico, escreveu 16 livros sobre astronomia. Al-Battani (855-923) é astrônomo e matemático. Al-Hasib Al Misri (850-930) é um matemático egípcio. Al-Razi (864-930) é um cientista persa. Finalmente, Al-Fârâbî (872-950) é um grande filósofo e cientista iraniano.

No final da X ª  século, um grande observatório foi construído perto de Teerã pelo persa astrônomo Al Khujandi .

A filosofia ( Platão e Aristóteles ) está integrada com todas as outras ciências ( medicina , geografia , mecânicaetc. ) desse grande movimento de avivamento chamado Idade de Ouro do Islã .

São Beda , o VIII º  século, desenvolvido no Ocidente 's artes liberais ( trivium e quadrivium ). Ele estabelece as regras de computação para o cálculo dos festivais móveis e para o cálculo do tempo , que requerem elementos da astronomia.

Outros elementos são introduzidos no Ocidente através de Gerbert d'Aurillac (Silvestre II) um pouco antes do ano mil , com a filosofia de Aristóteles. É difícil saber exatamente quais astrônomos muçulmanos eram conhecidos por Gerbert d'Aurillac na época.

Idade Média tardia

O trabalho de al-Farghani traduzido em latim na XII th  século, juntamente com muitos outros tratados árabes e da filosofia de Aristóteles.

No mundo muçulmano, podemos citar:

Era moderna

Durante o Renascimento , Copérnico propôs um modelo heliocêntrico do Sistema Solar com muitos pontos em comum com a tese de Nasir ad-Din at-Tusi , com o De revolutionibus publicado em 1543 após sua morte.

Quase um século depois, essa ideia é defendida, ampliada e corrigida por Galileu e Kepler . Galileu imagina um telescópio astronômico , inspirado no trabalho do holandês Hans Lippershey (cujo telescópio só aumentou três vezes e distorceu objetos), para melhorar suas observações. Baseando-se em observações muito precisas de observações feitas pelo grande astrônomo Tycho Brahe , Kepler é o primeiro a imaginar um sistema de leis que rege os detalhes do movimento dos planetas ao redor do Sol, mas não é capaz de formular uma teoria que vá além do simples descrição apresentada em suas leis .

Foi Isaac Newton que, ao formular a lei da atração dos corpos (a lei da gravitação ) associada às suas leis do movimento, finalmente tornou possível dar uma explicação teórica ao movimento dos planetas. Ele também inventou o telescópio refletor , que melhorou as observações.

A mudança do modelo geocêntrico de Ptolomeu para o modelo heliocêntrico com Copérnico / Galileu / Newton é descrita pelo filósofo da ciência Thomas Samuel Kuhn como uma revolução científica .

Período contemporâneo

Descobrimos que as estrelas são objetos muito distantes: a estrela mais próxima do Sistema Solar , Proxima Centauri , está a mais de quatro anos-luz de distância .

Com a introdução da espectroscopia , mostra-se que eles são semelhantes ao Sol , mas em uma ampla gama de temperaturas , massas e tamanhos. A existência de nossa galáxia, a Via Láctea , como um estrelas distintos, está provado no início do XX °  século, devido à existência de outras galáxias .

Pouco depois, descobrimos a expansão do Universo , consequência da lei de Hubble que estabelece uma relação entre a velocidade de distância das outras galáxias em relação ao Sistema Solar e a sua distância.

A cosmologia feito grandes progressos durante o XX th  século, particularmente com a teoria do Big Bang , amplamente apoiada pela astronomia e física , tais como a radiação térmica cosmológico (ou CMB), e as várias teorias de nucleossíntese que explicam a abundância de elementos químicos e seus isótopos .

Nas últimas décadas do XX °  século, o advento dos telescópios de rádio , a astronomia e meios para o processamento de dados permite que novos tipos de experimentos em corpos celestes distantes, análise espectroscópica de linhas de emissão emitidas por átomos e suas diferentes isótopos durante saltos quânticos , e transmitido através do espaço por ondas eletromagnéticas .

A UNESCO declara 2009 como o Ano Internacional da Astronomia .

Assuntos astronômicos

No seu início, durante a Antiguidade , a astronomia consistia principalmente na astrometria , ou seja, a medição da posição no céu de estrelas e planetas .

Posteriormente, da obra de Kepler e Newton nasceu a mecânica celeste que permite a previsão matemática dos movimentos dos corpos celestes sob a ação da gravitação , em particular dos objetos do sistema solar . Muito do trabalho nessas duas disciplinas (astrometria e mecânica celeste), anteriormente feito à mão, agora é altamente automatizado graças a computadores e sensores CCD , a tal ponto que agora eles raramente são vistos como disciplinas separadas. A partir de agora, o movimento e a posição dos objetos podem ser conhecidos rapidamente, tanto que a astronomia moderna está muito mais preocupada em observar e compreender a natureza física dos objetos celestes .

Desde o XX th  século, astronomia profissional tende a separar-se em duas disciplinas: astronomia observacional e astrofísica teórica . Embora a maioria dos astrônomos use ambos em suas pesquisas, devido aos diferentes talentos necessários, os astrônomos profissionais tendem a se especializar em uma ou outra dessas áreas. A astronomia observacional preocupa-se principalmente com a aquisição de dados, o que inclui a construção e manutenção de instrumentos e o processamento de resultados . A astrofísica teórica está interessada na busca das implicações observacionais de diferentes modelos , ou seja, busca compreender e predizer os fenômenos observados.

A Astrofísica é o ramo da astronomia que determina os fenômenos físicos deduzidos pela observação das estrelas. Atualmente, todos os astrônomos possuem amplo treinamento em astrofísica e suas observações são quase sempre estudadas em um contexto astrofísico. Por outro lado, existem vários pesquisadores que estudam exclusivamente astrofísica . O trabalho dos astrofísicos é analisar dados de observações astronômicas e deduzir fenômenos físicos a partir delas .

Os campos de estudo da astronomia também são classificados em duas outras categorias:

Assuntos por assunto

Astronomia solar

Uma imagem ultravioleta da fotosfera do Sol obtida pelo telescópio TRACE .

A estrela mais estudada é o Sol , uma pequena estrela típica na sequência principal do tipo espectral G2V antiga e com cerca de 4,6 bilhões de anos. O Sol não é considerado uma estrela variável , mas sofre mudanças periódicas em sua atividade, que podem ser vistas através das manchas solares . Este ciclo solar de flutuação no número de manchas dura 11 anos. As manchas solares são mais frias do que as regiões normais associadas a intensa atividade magnética .

A luminosidade do Sol aumentou constantemente durante sua vida. Hoje, ele é de fato 40% mais brilhante do que quando se tornou uma estrela na seqüência principal . O Sol também passou por mudanças periódicas de brilho que tiveram um impacto significativo na Terra . Por exemplo, o Mínimo de Maunder é suspeito de ser a causa da Pequena Idade do Gelo que ocorreu durante a Idade Média .

No centro do Sol está o coração, uma área onde a temperatura e a pressão são suficientes para permitir a fusão nuclear . Acima do núcleo está a zona de radiação , onde o plasma carrega fluxos de energia por meio da radiação . A camada que recobre a zona de radiação forma a zona de convecção onde a energia é conduzida em direção à fotosfera por meio da convecção , ou seja, dos movimentos físicos do gás. Acredita-se que essa zona de convecção seja a fonte da atividade magnética que gera os pontos.

A superfície externa do Sol é chamada de fotosfera . Logo acima dessa camada está uma região fina chamada cromosfera . Finalmente está a coroa solar .

O vento solar , um fluxo de plasma composto principalmente de partículas carregadas, constantemente "sopra" do Sol para a heliopausa . Ele interage com a magnetosfera da Terra para criar os cinturões de Van Allen . As luzes polares também são consequência desse vento solar.

Planetologia

Representação parcial do Sistema Solar (escalas não respeitadas).

Este campo da planetologia se preocupa com todos os planetas , luas , planetas anões , cometas , asteróides e outros corpos orbitando ao redor do Sol; bem como exoplanetas . O Sistema Solar tem sido relativamente bem estudado, primeiro usando telescópios e depois sondas . Isso proporcionou uma boa compreensão geral da formação e evolução deste sistema planetário, embora um grande número de descobertas ainda devam ser feitas.

O Sistema Solar é subdividido em cinco partes: o Sol , os planetas internos , o cinturão de asteróides , os planetas externos e a nuvem de Oort . Os planetas internos são todos telúricos , são Mercúrio , Vênus , Terra e Marte . Os planetas externos, gigantes gasosos , são Júpiter , Saturno , Urano e Netuno . Atrás de Netuno está o Cinturão de Kuiper e, finalmente, a Nuvem de Oort , que provavelmente se estende por um ano-luz .

Os planetas eram formados por um disco protoplanetário que circundava o Sol quando este havia acabado de se formar. Por meio de um processo que combina atração gravitacional, colisão e acréscimo, o disco formou amálgamas de matéria que, com o tempo, se tornaram protoplanetas . Naquela época, a pressão de radiação do vento solar explodiu a maior parte da matéria que não havia se montado, e apenas planetas com massa suficiente poderiam reter sua atmosfera gasosa. Os planetas continuaram a ejetar o material remanescente durante um período de intenso bombardeio de meteoritos, como evidenciado pelas muitas crateras encontradas, entre outras, na lua. Durante este período, alguns protoplanetas podem ter colidido e, de acordo com a hipótese principal , foi assim que a Lua se formou.

Uma vez que um planeta atinge massa suficiente, materiais de diferentes densidades começam a se separar uns dos outros, isso é diferenciação planetária . Este processo pode formar um núcleo rochoso ou metálico, circundado por um manto e crosta. O coração pode incluir regiões sólidas e líquidas e, em alguns casos, pode gerar seu próprio campo magnético , que protege o planeta e sua atmosfera do ataque do vento solar.

Astronomia estelar

A nebulosa planetária de Ant . As ejeções de gás da estrela central moribunda mostram lobos simétricos, ao contrário das figuras caóticas de explosões comuns.

O estudo das estrelas e da evolução estelar é fundamental para a nossa compreensão do universo. A astrofísica das estrelas foi determinada por meio de observação e compreensão teórica, bem como por meio de simulações de computador.

Uma estrela se forma em regiões densas de poeira e gás, conhecidas como nuvens moleculares gigantes . Quando desestabilizados, os fragmentos podem colapsar sob a influência da gravidade para formar uma proto - estrela . Uma região suficientemente densa e quente causará a fusão nuclear , criando uma estrela da sequência principal .

Quase todos os elementos mais pesados ​​que o hidrogênio e o hélio foram criados no núcleo das estrelas.

As características da estrela resultante dependem, em primeiro lugar, de sua massa inicial. Quanto mais massiva for a estrela, maior será sua luminosidade e mais rápido ela irá esvaziar o estoque de hidrogênio presente em seu núcleo. Com o tempo, essa reserva é totalmente convertida em hélio e a estrela começa a evoluir . O derretimento do hélio requer uma temperatura mais alta no núcleo, dessa forma a estrela fica maior e seu núcleo se adensa ao mesmo tempo. Tornando-se uma gigante vermelha , nossa estrela consome seu hélio. Esta fase é relativamente curta. Estrelas muito massivas também podem passar por uma série de fases de encolhimento, onde a fusão continua em elementos cada vez mais pesados.

O destino final da estrela depende de sua massa: estrelas que são mais de 8 vezes mais massivas que o Sol podem colapsar em supernovas  ; enquanto as estrelas mais claras formam nebulosas planetárias e evoluem para anãs brancas . O que resta de uma estrela muito grande é uma estrela de nêutrons ou, em alguns casos, um buraco negro . Estrelas binárias próximas podem seguir caminhos mais complexos em sua evolução, como uma transferência de massa pela companheira de uma anã branca que pode causar uma supernova. Os estágios finais da vida das estrelas, incluindo nebulosas planetárias e supernovas, são necessários para a distribuição dos metais no meio interestelar ; sem ele, todas as novas estrelas (incluindo seus sistemas planetários) seriam formadas apenas de hidrogênio e hélio.

Astronomia galáctica

O Sistema Solar orbita a Via Láctea , uma galáxia espiral barrada que é um membro importante do Grupo Local . É uma massa giratória formada de gás, estrelas e outros objetos mantidos juntos por atração gravitacional mútua. Como a Terra está localizada em um braço externo empoeirado, grande parte da Via Láctea não pode ser vista.

No centro da Via Láctea está o núcleo, um bulbo alongado que muitos astrônomos acreditam abrigar um buraco negro supermassivo em seu centro gravitacional. Ele é cercado por quatro braços espirais principais, começando no núcleo. É uma região ativa da galáxia que contém muitas estrelas jovens pertencentes à população II . O disco é cercado por um halo esferoidal de estrelas mais velhas da população I , bem como por uma concentração relativamente densa de aglomerados globulares .

Entre as estrelas está o meio interestelar , uma região de matéria espalhada. Nas regiões mais densas, nuvens moleculares formadas principalmente de hidrogênio molecular contribuem para a formação de novas estrelas . Começa com nebulosas escuras que se densificam e então entram em colapso (para um volume determinado pelo comprimento de Jeans ) para formar protoestrelas compactas.

Quando estrelas mais massivas aparecem, elas transformam a nuvem em uma região HII de gás e plasma luminescente. O vento estelar e as explosões da supernova acabam por servir para dispersar a nuvem, muitas vezes deixando para trás um ou mais aglomerados abertos . Esses aglomerados se dispersam gradualmente e as estrelas se juntam à população da Via Láctea.

Estudos cinemáticos da matéria na Via Láctea mostraram que há mais massa do que parece. Um halo de matéria escura parece dominar a massa, embora a natureza dessa matéria escura permaneça indeterminada.

Astronomia extragalática

Efeito da lente gravitacional produzida pelo aglomerado de galáxias (centro da imagem). O campo gravitacional deste aglomerado dobra a luz emitida por objetos mais distantes, e eles aparecem distorcidos (objetos azuis).

O estudo de objetos localizados fora de nossa galáxia é um ramo da astronomia preocupado com a formação e evolução das galáxias  ; sua morfologia e classificação  ; examinando galáxias ativas  ; bem como por grupos e aglomerados de galáxias . Eles são importantes para a compreensão das estruturas em grande escala do Universo .

A maioria das galáxias são organizadas em formas distintas, o que permite que um esquema de classificação seja estabelecido. Eles são comumente divididos em galáxias espirais , elípticas e irregulares .

Como o nome sugere, uma galáxia elíptica tem a forma de uma elipse. Suas estrelas se movem em uma órbita escolhida aleatoriamente, sem direção preferencial. Essas galáxias contêm pouco ou nenhum gás interestelar , poucas regiões de formação de estrelas e geralmente estrelas velhas. As estrelas são normalmente encontradas nos núcleos de aglomerados galácticos que podem se formar a partir da fusão de galáxias maiores.

Uma galáxia espiral é organizada como um disco plano giratório, normalmente com um bulbo ou barra proeminente em seu centro, bem como braços espirais que se estendem para fora. Esses braços são regiões empoeiradas de formação de estrelas onde estrelas jovens e massivas produzem uma tonalidade azulada. Galáxias espirais são normalmente cercadas por um halo de estrelas mais antigas. A Via Láctea e a galáxia de Andrômeda são galáxias espirais.

As galáxias irregulares têm aparência caótica e não são espirais nem elípticas. Cerca de um quarto das galáxias são irregulares. A forma particular pode ser o resultado de uma interação gravitacional .

Uma galáxia ativa é uma estrutura na qual uma parte significativa da energia que emite não vem de suas estrelas, gás ou poeira. Esse tipo de galáxia é alimentado por uma região compacta em seu núcleo, geralmente um buraco negro supermassivo , acredita-se, que emite radiação dos materiais que engole.

Uma radiogaláxia é uma galáxia ativa que é muito brilhante no domínio do rádio do espectro eletromagnético e que produz lobos gigantescos de gás . Galáxias ativas que emitem radiação de alta energia incluem as galáxias Seyfert , quasares e blazares . Os quasares parecem ser os objetos mais brilhantes do universo conhecido .

As grandes estruturas do cosmos são representadas por grupos e aglomerados de galáxias . Essa estrutura é organizada de forma hierárquica, sendo que as maiores conhecidas até o momento são os superaglomerados . Tudo está organizado em filamentos e paredes, deixando imensas regiões vazias entre eles.

Cosmologia

O fundo difuso cósmico , mapeado por WMAP .

A cosmologia (do grego κοσμος "mundo, universo" e λογος "palavra, estudo") poderia ser considerada o estudo do universo como um todo.

Representação do modelo cosmológico atual. O universo observável é uma esfera a 46,508 bilhões de anos-luz de distância, com 4% de matéria visível distribuída em gás, poeira, estrelas e galáxias agrupadas em estruturas reconhecíveis.

As observações da estrutura do Universo em grande escala , um ramo denominado cosmologia física , proporcionaram uma compreensão profunda da formação e evolução do cosmos. A bem aceita teoria do Big Bang é fundamental para a cosmologia moderna, que diz que o universo começou como um único ponto e depois cresceu ao longo de 13,7 bilhões de anos até seu estado atual. O conceito do Big Bang pode ser rastreado até a descoberta do fundo difuso cósmico em 1965 .

Nesse processo de expansão, o universo passou por vários estágios de evolução. Nos primeiros dias, nossas teorias atuais mostram uma inflação cósmica extremamente rápida, que homogeneizou as condições iniciais. Então, a nucleossíntese primordial produziu os blocos de construção do universo recém-nascido.

Quando os primeiros átomos foram formados, o espaço tornou-se transparente à radiação, liberando energia, vista hoje através do fundo difuso cósmico . A expansão do universo então experimentou uma Idade das Trevas devido à falta de fontes de energia estelares.

Uma estrutura hierárquica da matéria começou a se formar a partir de pequenas variações na densidade da matéria. A matéria então se acumulou nas regiões mais densas, formando nuvens de gás interestelar e as primeiras estrelas . Essas estrelas massivas desencadearam então o processo de reionização e parecem estar na origem da criação de muitos elementos pesados ​​do jovem universo.

A força gravitacional empacotou a matéria em filamentos, deixando enormes regiões vazias nas lacunas. Gradualmente, organizações de gás e poeira surgiram para formar as primeiras galáxias primitivas. Com o tempo, eles atraíram mais material e frequentemente se organizaram em aglomerados de galáxias e , em seguida, em superaglomerados .

A existência de matéria escura e energia escura é fundamental para a estrutura do universo. Eles agora são considerados os componentes dominantes, formando 96% da densidade do universo. Por isso, muito esforço é feito para descobrir a composição e a física que governam esses elementos.

Disciplinas por tipo de observação

Na astronomia, as informações vêm principalmente da detecção e análise da luz visível ou de outra onda eletromagnética . A astronomia de observação pode ser dividida de acordo com as regiões observadas do espectro eletromagnético . Algumas partes do espectro podem ser observadas da superfície da Terra , enquanto outras são observáveis ​​apenas em grandes altitudes ou mesmo no espaço. Informações específicas sobre esses sub-ramos são fornecidas abaixo.

Radioastronomia

O Very Large Array é um exemplo de um radiotelescópio .

O RAS estuda radiação com comprimento de onda maior que um milímetro . A radioastronomia é diferente de outras formas de observações astronômicas, pois as ondas de rádio são tratadas mais como ondas do que como fótons distintos. É mais fácil medir a amplitude e a fase das ondas de rádio do que aquelas de comprimentos de onda mais curtos.

Embora algumas ondas de rádio sejam produzidas por alguns objetos astronômicos como emissões térmicas , a maioria das emissões de rádio observadas da Terra são vistas como radiação síncrotron , que é produzida quando os elétrons oscilam em torno de campos magnéticos . Além disso, um certo número de linhas espectrais produzidas pelo gás interestelar , em particular a linha do hidrogênio a 21  cm , são observáveis ​​no domínio do rádio.

Uma ampla variedade de objetos pode ser observada em ondas de rádio, incluindo supernovas , gás interestelar , pulsares e núcleos galácticos ativos .

Astronomia infravermelha

A astronomia infravermelha se preocupa com a detecção e análise da radiação infravermelha (comprimentos de onda maiores que os da luz vermelha ). Exceto para comprimentos de onda próximos à luz visível , a radiação infravermelha é fortemente absorvida pela atmosfera  ; por outro lado, produz emissões infravermelhas significativas. Portanto, os observatórios infravermelhos devem estar localizados em locais muito altos e secos , ou no espaço.

Astronomia infravermelha é particularmente útil para observar regiões galácticas rodeadas por poeira e para estudos de gases moleculares . Solicitado no âmbito da observação de objetos frios (menos de algumas centenas de Kelvin ), é, portanto, também útil para a observação de atmosferas planetárias .

Entre os observatórios infravermelhos, podem ser mencionados os telescópios espaciais Spitzer e Herschel .

Astronomia ótica

Historicamente, a astronomia óptica, também conhecida como astronomia de luz visível , é a forma mais antiga de astronomia. Originalmente, as imagens ópticas eram desenhadas à mão. No final do XIX °  século e durante boa parte do XX °  século, as imagens foram feitas usando o equipamento fotográfico . As imagens modernas são produzidas usando detectores digitais, especialmente câmeras CCD . Embora a própria luz visível varie de aproximadamente 4000  Å a 7000  Å (400 a 700  nm ), o mesmo equipamento pode ser usado para observar ultravioleta próximo, bem como infravermelho próximo.

Na realidade, a atmosfera não é totalmente transparente à luz visível. Na verdade, as imagens obtidas na Terra nesses comprimentos de onda sofrem distorções devido à turbulência atmosférica. É esse fenômeno o responsável pelo piscar das estrelas. O poder de resolução, bem como a magnitude limite teórica de um telescópio terrestre são, portanto, reduzidos por causa dessas mesmas perturbações. Para remediar esse problema, é necessário, portanto, deixar a atmosfera terrestre. Outra solução, a óptica adaptativa , também ajuda a reduzir a perda de qualidade da imagem.

Astronomia ultravioleta

Astronomia ultravioleta refere-se a observações em comprimentos de onda correspondentes ao ultravioleta, ou seja, entre ~ 100 e 3200  Å (10 a 320  nm ). A luz desses comprimentos é absorvida pela atmosfera da Terra, portanto, as observações desses comprimentos de onda são feitas da atmosfera superior ou do espaço. A astronomia ultravioleta é mais adequada para observar a radiação térmica e linhas espectrais de estrelas azuis quentes ( estrelas OB ) que são muito brilhantes nesta área. Isso inclui as estrelas azuis de outras galáxias, que têm sido alvo de diversos estudos sobre o assunto. Outros objetos também são comumente observados em UV , como nebulosas planetárias , remanescentes de supernovas ou núcleos galácticos ativos . No entanto, a luz ultravioleta é facilmente absorvida pela poeira interestelar , portanto, as medições precisam ser corrigidas para a extinção.

Astronomia de raios-x

O telescópio espacial em raios-X Chandra transformou nosso conhecimento do universo.

A astronomia de raios X é o estudo de objetos astronômicos em comprimentos de onda correspondentes aos raios X , ou seja, de cerca de 0,1 a 100  Å (0,01 a 10  nm ). Normalmente, os objetos emitem raios-x como emissões síncrotron (produzidas por elétrons oscilando em torno das linhas de um campo magnético ), emissões térmicas de gases finos (chamados de radiação de frenagem contínua ) que estão acima de 10 7  kelvins e emissão térmica de gases grossos (chamados radiação de corpo negro ), cuja temperatura é superior a 10 7  K . Como os raios X são absorvidos pela atmosfera terrestre, todas as observações de raios X devem ser feitas por balões de grande altitude, foguetes ou espaçonaves. Entre as fontes notáveis ​​de raios-X, podemos citar binários X , pulsares , supernova slash , galáxias elípticas ou ativas e aglomerados de galáxias .

Astronomia de raios gama

Os raios gama da astronomia Para comprimentos menores do espectro eletromagnético das ondas . Os raios gama podem ser observados diretamente por satélites como o Compton Gamma Ray Observatory .

Os remanescentes das supernovas , os pulsares e o Centro Galáctico são exemplos de fontes de radiação gama na Via Láctea, enquanto os blazares (uma subcategoria de galáxias ativas ) são a principal classe de fontes de radiação extragaláctica. Finalmente, as explosões de raios gama também formam uma grande população de fontes transitórias que podem ser observadas neste regime de energia de luz.

Astronomia gravitacional

A astronomia gravitacional ou astronomia de ondas gravitacionais , é o ramo da astronomia que observa os objetos celestes graças às ondas gravitacionais ou pequenas perturbações da propagação do espaço-tempo no espaço e pode ser detectada no auxílio do interferômetro de grande escala.

Um total de 6 fontes de ondas gravitacionais foram detectadas até agora, todas resultantes da fusão de objetos celestes compactos: a fusão de dois buracos negros ( GW150914 ) e a fusão de duas estrelas de nêutrons .

Astronomia Neutrino

A astronomia de neutrinos é um ramo da astronomia que visa estudar objetos celestes capazes de produzir neutrinos de energias muito altas (da ordem de algumas centenas de TeV a vários PeV).

Ciências interdisciplinares

A astronomia e a astrofísica desenvolveram ligações importantes com outros campos do estudo científico, a saber:

Astronomia amadora

Astrônomos amadores observam uma variedade de objetos celestes, usando equipamentos que às vezes eles próprios constroem . Os alvos mais comuns para um astrônomo amador são a Lua , planetas , estrelas , cometas , enxames de meteoros , bem como objetos do céu profundo , como aglomerados de estrelas , galáxias e nebulosas . Um ramo da astronomia amadora é a astrofotografia , que envolve fotografar o céu noturno. Alguns amadores gostam de se especializar na observação de um determinado tipo de objeto.

A maioria dos amadores observa o céu em comprimentos de onda visíveis, mas uma minoria trabalha com radiação fora do espectro visível. Isso inclui o uso de filtros infravermelhos em telescópios convencionais ou o uso de radiotelescópios. O pioneiro da radioastronomia amadora foi Karl Jansky, que começou a observar o céu em ondas de rádio na década de 1930 . Vários entusiastas usam telescópios feitos por eles mesmos ou telescópios que foram originalmente construídos para pesquisas astronômicas, mas agora estão disponíveis para eles (por exemplo, o Telescópio de Uma Milha ).

Uma certa franja da astronomia amadora continua a avançar a astronomia. Na verdade, é uma das únicas ciências em que os amadores podem contribuir significativamente . Eles podem realizar os cálculos de ocultação que são usados ​​para especificar as órbitas dos planetas menores. Eles também podem descobrir cometas, fazer observações regulares de estrelas duplas ou múltiplas. Os avanços na tecnologia digital permitiram aos entusiastas fazer progressos impressionantes no campo da astrofotografia.

Notas e referências

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Bibliografia

Veja também

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