Faça um passeio entre as estrelas: o que você veria se pudesse viajar pela nossa galáxia? | espaço

aA astronomia e a cosmologia podem parecer desconectadas da realidade cotidiana. Mas e se pudéssemos fazer um passeio de nave espacial do século 23 pela Via Láctea e vivenciar o universo como um turista na Terra visitando destinos exóticos? O que veremos da nossa janela?

Embora os físicos gostem de especular sobre motores de dobra ou de usar buracos de minhoca para saltar entre locais, atualmente não há como viajar mais rápido que a luz. Portanto, assumimos uma capacidade imaginativa para fazer isso – mas, além disso, tudo o que encontramos em nossa jornada é baseado nas melhores teorias atuais.

Passar em outras investigações

Quando sairmos do sistema solar e entrarmos no espaço interestelar, inicialmente pararemos lado a lado Pioneiro 11, uma das primeiras sondas a deixar nossa vizinhança planetária. Não há sinal “Você está saindo do sistema solar” – mas a fronteira é o limite de um fenômeno solar. O Sol emite partículas energéticas que removem gás e poeira interestelar. Isso não ocorre mais a cerca de 90 vezes a distância da Terra ao Sol.

Muitas sondas saíram com sucesso do sistema solar. Para o espectador, eles parecem iguais: uma grande antena de rádio aparafusada a um grupo de caixas de metal. Mas o aspecto mais interessante está nas tentativas de comunicação com coletores de lixo alienígenas que passam. Podemos olhar para os discos dourados A bordo das Voyagers 1 e 2, lançadas em 1977 para estudar exoplanetas. Ou poderíamos desempacotar a versão interestelar de uma cápsula do tempo do ensino médio na missão New Horizons de 2006 a Plutão e além… mas chegamos ao lado da Pioneer 11, que junto com sua gêmea Pioneer 10 carrega uma misteriosa placa folheada a ouro.

Partes da imagem são claras e diretas: ela mostra dois humanos nus, com a sonda na mesma escala, e um mapa do sistema solar. Mas o que você acha de três pequenas linhas verticais acima de uma linha horizontal à direita da figura feminina? Ou um efeito starburst que preenche metade do tabuleiro?

O conceito por trás disso é Transmitindo mensagens através do simbolismo científico Esperava-se que os estrangeiros entendessem isso. O conjunto de linhas (representando o binário) dá a altura da mulher, graças às informações extraídas do par de círculos interligados (representando um processo sofrido pelos átomos de hidrogênio) na parte superior do painel.

Quanto a esta explosão estelar, ela determina com precisão a localização da Terra. Cada linha representa a distância e a direção de uma série de pulsares – estrelas em colapso que liberam rajadas regulares de energia eletromagnética. O tempo, mostrado em números binários em cada linha, indica a frequência do pulsar, com base no tempo indicado pelo diagrama do hidrogênio. Alguns temem que este mapa nos abra para uma invasão alienígena. Felizmente, alguns dados do pulsar estão um pouco errados. Mesmo que seja precisa, esta é uma mensagem numa garrafa à escala galáctica e é pouco provável que seja encontrada.

Berçário de estrelas

Deixando Pioneer para trás, viajamos para a Nebulosa de Órion. Da terra, isso faz parte de A familiar constelação de Órion, o Caçador. Porém, temos que lembrar que a aparente ligação entre as estrelas da constelação é uma ilusão: elas não estão conectadas na realidade. Por exemplo, Alnilam, a estrela central do Cinturão de Órion, está a cerca de 1.342 anos-luz da Terra, enquanto Bellatrix, no canto superior direito das estrelas principais de Órion, está a apenas 245 anos-luz de distância. Um ano-luz é a distância que a luz percorre em um ano – cerca de 5,9 trilhões de milhas (9,5 trilhões de quilômetros).

Vista da Terra, a nebulosa parece uma pequena e misteriosa mancha na espada de Órion, a cerca de 1.500 anos-luz de distância. É aqui que nascem novas estrelas a partir da poeira e do gás, e é o berçário mais próximo que conhecemos. Tem cerca de 20 anos-luz de diâmetro e contém quase 1.000 novas estrelas em formação. que isso Processo lentoAs partículas que compõem a nuvem – principalmente átomos de hidrogênio – são lentamente unidas pela gravidade. À medida que se aproximam cada vez mais, a temperatura dos átomos aumenta e, com matéria suficiente, a pressão e o calor tornam-se tão intensos que começa a fusão nuclear.

A jovem estrela começa a converter hidrogénio em hélio, libertando energia no processo. As estrelas devem ser enormes para que isso aconteça. O nosso Sol, por exemplo, é uma estrela média, contendo 99,8% da matéria do sistema solar e fundindo cerca de 600 milhões de toneladas de hidrogénio por segundo.

Outros mundos

A nossa próxima paragem é num disco protoplanetário: um disco rotativo de gás denso que rodeia uma estrela jovem. Em geral, a matéria no universo gira em torno dela. Como as nuvens de gás e poeira que dão origem às estrelas não estão distribuídas uniformemente, a matéria começa a girar à medida que a gravidade a puxa para dentro. Assim como a rotação de um patinador acelera quando ele puxa os membros, graças à conservação do momento angular (a gravidade com a qual algo gira), a rotação de uma estrela acelera à medida que a matéria se acumula.

A estrela central tem tanta gravidade que permanece esférica, mas o material descentralizado se achata para formar um disco giratório, assim como uma bola de massa de pizza faz ao girar. Em ambos os casos, há gravidade em direção ao centro, mas não num ângulo de 90 graus em direção à rotação, resultando em achatamento. O material no disco eventualmente se aglutina devido à gravidade, produzindo planetas.

Na nossa viagem, podemos agora visitar exoplanetas – mais de 5.000 dos quais foram descobertos até 2020. Trappist-1e é um dos locais mais prováveis ​​para a vida desde as descobertas no início dos anos 2000. É rochoso e semelhante ao tamanho da Terra. Embora não tenha sido confirmado na década de 2020, parece conter água líquida e uma atmosfera semelhante à da Terra. Reconhece-se que a sua relação com a sua estrela não é semelhante à sua relação com a Terra: completa a sua órbita em seis dias, pois está localizado a uma distância aproximadamente 15 vezes mais próxima da sua estrela do que Mercúrio está do Sol. No entanto, é uma estrela de energia muito baixa, tornando Trappist-1e um potencial lar para vida.

Super Nova

Nosso próximo bairro de destino certamente não será habitável por muito tempo: Betelgeuse, a brilhante estrela vermelha no canto superior esquerdo de Orion. Na década de 2020, sabia-se que esta gigante vermelha se tornaria uma supernova nos próximos 100.000 anos. Temos sorte, a nossa nave espacial imaginária chegou no momento em que Betelgeuse está a passar por esta mudança cataclísmica.

Uma supernova é uma enorme explosão estelar. Da Terra, isto significa que algumas estrelas anteriormente invisíveis estão brilhando mais intensamente – daí o termo “nova”, do latim para “novo”. Betelgeuse sempre foi visível, mas está prestes a ficar ainda mais brilhante. Estamos ficando sem materiais fusíveis. À medida que elementos mais pesados ​​se formam, chega um ponto em que a fusão consome mais energia do que a estrela pode fornecer e se extingue. Átomos mais pesados ​​que o ferro não podem ser produzidos desta forma.

Até agora, a energia da reação nuclear tinha explodido a estrela. Agora, o seu interior está a colapsar para formar uma estrela de neutrões – tão densa que uma colher de chá tem uma massa de cerca de 100 milhões de toneladas. Quando este núcleo entra em colapso, ele salta para trás, destruindo as camadas externas da estrela, fornecendo grande parte da energia com a qual os elementos mais pesados ​​são formados. Ao longo dos séculos, essas camadas exteriores formarão um tipo diferente de nebulosa – um remanescente brilhante, como a Nebulosa do Caranguejo.

via Láctea

Nossa última parada antes de voltar para casa nos permite ver nossa galáxia, a Via Láctea. Isto pode ser parcialmente visto do solo, mas é difícil de ver em áreas urbanas devido à poluição luminosa. No céu escuro, aparece como um arco de luz misteriosa. O que vemos da casa é a vista de dentro. Mas aqui, de fora, vemos isso em toda a sua glória.

Na década de 2020, nunca tínhamos visto a Via Láctea de fora, mas era conhecida por ser uma enorme galáxia espiral com cerca de 100.000 anos-luz de diâmetro, com uma faixa central de estrelas densamente compactadas. Apesar de ser apenas uma entre cerca de 200 mil milhões de galáxias localizadas dentro dos limites do universo observável, a Via Láctea alberga cerca de 100 mil milhões de estrelas.

Embora daqui não possamos ver algo tão pequeno como o Sol, podemos posicioná-lo aproximadamente perto da borda de um dos braços espirais externos.

de volta para casa

Com o último salto, voltamos à Terra. É muito pequeno da perspectiva da galáxia, quanto mais do universo. No entanto, este é um lugar especial. Planetas como o nosso, que possuem muitas coisas adequadas para a vida, são raros. Uma série de recursos foram reunidos.

A Terra está localizada na “zona Cachinhos Dourados” – nem muito quente nem muito fria para água líquida, que parece ser essencial para a vida. A nossa Lua invulgarmente grande estabiliza a órbita da Terra, e a superfície activa da Terra, resultado da formação da Lua, ajuda a manter o nosso ambiente em equilíbrio. Temos uma estrela estável, bem como um forte campo magnético e uma camada de ozônio que protege a Terra da radiação solar mortal. Alguns dizem que a terra não tem nada de especial. Mas é, e temos que mantê-lo assim.