Observando estrelas variáveis

O céu nocturno é uma coisa fantástica. Nas cidades é difícil ver as estrelas, há sempre aquela perturbadora poluição luminosa, com luzes em todo o lado, no entanto há localidades em que é possível ver algumas estrelas. Mas façamos de conta que estamos fora de uma cidade e que não há iluminação artificial à nossa volta. Olhamos para cima e vemos estrelas. Possivelmente, iremos também ver planetas e um dos braços da nossa Galáxia. Por vezes, um meteoro atravessa o céu (uma estrela cadente, conforme se diz num dicionário mais popular). E nós estamos ali, a olhar para cima, a olhar para todos aqueles pontos luminosos. Milhares de estrelas. Algumas mais velhas, outras de meia idade e outras mais jovens. E os planetas que vemos orbitam o Sol, a estrela mais próxima de nós e que nos ilumina todos os dias.

As estrelas estão organizadas em constelações como, por exemplo, a Ursa Maior, a Coroa Boreal, o Cisne, Andrómeda, Orion e por aí adiante. São oitenta e oito no total. Algumas são visíveis apenas do hemisfério norte da Terra, outras apenas do hemisfério sul e, algumas, de ambos.

E, como seria de esperar, cada estrela possui um nome. Atentemos, por exemplo, na constelação que recebeu o nome “Orion”. Uma das estrelas desta constelação é a Alfa Orionis (ou Alfa de Orion ou Betelgeuse, como também é chamada). É uma supergigante vermelha e é uma das estrelas mais brilhantes do céu nocturno. Rigel (Beta de Orion), também perfeitamente visível à noite, é outra das estrelas que fazem parte dessa constelação. Mudando para a constelação de Pégaso encontramos as estrelas Alfa Pegasi, Beta Pegasi, Gama Pegasi e por aí fora. E assim é com todas as oitenta e oito constelações que organizámos no céu. E em cada uma arruma-se uma imensa lista de estrelas e não apenas as duas ou três que dei nos exemplos acima.

Várias das estrelas que vemos quando olhamos para o céu nocturno são variáveis. Uma estrela variável é uma estrela que sofre alterações na sua luminosidade ao longo do tempo, querendo dizer com isto que, por vezes, está mais brilhante e, outras vezes, está menos brilhante. É, obviamente, uma explicação simplista porque existem diversos tipos de estrelas variáveis como, por exemplo, as cefeidas, as RR Lyrae, as R Corona Borealis, as eclipsantes, etc. E cada um destes tipos possui razões próprias para tornar variável o brilho de uma determinada estrela e para tornar regular ou irregular a variação do seu brilho. Mas não irei, nem sequer superficialmente, abordar cada um desses tipos, pois não é esse o motivo que me faz escrever este texto.

Tal como acontece com tudo o resto, as estrelas variáveis possuem também um nome. Por exemplo, R Andromedae (ou seja, a estrela R da constelação de Andrómeda), W Boötes (a estrela W do Boieiro), S Cassiopeiae (S de Cassiopeia) e X Cygni (a estrela X da constelação do Cisne). E claro que várias alfas, betas, gamas, deltas e outras de cada constelação podem também ser estrelas variáveis. E temos ainda outras como a AZ Ursa Majoris ou a V338 Cephei (a primeira, na constelação da Ursa Maior e, a segunda, em Cefeu). Enfim, há milhões de estrelas variáveis. Algumas são visíveis à vista desarmada mas outras nem por isso. Mas mesmo para a observação daquelas que são visíveis à vista desarmada, é útil a existência de instrumentos como um telescópio ou binóculos.

Além de todas as informações que fui despejando até aqui, há um assunto de importância fulcral para a observação de estrelas variáveis. E esse assunto é o brilho de uma estrela ou, mais precisamente, o valor do seu brilho, pois se estamos a observar algo que sofre variações de luminosidade, temos de ter maneira de avaliar o que queremos saber.

Qualquer corpo que existe no Universo possui um determinado valor de brilho. Esse valor chama-se “magnitude”. E quanto mais baixo for o valor de magnitude de um corpo, maior é o seu brilho. Por exemplo, uma estrela de magnitude 2,6 é mais brilhante que uma estrela de magnitude 7,8. E, antes que me esqueça, a vista humana consegue ver até à 6ª magnitude, mais coisa menos coisa. Isto num local com condições de observação ideais, sem poluição luminosa e outros fenómenos que possam afectar negativamente.

Para complicar um pouco o assunto que diz respeito à magnitude, temos a magnitude aparente e temos a magnitude absoluta. A aparente indica o valor de brilho que um dado corpo (uma estrela, um planeta, uma galáxia, um aglomerado globular, etc) possui quando observado a partir da Terra. Ou, por outras palavras, sem ter em atenção a distância a que o observador se encontra do corpo que está a ser observado.

A magnitude absoluta indica o valor de brilho intrínseco que um corpo possui e foi definido que é aquele que mostra quando observado à distância de 10 parsec. A magnitude absoluta coloca, portanto, todos os corpos à mesma distância do observador, algo que não acontece com a magnitude aparente.

O parsec é uma unidade de medida utilizada em astronomia e que corresponde a 3,262 anos-luz. Isto significa que 10 parsec correspondem a 32,62 anos-luz. E 1 ano-luz é a distância que a luz viaja num ano, sendo que percorre cerca de 300 000 quilómetros por segundo.

As estrelas variáveis, tal como as não variáveis, os planetas, as galáxias, as nebulosas e tudo o resto que existe no Universo, estão a diferentes distâncias da Terra. Como curiosidade, o Sol está a 8 minutos-luz da Terra, o que significa que a sua luz demora 8 minutos a chegar à Terra a partir do momento em que “sai” do Sol. A estrela Alfa da Ursa Maior está a 123 anos-luz da Terra e Rigel (em Orion) está a pouco mais de 800 anos-luz do nosso planeta. Nós estamos, portanto, a ver Rigel como era há 800 e alguns anos. E porque as estrelas, variáveis ou não, estão a diferentes distâncias da Terra e estando os observadores de estrelas variáveis na Terra, vamos lidar com a magnitude aparente. E há um certo grupo de observadores de estrelas variáveis que forma o outro motivo em torno do qual este texto está a ser escrito: os astrónomos amadores.

Há algum tempo eu fui aquilo que se chama “astrónomo amador”. Esta expressão define um humano que se dedica a alguma actividade de observação astronómica, sem ter formação académica na ciência em causa. Desses amadores, há quem se dedique à observação das manchas solares, há quem se dedique às ocultações, há quem se dedique à observação de estrelas variáveis e há quem se dedique a outros temas. Eu era daqueles que observava estrelas variáveis.

Foram muitas as vezes em que esperei uns vinte ou trinta minutos na escuridão da noite, antes de dar início à tarefa. A nossa vista necessita de uns momentos para se adaptar à visão no escuro e este é um passo essencial para conseguirmos avaliar com maior acuidade a magnitude de uma estrela variável.

Também essenciais são os mapas de observação e que nos mostram a região do céu e a estrela que queremos observar. Os meus foram-me fornecidos pela The American Association of Variable Star Observers (AAVSO), uma associação da qual fui sócio e para a qual enviava, mensalmente, as minhas observações de modo a contribuir para o registo histórico de cada uma das estrelas que observava. Além dos mapas, tinha um caderno onde anotava com uma esferográfica as observações que efectuava. E tinha também uma lanterna com um filtro vermelho para o caso de precisar de iluminação. O vermelho é a luz que menos afecta a vista quando adaptada à escuridão.

Eu utilizava uns binóculos e, com eles, eu conseguia observar até quase à magnitude 9. Um telescópio com alguma qualidade teria sido uma ajuda melhor mas eu tinha apenas binóculos e fazia todo o meu trabalho com eles.

Para realizar as minhas observações, eu utilizava o método fraccionário que é uma técnica de observação que utiliza duas (ou mais) estrelas de comparação: uma um pouco mais brilhante que a variável que estamos a observar e, a outra, um pouco menos brilhante. E sabemos que as estrelas de comparação não são estrelas variáveis. E, a partir daqui, é conseguida a avaliação da magnitude aparente da estrela variável que está a ser observada.

Eu observava várias estrelas variáveis: a W Cygni, a Z Ursa Majoris, a R Corona Borealis, a EU Delphini, a R Scuti, a V Aquilae e muitas outras. Mas, de todas, havia algumas que eram as minhas preferidas: a R Corona Borealis, a R Scuti, a V Aquilae e a P Cygni.

Dessas, convido-vos a ver o gráfico da variação de brilho de duas que foram das que mais vezes observei: a R Corona Borealis (R CrB) e a R Scuti (R Sct). Clicando nos links que surgem no final deste texto, serão encaminhados para o website da AAVSO. Mas deixo-vos também uma breve explicação acerca do que irão encontrar em cada gráfico.

  • No eixo vertical surge o valor de magnitude aparente que, no caso da R CrB vai de 4 a 14 e, no caso da R Sct, vai de 4 até 10. Uma nota: por baixo do gráfico da R Sct, surge o da RV Tauri (que é outra estrela variável).
  • No eixo horizontal surge a data. No gráfico da R CrB não surge nenhuma indicação, mas podemos ver que no da R Sct aparece “Julian Date”, o “Calendário Juliano” usado em astronomia. O tempo avança da esquerda para a direita. (para mais informações sobre o Calendário Juliano, clicar no link no final deste escrito; texto em inglês)
  • Em cada gráfico surge uma linha construída com pontos e que vai descendo e subindo ao longo do tempo. Cada um dos pontos corresponde ao valor médio das observações recebidas pela AAVSO e que foram enviadas pelos diversos observadores em redor do mundo, entre as quais, as minhas.

Com esta explicação, podemos facilmente perceber os gráficos. Por exemplo, a R Corona Borealis manteve-se estável em torno da 6ª magnitude durante grande parte da primeira metade da década de 1980 para, subitamente, cair até quase à 14ª magnitude. De seguida, o brilho aumentou até atingir o máximo, próximo da magnitude 6. E por aí adiante. E lemos da mesma maneira o gráfico da curva de luz correspondente à R Scuti, à RV Tauri e a todas as outras estrelas variáveis.

E percebemos que a forma com que o brilho varia em cada estrela é diferente porque está dependente do tipo de estrela variável. No caso das duas que optei por focar, a R Corona Borealis pertence ao tipo R Corona Borealis e a R Scuti cataloga-se como pertencente ao tipo RV Tauri.

É uma experiência muito interessante darmos conta da variação de brilho de uma determinada estrela ao longo do tempo. Além disso, conseguimos criar relações com determinadas estrelas, queremos saber qual é o seu brilho hoje (sem esquecer que estamos a olhar para o passado).

E que tal você que me lê iniciar-se numa actividade relacionada com a astronomia? Em Portugal existe a Associação Portuguesa de Astrónomos Amadores (da qual também fui sócio).

E, finalmente, aqui estão os links. Ao entrar em cada, terão de percorrer a página até mais ou menos a meio de cada uma para encontrarem as curvas de luz.

R Corona Borealis: https://www.aavso.org/vsots_rcrb

R Scuti: https://www.aavso.org/vsots_rsct

Calendário Juliano: https://www.aavso.org/about-jd

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