Max Karl Ernest Ludwig Planck, observando que os resultados de James Hopwood Jeans, John William Strutt ou Lord Rayleigh, não eram compatíveis com a realidade, em 1.900, sugeriu que a luz, os raios-X entre outras ondas eletromagnéticas não poderiam ser emitidos de forma arbitrária, porém, de forma descontínua, em minúsculos “pacotes” denominados “quanta”, que significa “luz” em grego.
A teoria dos quanta ou mecânica quântica acabou por englobar os princípios físicos que descrevem e explicam, por enquanto, o comportamento da luz e da matéria nas escalas subatômica e atômica.
A mecânica quântica gerou interpretações e conceitos que diferem daqueles sustentados pela mecânica clássica, pois se baseiam na emissão descontínua de energia, tenta visualizar as propriedades moleculares e atômicas e seus elementos constituintes: elétrons, prótons, nêutrons e demais partículas como os quarks. Essas propriedades incluem as interações das partículas entre si e com a radiação eletromagnética.
*“A definição de quanta, cujo plural é “quantum” consiste na quantidade indivisível de energia eletromagnética que, para uma radiação de freqüência f, é igual ao produto h x f, onde h é a constante de Planck..”
A definição de quanta nos diz que cada quantum deve ter uma determinada cota de energia, e, quanto mais alta for a freqüência das ondas eletromagnéticas, maior será esta cota. Portanto seguindo esta lógica, existirá um momento em que a uma determinada alta freqüência, a emissão de um único quantum exigiria mis energia do que a disponível no elemento emissor. Logo, a radiação em freqüências altas seria reduzida, e, portanto a razão de perda de energia de um corpo seria finita.
Albert Einstein concebendo o universo como uma esfera, afirmou "da razão poderosa e suprema que se revela no incompreensível universo".
Em 1.915 foi publicada a teoria geral da relatividade por Albert Einstein, esta afirmava que ao irradiar luz, um corpo de grande massa tendo então um forte campo gravitacional, este deveria agir sobre aquela. Einstein ampliou o trabalho de Planck que demonstrou que a luz não era composta apenas de ondas, mas também de ondas, isto é, havia uma dualidade entre ondas e partículas dependendo da maneira como era observada a luz. As partículas luminosas foram chamadas de fótons, palavra grega que significa “luz”.
Quando em repouso, a massa de um fóton é nula, não atua como fonte de um campo gravitacional, portanto não reagem a este. É sabido que os fótons sempre estão em atividade, isto é, nunca estão em repouso, logo “viajam”.
Em 1.923, Edwin Powell Hubble descobriu um tipo de estrela de luminosidade variável, chamada Cefeida, provando a existência de nebulosas extragalácticas, constituídas de sistemas estelares independentes.
Pela observação destas cefeidas, conseguiu determinar as distâncias de galáxias análogas à Via Láctea entre si. Em 1.929, descobriu uma relação que deu uma idéia sobre o começo do Universo, confirmando assim a teoria da expansão e anunciando que a velocidade de uma nebulosa em relação à outra é proporcional à distância entre elas. A relação entre essas grandezas é chamada de constante de Hubble. Esta descoberta se deu pela observação de que para qualquer ponto que se olhe a partir da Terra as galáxias distantes se afastam da nossa, ou seja, existe uma expansão do tecido universal em todos os sentidos e em forma esférica. Ou de forma mais simples, o Universo está se expandindo em todas as direções. Se estivéssemos vendo uma espécie de filme da expansão do Universo, ao retrocedermos o vídeo, veríamos claramente que todos os objetos estavam mais próximos uns dos outros em tempos remotos. E retornando ainda mais entre dez e vinte bilhões de anos, chegaríamos no momento onde em seu impulso inicial havia infinita densidade de massa num espaço nulo. Isto é, chegaríamos no momento do Big Bang, ou quando o Universo fora infinitesimalmente pequeno e infinitamente denso.
Esta teoria satisfaz dois requisitos que a mantém consistente:
Faz previsões bem definidas quanto aos resultados das observações que podem ser executadas futuramente.
Descreve precisamente uma vasta categoria de observações, e sua base contém muito poucos modelos arbitrários.
Ao questionarmos como seria o Universo antes da grande explosão, as leis atuais da física em prever um comportamento universal falhariam. Se houveram quaisquer eventos antes deste tempo, estes não afetariam o tempo atual. Logo, pode-se definir que a existência do tempo atual se iniciou com o Big Bang e que a expansão do Universo é proporcional à expansão do tempo universal. Tempos anteriores a este evento provavelmente são fisicamente indefiníveis.
“Santo Agostinho em suas reflexões sobre o que Deus fazia antes da criação do Universo, afirmou que o tempo é uma propriedade do Universo criado por Deus, portanto o tempo se iniciou com o Universo e que não existia antes da sua criação, logo não procede o questionamento do que existia antes da criação.”
*Quando se tem um Universo dinâmico, o começo do tempo é associado ao começo deste, ambos se dilatam, ambos se expandem.
*Quando temos um Universo estático, imutável, seu começo deve ser imposto por um ser externo, pois não há necessidade física para o evento que o faz iniciar.
Portanto, para um Universo dinâmico, embora ainda não descobertas, devem existir razões físicas para seu início; no Universo imutável não, este só se iniciaria com interferência externa, e neste caso, já existiria um Universo antes da Grande Explosão, o que não teria sentido, pois este já existiria antes da sua existência.
*Segundo os pensadores modernos: “No caso de um Universo mutável não se exclui um criador, mas existem limites de tempo para o início da criação, podendo inclusive o Criador ser eterno”.
Em ciência não se pode afirmar que existam bases teóricas sólidas, novas descobertas podem deixá-las obsoletas. Os cientistas experimentadores sabem que os resultados de experiências podem concordar inúmeras vezes com a teoria. Pois, sempre podem ocorrer eventos onde os resultados das experiências acabam por discordar com uma determinada teoria, ou provar que seus resultados têm menos precisão que outra. A cada momento, novos instrumentos de medição mais precisos são desenvolvidos, estes podem comprovar ou derrubar uma determinada maneira de se interpretar os dados fornecidos pela própria natureza física do Universo.
Um exemplo típico de teoria que adquiriu uma complementação na precisão instrumental, foi a teoria geral da relatividade de Einstein e sua comparação com a teoria da gravitação universal de Newton.
Antes da comprovação prática da relatividade geral, esta era uma elegante demonstração teórica e acadêmica. O seu reconhecimento internacional ocorreu depois do surgimento de provas experimentais de sua validade. Isto ocorreu devido à inclusão do conceito de campo gravitacional relativista, no qual a trajetória da luz se curva na presença de fortes campos gravitacionais.
O evento que propiciou a prova que validou a teoria da relatividade ocorreu em 29 de maio de 1.919. Naquele dia, houve um eclipse total do Sol que pode ser observado na ilha Príncipe, na costa da África. As estrelas brilhantes que estariam invisíveis devido ao Sol, naturalmente se revelaram, pois o Astro Rei estava totalmente eclipsado. Naquele momento a luz estelar que passou tangenciando o Sol foi observada da Terra medida e analisada.
Segundo Einstein, a luz estelar ao passar pelo campo gravitacional de um objeto massivo deveria se curvar ligeiramente em sua direção, de modo que as próprias estrelas, avistadas ao longo de seu posicionamento, deveriam aparecer um pouco mais distantes do que realmente estariam.
Os astrônomos seguindo exatamente os procedimentos ditados pela teoria da relatividade, anotaram cuidadosamente as posições estelares durante o eclipse. Seis meses depois, quando o Sol se encontrava em posição oposta, portanto não podendo exercer efeito algum sobre a luz das mesmas estrelas, foram tomadas as medidas e coordenadas daquelas. Verificou-se então que o comportamento da luz estelar se deu exatamente da forma prevista pela teoria da relatividade de Einstein.
Com a construção de equipamentos aceleradores de partículas, ciclotrons entre outros, foi possível a interpretação dos fenômenos das partículas atômicas lançadas em alta velocidade. Surgiram elaborações de teorias cosmológicas da estrutura de sistemas galácticos e estelares e da forma e origem do Universo.
Aplicando a teoria geral da relatividade de Einstein nos mesmos parâmetros observados, notou-se que esta sobrepujou em precisão a teoria de Newton. Isso não quer dizer que a gravitação universal de Newton está errada. As experiências serviram para comprovar que a teoria de Einstein se confirma e que esta é uma complementação daquela.
Apesar das diferenças entre as duas teorias em termos de precisão, ainda se utiliza a teoria da gravitação universal de Newton. Isto se deve pela sua simplicidade de aplicação em relação à teoria geral da relatividade.
Existe um princípio científico chamado de Navalha de Occam. Este professa que: "as entidades não devem ser multiplicadas além do necessário"; ou interpretando, “se houver mais de um caminho para o mesmo resultado científico, vale o mais simples”. É óbvio, neste caso, que a diferença de precisão entre as duas teorias não foi levada em conta, pois ambas se aplicam, portanto são corretas, cada uma com sua natureza específica.
Atualmente o objetivo científico perseguido pelos pesquisadores é a unificação de uma teoria descritiva do Universo como um todo. Porém, grande parte destes acabou por separar em dois caminhos o raciocínio de descrição universal. Um dos princípios é a existência de leis que descrevem o comportamento universal em função do tempo, estas podem prever como será a configuração universal em qualquer ponto na linha temporal se conhecermos seu comportamento em qualquer instante dado. Simplificando: Conhecendo-se todas as configurações no passado, podemos prever quais serão as configurações futuras.
Outra questão é a incógnita do estado inicial do Universo, que desde o momento em que houve o Big Bang está evoluindo dentro de parâmetros expansionistas e seguindo uma trajetória bastante regular, logo se pressupõe que o estado inicial também foi governado por leis bastante regulares. Por enquanto, não há uma teoria que unifique todas as teorias que regem o Universo, isto não quer dizer que esta não exista, apenas que ainda não foi desenvolvida.
Os humanos tendem a separar em partes o que não compreendem, para juntar cada pedaço num todo, assim é com as teorias que buscam decifrar as leis que regem o Cosmos. Cada teoria descreve uma quantidade limitada de meios de observação, deixando de lado os efeitos e interações adjacentes de alguns eventos sobre outros. O Universo é um todo, ele se transforma a todo instante e sua transformação é mútua e dependente. Todos os elementos que o compõe se comportam interagindo entre si. A tentativa de análise através de pontos isolados sem levar em conta as interações mútuas e as influências entre os mais diversos eventos que estão inter-relacionados, sempre levará a resultados parciais e incompletos. Portanto, é impossível atingir uma solução plena na questão que investiga o tecido universal através da análise de partes isoladas.
Atualmente, graças ao avanço tecnológico da instrumentação de observação do Cosmos juntamente com as poderosas ferramentas oferecidas pelos supercomputadores e equipamentos de laboratório, a teoria da relatividade geral, as leis da termodinâmica clássica e a teoria da mecânica quântica parecem demonstrar um caminho para a unificação. Basicamente o Universo pode ser descrito por duas teorias, a primeira seria a que trata da sua estrutura macroscópica, a segunda sua estrutura microscópica, este, é observado pelas leis da teoria da mecânica quântica, aquele pelas leis que regem a teoria geral da relatividade.
Através da Mecânica quântica é permitida a compreensão dos fenômenos que se manifestam na matéria, na radiação eletromagnética e na interação entre ambas, isto é, entre matéria e radiação. A teoria da relatividade geral através de seu desenvolvimento, acabou por ampliar nos sistemas um princípio chamado de “princípio da invariabilidade das leis naturais”, este inclui as leis que regem a natureza de qualquer sistema, inclusive os dotados de velocidade variável com relação aos sistemas inerciais, além de incluir a noção de campo gravitacional procurando unificar todas as manifestações físicas do Universo.
A mecânica quântica é dividida em duas concepções distintas, a teoria quântica não relativista e a teoria quântica relativista. A primeira é inaplicável aos fenômenos que são acompanhados de movimentos com grandes velocidades em comparação com a velocidade da luz. Numa primeira análise se poderia esperar que o avanço da teoria relativista fora possível mediante uma generalização mais ou menos direta de formalismo da mecânica quântica não relativista, porém analisando-se mais profundamente se observa que isto não é assim. Um exemplo típico conhecido é o princípio da incerteza, onde em mecânica quântica existe uma forte limitação da possibilidade de medirmos no elétron simultaneamente diversas variáveis dinâmicas nos domínios do tempo e do espaço. Existem certas indeterminações que se manifestam de forma bastante importante no momento em que aumentamos a precisão de medição numa determinada coordenada. Ao fazê-lo, diminuiremos a exatidão com que se pode medir simultaneamente em outra coordenada. Pelo fato da mecânica quântica lidar com o micro-universo e a teoria geral da relatividade examinar os fenômenos de macro-universo, a teoria quântica relativista é uma tentativa de unificação das duas maneiras de se encarar o Universo no micro-universo.
Na forma convencional, tanto a quântica quanto a relatividade não podem estar corretas igualmente, isto ocorre devido a antagonismos entre as duas teorias. A física procura uma nova teoria quântica da gravidade que unifique os princípios básicos tanto no macro-universo, quanto no micro-universo. Princípios que possam ser utilizados igualmente, isto é, uma combinação de teorias parciais unificadas e completas capazes de descrever o Universo como um todo e que não sejam paradoxais.
Acredita-se que astronomicamente, os primeiros objetos do macro-universo estudados pelos humanos foram o Sol e a Lua.
O Sol é formado por camadas, estas estão dispostas umas sobre as outras como uma cebola. A camada mais externa é a superfície brilhante, esta irradia a maior quantidade de luz e calor. Foi a primeira a ser estudada em detalhes. Sua temperatura gira em torno de 6.000 K e nela são observadas as manchas solares. Esta primeira camada, de espessura muito pequena em relação ao raio solar, é denominada fotosfera pela astronomia solar, mede aproximadamente 500 km, ou 0.1 por cento do raio solar.
Não é possível a visualização óptica abaixo da fotosfera; sendo gasosa e difusa, se torna completamente opaca numa distância relativamente pequena. Esta é a causa principal de enxergarmos uma divisa nitidamente definida entre o Sol e o espaço exterior, levando aos primeiros astrônomos a supor que o Sol poderia ser sólido ou líquido.
Acreditava-se que a fotosfera seria perfeitamente esférica e sem marcas, porém no início do século 17, com o advento do telescópio astronômico, foram observados os primeiros detalhes de sua superfície complexa e variável.
As primeiras observações do Sol conhecidas foram registradas na China há aproximadamente 2.000 anos. Os relatórios chineses mostram entre 5 a 10 aparições por século, estas são tomadas agora como evidência de manchas raramente grandes ou grupos de manchas solares, uma vez que as pequenas não poderiam ser observadas a olho nu.
As manchas solares só podem ser vistas a olho nu em condições favoráveis e com os olhos do observador protegidos.
Com instrumentos ópticos, seus detalhes foram descobertos por Galileo Galilei e outros astrônomos no início de século 17. Por sua natureza física são mais escuras que a fotosfera devido à diferença de temperatura entre ambas.
Os instrumentos mais utilizados ainda para observação Solar são o telescópio e o espectroscópio. À medida que novos métodos e instrumentos vão sendo aperfeiçoados se revelaram novas descobertas.
A densidade média no Sol gira em torno de 1,41 gramas por centímetro cúbico. No interior do astro a densidade é bem maior, e na superfície bem menor o que a média. As camadas externas expelem grandes jorros de gás incandescente que saltam de sua superfície a uma temperatura média de 6.000 Kelvin. O interior do Sol é muito mais quente que a sua superfície, e as pressões de grande magnitude, pois sua massa é em torno de mil vezes maior que a massa de Júpiter. Sob uma atração gravitacional e uma compressão colossal a pressão no interior do Sol chega a 100 bilhões de atmosferas terrestres.
A matéria comprimida no interior do Sol supera a força eletromagnética que deveria manter os átomos intactos, havendo então uma espécie de implosão destes. As envoltórias eletrônicas são esmagadas sob a pressão e os elétrons movem-se sem restrições, formando uma espécie de plasma ou fluído eletrônico desestruturado ocupando um espaço muito menor do que ocupariam se ainda existissem envoltórias.
No momento em que os elétrons se aglutinam devido ao esmagamento ocasionado pela força gravitacional, a repulsão eletromagnética aumenta proporcionalmente, assim o fluído eletrônico acaba por resistir a uma compressão gravitacional muito acima do que resistiriam os átomos intactos. Neste fluído eletrônico, os núcleos atômicos também ficam livres para se locomover livremente ricocheteando uns aos outros devida repulsão eletromagnética.
Existe também a compressão e o conseqüente aglutinamento nuclear, podendo inclusive haver a colisão entre os núcleos.
Nos átomos submetidos a compressões gravitacionais menores a exemplo do núcleo terrestre ou mesmo de Júpiter, a envoltória eletrônica age como uma espécie de pára-choque. As envoltórias atômicas não podem ser interpenetradas mutuamente devido à repulsão eletrônica, logo os núcleos atômicos permanecem no centro do átomo que é circundado pela envoltória eletrônica permanecendo, portanto afastados entre si.
No momento em que há a desagregação eletrônica devido à compressão gravitacional, as envoltórias são esmagadas e os elétrons se comprimem no fluído eletrônico mais compacto, logo a separação média dos núcleos, devido a esta compressão diminui. O nome dado para a matéria rompida é “matéria degenerada”. A densidade da matéria degenerada pode ser muito maior que a matéria ordinária. É sabido que o núcleo constitui a porção de matéria que contém a maior massa no átomo, portanto, a massa da matéria é dada pelo núcleo atômico, assim, ao juntarmos matéria degenerada num volume de espaço igual ao ocupado pela matéria ordinária a unidade de massa por volume daquela será muito maior que esta, logo sua densidade também.
A densidade no núcleo solar é em torno de 100 gramas por centímetro cúbico em média, porém mesmo com uma densidade muito maior que qualquer metal ordinário, o comportamento no núcleo do Sol é o de um corpo gasoso. A temperatura num ambiente onde existe uma compressão gravitacional tão grande é em torno de 15 milhões Kelvin. Essa temperatura mantém o Sol expandido produzindo então uma densidade média do Astro em torno de 1,41 gramas por centímetro cúbico.
Para saber a composição química do Sol, o fazemos através da análise dos fótons emitidos por este passando pelo espectroscópio. Este é um instrumento que mostra o espectro luminoso onde todos os comprimentos de onda estão dispostos ordenadamente à semelhança de um arco-íris. Neste espectro, existem milhares de linhas escuras que representam os comprimentos de onda absorvidos pelos átomos nas camadas mais externas do Sol.
São as posições das linhas no espectro solar que mostram com precisão extrema a identificação dos átomos responsáveis pela absorção energética, portanto, possibilitando a análise química do elemento analisado, neste caso o Sol.
Os fótons são partículas que possuem massa zero quando em repouso, conseqüentemente, não podem atuar como fonte de um campo gravitacional, nem podem reagir a um campo gravitacional de maneira comum. Porém, sabemos que os fótons nunca estão em repouso, viajam, como todas as partículas desprovidas de massa, numa velocidade extremamente elevada no vácuo, em torno de 299.792,5 quilômetros a cada segundo.
A velocidades altíssimas, pela sua própria natureza, a exemplo de qualquer partícula, os fótons possuem energia. A luz (fóton) ao deixar o Sol, deveria fazê-lo resistindo à atração gravitacional solar. Se os fótons fossem partículas ordinárias, logo, dotadas de massa, sua velocidade ao deixar o Sol deveria diminuir. A massa de um fóton, quando este está em repouso é nula, logo, a luz não deveria perder energia, porém assim mesmo o perde. Ao analisar o espectro solar, a energia perdida deveria ser detectada.
Quanto maior o comprimento de onda de um fóton específico, menor é a sua energia. Portanto, ao utilizarmos um espectroscópio para analisá-lo, poderemos observar que a luz visível se dispõe em ordem de comprimentos de onda desde o vermelho, freqüência menor e maior comprimento de onda, até o violeta, menor comprimento de onda, portanto maior freqüência. Podemos afirmar que há uma progressão regular da baixa para a alta energia ou do vermelho ao violeta, ou vice-versa.
Se o fóton tem uma perda energética por exercer uma resistência à atração gravitacional exercida pelo Sol, deverá então haver na sua análise espectral um desvio para o vermelho. Se não existir nenhum efeito gravitacional, isto não ocorre. Pela massa solar, sua densidade e distância para a Terra não é possível, portanto ter certeza da detecção desta perda. Para saber se realmente o fóton perde de fato energia ao deixar o Sol, primeiro necessitamos saber o que é densidade estelar, e para conhecer a densidade estelar precisamos analisar corpos massivos e mais densos que o Sol.
Alvan Graham Clark fabricante norte-americano de lentes para telescópios produziu uma lente para um telescópio que foi montado na Universidade de Chicago, nos Estados Unidos em 1862.
Sempre ao ser terminado o polimento de uma lente ou um espelho refletor para telescópios, estes devem ser testados e provados. Isto ocorre através de um procedimento chamado “prova de campo”.
A prova de campo consiste num teste final através de um telescópio semelhante onde será montado a lente ou o espelho refletor. Este procedimento serve para verificar a qualidade do dispositivo em teste. Por exemplo, pode haver falhas, aberrações cromáticas e outros defeitos de confecção que podem vir a ocorrer. Impossibilitando então o uso de uma lente, necessitando uma correção, ou descarte desta.
Durante o controle de qualidade da lente, Clark apontou o telescópio para a estrela Alfa do Cão Maior. Este Astro tem magnitude aparente de 1,5; quanto à análise espectrográfica é classificada AO. A Estrela está situada a 8,7 anos-luz da Terra. Sua luminosidade é 23 vezes superior à do Sol e é chamada de Sírius.
Ao observar Sírius, Clark percebeu um pequeno e pálido ponto luminoso próximo a esta. Aquele ponto de luz não fazia parte dos catálogos celestes de então, levando o fabricante a acreditar que fosse alguma aberração ocasionada por algum defeito na lente. Esta provavelmente desviava a luz de Sírius recompondo-a a seguir, dando a impressão de uma “estrela fantasma” como ocorrem em lentes defeituosas..
Vários testes e observações foram realizados com aquela lente em outras estrelas, e somente em Sírius houve a repetição do pequeno ponto luminoso. Graham Clark chegou à conclusão que se tratava de um novo corpo estelar. Este tinha o brilho de dez milésimos da luz da estrela maior e hoje é denominado de Sírius B enquanto aquela é chamada de Sírius A, ao sistema foi dado o nome de “Sistema Sírius”.
Esta descoberta propiciou aos astrônomos e astrofísicos a observação de novos corpos estelares chamados “Anãs Brancas”. Mostrou a existência de uma anomalia, ou “matéria super-densa” no Universo.
As estrelas são corpos incandescentes, suas cores são proporcionais às suas temperaturas. Aldebarã e Antares, por exemplo, são corpos relativamente frios, suas temperaturas superficiais chegam no máximo a 3.500 Kelvin aproximadamente, portanto, sua coloração é vermelha.
Nosso Sol, de coloração amarela, possui temperaturas superficiais maiores, em torno dos 6.000 Kelvin. As estrelas que derivam para a coloração ultravioleta chegam a 55.000 Kelvin aproximadamente.
No início da astrofísica foram descobertas algumas relações entre a cor, o tamanho, idade e localização das estrelas na estrutura dos corpos estelares. Houve uma divisão chamada “População Estelar”. Seja, existem duas classificações principais, ou categorias: População I e População II.
*População I, consiste em estrelas situadas nos braços das galáxias espirais e galáxias irregulares. Constituem os braços da Via Láctea, ou as Nuvens de Magalhães, por exemplo. As maiores desta população são chamadas “gigantes azuis” e conferem às regiões em que se localizam uma luminosidade que pode ser considerada azulada e suave.
*População II, são estrelas encontradas nos núcleos galácticos das elípticas, espirais e nos aglomerados estelares. Na População II as maiores e mais brilhantes são as gigantes vermelhas, estas dão a sensação na sua vizinhança de um brilho quente e avermelhado.
A divisão por populações se baseia na distribuição estelar universal e na sua tipologia. Os dois tipos compreendem espécies de estrelas distintas. Além das mais brilhantes, existem diversas de brilho mais fraco e cujas cores, tipos e formas variam.
As famílias estelares são compostas de características comuns entre si. As estrelas da População I possuem laços que as unem bastante simples, o que ocasionou a sua descoberta anterior às demais. Neste tipo, a relação é direta entre tamanho e cor, as menores são vermelhas e frias, enquanto as maiores são azuis e quentes.
No passado acreditava-se que quanto maior uma estrela, mais quente, e se aplicava esta “regra” a todas, excetuando-se algumas chamadas então de “excêntricas”. Estas consideradas então sem importância. Na medida em que a sensibilidade e precisão dos telescópios aumentaram e por conseqüência sua penetração no Universo, foram sendo atingidos aglomerados estelares e galáxias mais distantes. Sendo revelados então populações completas das “estrelas excêntricas”. Foi constatado que os astros eram vermelhos e frios, e que havia menores extremamente quentes ou extremamente frios, não havendo, portanto meio termo.
Devido à grande sensibilidade e amplificação da lente confeccionada por Graham Clark, foi possível a visualização de uma estrela então considerada “excêntrica” nos arredores de Sírius. Aquela centelha observada chamada de Sírius B, não era nem defeito, nem aberração, era sim uma companheira escura de Sírius A.
Comparada a Sírius A, Sírius B não passa de um corpo pequeno e de brilho pálido, atualmente, este tipo de configuração estelar se chama de “Sistema Binário”, ou “Sistema Duplo”.
Acreditava-se que Sírius B estava se apagando e que era uma pequena estrela e sem importância. Wilhelm Wien, em 1893, estudando a luz emitida por objetos quentes através do espectroscópio, determinou uma relação entre cor e calor observado nas linhas escuras do espectro emitido pelo corpo quente. A este fenômeno se deu o nome de “Lei de Wien” que mostra através do estudo dos “comprimentos de onda da luz emitida e a natureza das linhas escuras no espectro da temperatura do corpo emissor de luz”.
Analisando um espectro de uma estrela que esteja apagando, esta deve ter um desvio de sua coloração para o vermelho. Ao se observar Sírius B, o que se nota é uma coloração branca e não vermelha, logo, conclui-se que não esteja apagando, ou se estiver, ainda tem muito combustível para queimar.
Em 1915, Walter Sydney Adams isolando a luz de Sírius A de sua companheira Sírius B, conseguiu fazer passar pelo espectroscópio a luz de Sírius B.
A tarefa de separação da luz de um corpo em relação a outro próximo é muito complexa. Sírius A tem um brilho cerca de 10.000 vezes maior que Sírius B. Ao analisar o espectro, foi constatado que a temperatura de Sírius B é praticamente igual à temperatura de Sírius A, e que ambas são muito mais quentes que o nosso Sol.
A temperatura superficial medida de Sírius A é em torno de 10.000 Kelvin, e a temperatura de Sírius B é em torno de 8.000 Kelvin, contra os 6.000 Kelvin do Sol. Sírius A irradia trinta e cinco vezes mais luz que o Sol, logo a sua produção luminosa por medida de área comparativa mostra um diâmetro aproximado de dois e meio milhões de quilômetros, ou seja, esta estrela é 1,8 vez maior que o Sol.
A estrela Sírius B, utilizado o mesmo método de observação por medida de temperatura por área de emissão luminosa comparativa, tem uma área muito menor que sua companheira, em torno de 0,00035, e cujo diâmetro seria em torno de 0,018, ou seja em torno de 47.000 Km.
Sírius B é menor que Júpiter, ocupa em torno de 0,033 de seu volume no espaço, ou apenas 3,7 vezes maior que a Terra, algo em torno de Urano ou Netuno em volume. Outro dado importante é o desvio de trajetória de Sírius A, isto é, há em sua trajetória uma anomalia ocasionada por Sírius B. A distância entre ambos é em torno de 3 bilhões de quilômetros, comparativamente uma distância entre o Sol e Urano.
A órbita de Urano em torno do Sol dura 84 anos, a órbita aparente entre Sírius B em relação a Sírius A é de 54 anos, a intensidade de campo de campo gravitacional entre ambos é 3,4 vezes superior à intensidade de campo gravitacional entre o Sol e Urano, logo, a massa do sistema Sírius é 3,4 vezes a massa do sistema Sol-Urano, onde praticamente toda a massa deste sistema está contida no Sol, tornando-se a massa planetária de Urano desprezível.
O sistema Sírius gira em torno de um centro de gravidade comum, isto ocorre pelo fato da massa de Sírius B ser muito grande, comparativamente à massa de Sírius A, embora esta tenha um volume muito maior.
No Sistema Solar, a massa do Sol é muito maior que a soma das massas de todo o sistema, logo o centro gravitacional é próximo ao centro do Astro.
No Sistema Sírius, a massa é dividida entre as duas estrelas de tal forma que o centro de gravidade está localizado entre os dois astros. Logo, ambos giram em torno deste centro o que ocasiona uma oscilação na órbita observada. Através desta, foi verificada uma massa duas vezes e meia maior de Sírius A em relação à Sírius B. Sendo a massa do sistema Sírius em torno de 3,4 vezes a massa do Sistema Solar. Conclui-se então que Sírius A é 2,4 vezes mais massivo que o Sol e Sírius B tem massa muito próxima à do nosso Astro Rei.
Ora, este corpo celeste de tamanho planetário, com esta massa estelar tem a densidade média na ordem de 35.000 gramas por centímetro cúbico e se constitui numa estrela chamada pelos astrônomos de “anã branca”.
Fonte: www.geocities.com
