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MINISTÉRIO DOS DESBRAVADORES

ASTRONOMIA BÁSICA & AVANÇADA


Esta é mais uma publicação do site,

Guias de estudo para as especialidade do Clube de Desbravadores Volume 30

ASTRONOMIA BÁSICA E AVANÇADA

1ª Edição: Disponível em www.mundodasespecialidades.com.br Diagramação e Edição: Khelven Klay de A. Lemos Coordenação: Aênio Rodrigues Autor: José Luiz Xavier Filho

DIREITOS RESERVADOS:

A reprodução deste material seja de forma total ou parcial de seus textos ou imagens é permitida, desde que seja referenciado o Mundo das Especialidades e seus autores pela nova autoria ao fim de seu material. Todos os direitos reservados para Mundo das Especialidades União Nordeste Brasileira da Igreja Adventista do Sétimo Dia Ministério dos Desbravadores Este material estar registrado nos seguintes órgãos

Natal, RN, Maio de 2014


O que vem por aí

Esta matéria foi escrita para permitir acesso por pessoas sem qualquer conhecimento prévio de Astronomia.

APRESENTAÇÃO

"Olhar o céu não é apenas ver estrelas cintilando, mas sim, ver o universo que nelas esconde."

mundodasespecialidades@hotmail.com

P

Conheça o grupo de dramatização Perspectiva Brasil d

or que estudar Astronomia? Nosso objetivo é utilizar o Universo como laboratório, deduzindo de sua observação as leis físicas que poderão ser utilizadas em coisas muito práticas, desde prever as marés e estudar a queda de asteróides sobre nossas cabeças, até como construir reatores nucleares, analisar o aquecimento da atmosfera por efeito estufa causado pela poluição, necessários para a sobrevivência e desenvolvimento da raça humana. Em uma noite sem nuvens, em um local distante das luzes da cidade, o céu noturno pode ser visto em todo o seu esplendor, e é fácil entender porque desperta o interesse das pessoas. Depois do Sol, necessário à vida, a Lua é o objeto celeste mais importante, continuamente mudando de fase. As estrelas aparecem como uma miríade de pontos brilhantes no céu. Entre elas, os planetas se destacam por seu brilho e por se moverem entre as demais. Astronomia é fascinante, instigante, harmônica e belíssima. A ciência mais antiga da humanidade e aquela que impulsionou os maiores avanços tecnológicos. Também porque é aquela ciência que quanto mais respostas conseguimos para nossas perguntas, mais perguntas surgem, e possui uma quantidade tão grande de mistérios que talvez nunca conseguiremos desvendar. Um Abraço! José Luiz Xavier Filho

PARTICIPE Queremos contar com seu apoio para montar as nossas especialidades. Conte para nós sua experiência, envie sua foto, desenho, texto ou conhecimento, você será sempre bem vindo neste mundo.

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GUIA DAS ESPECIALIDADES ESTUDO DA NATUREZA

A

stronomia, que etimologicamente significa "lei das estrelas" com origem grega: (άστρο + νόμος) povos que acreditavam existir um ensinamento vindo das estrelas, é hoje uma ciência que se abre num leque de categorias complementares aos interesses da física, da matemática e da biologia. Envolve diversas observações procurando respostas aos fenômenos físicos que ocorrem dentro e fora da Terra bem como em sua atmosfera e estuda as origens, evolução e propriedades físicas e químicas de todos os objetos que podem ser observados no céu (e estão além da Terra), bem como todos os processos que os envolvem. Observações astronômicas não são relevantes apenas para a astronomia, mas também fornecem informações essenciais para a verificação de teorias fundamentais da física, tais como a teoria da relatividade geral. A origem da astronomia se baseia na antiga (hoje considerada pseudociência) astrologia, praticada desde tempos remotos. Todos os povos desenvolveram, ao observar o céu, um ou outro tipo de calendário, para medir as variações do clima no decorrer do ano. A função primordial destes calendários era prever eventos cíclicos dos quais dependia a sobrevivência humana, como a chegada das chuvas ou do frio. Esse conhecimento empírico foi a base de classificações variadas dos corpos celestes. As primeiras idéias de constelação surgiram dessa necessidade de acompanhar o movimento dos planetas contra um quadro de referência fixo. A Astronomia é uma das poucas ciências onde observadores independentes possuem um papel ativo, especialmente na descoberta e monitoração de fenômenos temporários. Muito embora seja a sua origem, a astronomia não deve ser confundida com Astrologia, o segmento de um estudo teórico que associava os fenômenos celestes com as coisas na terra (marés), mas que apresenta-se falho ao generalizar o comportamento e o destino da humanidade com as estrelas e planetas. Embora os dois casos compartilhem uma origem comum, seus segmentos hoje são bastante diferentes; a astronomia incorpora o método científico e associa observações científicas extraterrestres para confirmar algumas teorias terrenas (o hélio foi descoberto assim), enquanto a única base científica da astrologia foi correlacionar a posição dos principais astros da abóboda celeste (como o Sol e a Lua) com alguns fenômenos terrestres, como o movimento das marés, o clima ou a alternância de estações.

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GUIA DAS ESPECIALIDADES ESTUDO DA NATUREZA VIA LÁCTEA: A GALÁXIA DA TERRA É ESPIRAL De todas as galáxias, a mais importante para nós é a Via Láctea. A Via Láctea é a galáxia onde está localizado o Sistema Solar da Terra. É uma estrutura constituída por cerca de duzentos bilhões de estrelas (algumas estimativas colocam esse número no dobro, em torno de quatrocentos bilhões) e tem uma massa de cerca de 1 trilhão e 750 bilhões de massas solares. Sua idade está calculada entre 13 bilhões e 800 milhões de anos, embora alguns autores afirmem estar na faixa de quatorze bilhões de anos. Daqui da Terra, portanto do interior da galáxia, a Via Láctea é vista, em noites límpidas, como uma extensa faixa esbranquiçada que atravessa o céu. Via Láctea quer dizer “caminho de leiRichard Owen, te”, devido 1804-1892. à cor leitosa que nossa galáxia apresenta quando vista no céu, à noite. Esse nome foi dado pelos povos antigos.

Como deve ser nossa galáxia vista do topo. A Via Láctea provavelmente tem forma espiral, como um denso bojo central cercado por quatro braços que se espiralam para fora. O Sistema Solar fica em um desses braços, como se vê na ilustração feita por computador.

O SISTEMA SOLAR Ictiossauro Localizado em um dos braços da nossa galáxia, o Sol reúne em torno de si vários corpos celestes: planetas (como a Terra, Marte, Saturno), satélites naturais (como a Lua), asteróides, cometas e meteoróides. Há também gás e poeira nesse conjunto. O conjunto de corpos celestes “liderados” pelo Sol recebe o nome de Sistema Solar. Os componentes do Sistema Solar se mantêm reunidos porque gravitam em torno do Sol. Ou seja, a força de gravidade exercida pelo Sol os atrai e faz com que eles sigam o seu trajeto dentro da sua galáxia, a Via Láctea. A força da gravidade existe sempre entre dois corpos. Quanto maior a massa, maior a força de atração; quanto maior a distância entre os corpos, menor a força de atração. A Terra e a Lua atraem-se mutuamente.

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GUIA DAS ESPECIALIDADES ESTUDO DA NATUREZA ÓRBITA: TRAJETÓRIA DOS CORPOS CELESTES Qualquer trajetória que um astro descreve em torno de outro é chamado de órbita. Todos os corpos do Sistema Solar descrevem uma órbita elíptica em torno do Sol. A elipse é uma curva fechada, ovalada, que tem dois focos. No Sistema Solar, o Sol ocupa um dos focos. No entanto, nesse caso a distância entre os focos é tão pequena que a órbita dos planetas é, praticamente, circular. Veja a órbita elíptica de um planeta. Periélio: é o ponto da órbita de um corpo, seja ele planeta, planetóide, asteróide ou cometa, que está mais próximo do Sol. Afélio: é o ponto da órbita em que o planeta, ou planetóide, está mais afastado do Sol.

O SOL: MAIS MASSA QUE TODOS OS ASTROS DO SISTEMA SOLAR JUNTOS

Quando o Sol é observado com os filtros apropriados, as características mais imediatamente visíveis são geralmente suas manchas, áreas bem definidas na superfície solar que aparentam ser mais escuras do que a região ao seu redor pelo fato de possuírem temperaturas mais baixas. Manchas solares são regiões de intensa atividade magnética onde convecção é inibida por fortes campos magnéticos, reduzindo transporte de energia do interior quente do Sol, fazendo que estas regiões possuam uma temperatura mais baixa do que ao redor. O campo magnético gera intenso aquecimento da coroa solar, formando regiões ativas que são as fontes de erupções solares e ejeção de massa coronal. As maiores manchas solares podem possuir dezenas de quilômetros de diâmetro.

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Os astros do Sistema Solar diferenciam-se sobretudo pelas suas dimensões. O Sol é o maior de todos. Em seguida, vêm os planetas, os satélites naturais, os asteróides, os cometas e os meteoróides.

O Sol é a estrela central do Sistema Solar. Todos os outros corpos do Sistema Solar, como planetas, planetas anões, asteróides, cometas e poeira, bem todos os satélites associados a estes corpos, giram ao seu redor. Responsável por 99,86% da massa do Sistema Solar, o Sol possui uma massa 332 900 vezes maior que a da Terra, e um volume 1 300 000 vezes maior que o do nosso planeta. A distância da Terra ao Sol é de cerca de 150 milhões de quilômetros. A luz solar demora aproximadamente 8 minutos e 18 segundos para chegar à Terra. Energia do Sol na forma de luz solar é armazenada em glicose por organismos vivos através da fotossíntese, processo do qual, direta ou indiretamente, dependem todos os seres vivos que habitam nosso planeta. A energia do Sol também é responsável pelos fenômenos meteorológicos e o clima na Terra. É composto primariamente de hidrogênio (74% de sua massa, ou 92% de seu volume) e hélio (24% da massa solar, 7% do volume solar), com traços de outros elementos, incluindo ferro, níquel, oxigênio, silício, enxofre, magnésio, néon, cálcio e crômio. Os principais elementos celestes que orbitam em torno do Sol são os oito planetas principais conhecidos atualmente cujas dimensões vão do gigante de gás Júpiter até ao pequeno e rochoso Mercúrio, que possui menos da metade do tamanho da Terra. Vamos conhêce-los pela ordem de afastamento do Sol.


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Manchas solares, aproximadamente de 4 a 5 000°C.

OS OITO PLANETAS DO SISTEMA SOLAR Os planetas do Sistema Solar são os oito astros que tradicionalmente são conhecidos como tal: Mercúrio (☿), Vênus (♀), Terra (♁), Marte (♂ ), Júpiter (♃), Saturno (♄), Urano (♅) e Netuno (♆). Todos os planetas receberam nomes de deuses e deusas da mitologia greco-romana. Fazendo parte do Sistema Solar, esses oitos planetas recebem a luz e o calor do Sol, ou seja, a energia emitida pelo nosso astro-rei, enquanto giram em torno dele. Os planetas do Sistema Solar estão divididos em dois grupos: Planetas interiores – Mercúrio, Vênus, Terra e Marte. Planetas exteriores – Júpiter, Saturno, Urano e Netuno. Lembrando que, planeta, como definido pela União Astronômica Internacional (UAI), é um corpo celeste orbitando uma estrela ou restos estelares que tem massa suficiente para haver rotação em torno de si (através da gravidade) e, não tem massa suficiente para causar fusão termonuclear, ou seja, não tendo luz própria. Os planetas se diferenciam principalmente pela massa, por suas dimensões e por sua composição química. MARTE: quarto planeta do Sistema Solar. De noite, aparece como uma estrela vermelha, razão por que os antigos romanos lhe deram o nome de Marte, o deus da guerra. Está uma distância média de 228 milhões de quilômetros do Sol e descreve uma órbita que dura 1,88 ano terrestre. Por estar mais distante do Sol, possui temperaturas mais baixas, entre 20° C e -150°C. Sua atmosfera contém principalmente gás carbônico, mas em quantidade bem inferior ao de Vênus. Marte tem calotas polares que contêm água e dióxido de carbono gelados, a maior montanha do sistema solar - o Olympus Mons, um desfiladeiro imenso.

MERCÚRIO: é o planeta mais próximo do Sol. Está a uma distância média de 58 milhões de quilomêtros do Sol e descreve uma órbita completa a cada 88 dias terrestres. Sua massa é igual a 5,5% da massa da Terra. Não possui água nem atmosfera. Sua t e m p er at ur a é extremamente oscilante. De dia, pode chegar a 430° C; de noite, a temperatura chega a atingir -170°C. Mercúrio teve o seu nome atribuído pelos romanos baseado no mensageiro dos deuses, de asas nos pés, porque parecia mover -se mais depressa do que qualquer outro planeta.

VÊNUS: é o segundo mais próximo do Sol. Está a 108 milhões de quilômetros do Sol (em média) e descreve um ano que dura 255 dias terrestres. Recebe seu nome em honra da deusa romana do amor Vênus. Sua massa é igual a 81% da massa da Terra. Não possui água. É conhecido como planeta das nuvens, pois sua atmosfera é densa, composta basicamente de gás carbônico. É um planeta muito quente, sua temperatura chega a 480° C. Depois do Sol e da Lua, o planeta vênus é o corpo mais brilhante que avistamos no Céu, porque sua atmosfera reflete intensamente a luz solar. Abordarei mais sobre o planeta Vênus no tópico sobre estrelas .

TERRA: terceiro planeta do Sistema Solar. Está, em média, a 150 milhões de quilômetros do Sol. Entre os planetas do sistema, a Terra tem condições únicas: mantém grandes quantidades de água em estado líquido, tem placas tectônicas e um forte campo magnético. A atmosfera interage com os sistemas vivos. A ciência moderna coloca a Terra como único corpo planetário conhecido que possui vida da forma a qual conhecemos.

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JÚPITER: é o quinto planeta em distância do Sol. Está, em média, a 778 milhões de quilômetros de distância. Um ano de Júpiter equivale a quase 12 anos terrestres. Sua massa é 318 vezes maior que a da Terra. É um planeta gasoso, composto por 90% de hidrogênio. É o maior planeta do sistema solar. É conhecido pela grande mancha vermelha e pelos seus quatro grandes satélites: Ganímedes, Europa, Io e Calisto. Júpiter é o planeta do sistema solar que mais têm luas: possui 62 delas.

SATURNO: sexto planeta do Sistema Solar. Está, em média, a 1,4 bilhões de quilômetros do Sol. É quase tão grande quanto Júpiter. Sua massa equivale a 95 vezes a massa da Terra. É também um planeta gasoso, com 94% de hidrogênio. Sua característica mais notável é um sistema de anéis que tem mil quilômetros de espessura e se estende por até 420 mil quilômetros além da da superfície do planeta. Seu nome provém do deus romano Saturno. Saturno tem 48 luas.

GUIA DAS ESPECIALIDADES ESTUDO DA NATUREZA URANO: é o sétimo planeta. Está a uma distância média de 2,9 bilhões de quilômetros do Sol. Descreve uma órbita completa em cerca de 84 anos terrestres. Sua massa é de 14,5 vezes maior que a Terra. Tem a superfície a mais uniforme de todos os planetas por sua característica cor azulesverdeada, produzida pela combinação de gases em sua atmosfera.

NETUNO: oitavo e último planeta do Sistema Solar desde a reclassificação de Plutão para a categoria de planetaanão. Sua distância média do Sol é de 4,5 bilhões de quilômetros. Um ano de Netuno equivale a quase 165 anos terrestres, sua massa é 17 vezes maior que a massa da Terra. Netuno recebeu o nome do deus romano dos mares.

SATÉLITES NATURAIS: NEM TODOS OS PLANETAS TÊM Satélite natural é um corpo celeste que gravita em torno de um planeta. Veja como se distribuem os satélites em nosso Sistema Solar: Mercúrio e Vênus – não possuem satélites. Terra – possui um satélite, a Lua. Marte – tem dois satélites, Fobos e Deimos. Júpiter – possui 62, sendo os principais: Ganimedes, Calisto, Io e Europa. Saturno – possui 48, sendo os principais: Titã, Encelado, Mimas, Tétis e Dione. Urano – possui 27 satélites. Netuno – possui 13 satélites.

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Por ordem de afastamento do Sol temos: Mercúrio, Vênus, Terra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano e Netuno. Em tamanho a ordem é: Júpiter, Saturno, Netuno, Urano, Terra, Marte, Vênus e Mercúrio. Podemos identificar a olho nu os planetas: Mercúrio, Vênus, Marte, Júpiter e Saturno. O planeta do nascer do sol é Mercúrio e do pôr-do-sol é Vênus.

Deimos, um dos satélites naturais de Marte


GUIA DAS ESPECIALIDADES ESTUDO DA NATUREZA NEBULOSA, ASTERÓIDES, COMETAS E METEORÓIDES Asteróides, cometas e meteoróides têm em comum a composição de sua matéria. São fragmentos que se originaram da nebulosa. NEBULOSA: nuvem estelar; condensação local de gás, poeira e moléculas interestelares; pode dar origem a novas estrelas ou ser consequência da morte de uma estrela de pequena massa, são nuvens de poeira, hidrogênio e plasma. OS ASTERÓIDES, também chamados de planetóides, são astros que giram em torno do Sol, predominantemente entre as órbitas de Marte e Júpiter. São corpos celestes rochosos, de formato irregular, menores que Mercúrio, que é o menor planeta do Sistema Solar. Os asteróides tem um brilho muito fraco; por isso, só podem ser vistos com auxílio de lunetas e telescópios. OS COMETAS são corpos celestes, em geral pequenos, que giram em torno do Sol em órbitas eclípticas alongadas. Possuem um núcleo sólido muito gelado, que costumam medir alguns quilômetros e é composto por gelo de água e poeira. A cauda de um cometa chega a atingir centenas de milhares de quilômetros. A velocidade de um cometa pode atingir 196 mil quilômetros por horas (km/h) quando está mais próximo do Sol; à medida que se afasta, sua velocidade diminui, chegando a 3,3 mil km/h. Geralmente podemos enxergar os cometas no céu apenas se usarmos telescópio. Sem esse instrumento, só os enxergamos quando estão perto do Sol. METEORÓIDES são fragmentos de material que vagueiam pelo espaço e que, segundo a International Meteor Organization (Organização Internacional de Meteoros), possuem dimensões significativamente menores que um asteróide e significativamente maiores que um átomo ou molécula, distinguindo-nos dos asteróides - objetos maiores, ou da poeira interestelar - objetos micrométricos ou menores. Meteoro designa o fenômeno luminoso observado quando da passagem de um meteoróide pela atmosfera terrestre. Este fenômeno que pode apresentar várias cores, que são dependentes da velocidade e da composição do meteoróide, um rastro, que pode ser designado por persistente, se tiver duração apreciável no tempo, e pode apresentar também registro de sons. Um meteoro é também por vezes designado de estrela cadente. Sobre esse fenômeno, “estrela cadente”, darei maior ênfase no tópico sobre estrelas. A atmosfera nos protege dos meteoróides. Mas alguns fragmentos – os de dimensões maiores – conseguem atingir a superfície terrestre. Esses fragmentos são denominados meteoritos e muitas vezes podem causar danos enormes, dependendo da região terrestre onde caem. Pode ser um aerólito (rochoso), siderito (metálico) ou siderólito (metálico-rochoso).

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Nebulosa

Asteróides

Cometa

Meteoróides


GUIA DAS ESPECIALIDADES ESTUDO DA NATUREZA ESTRELAS Uma estrela é um corpo celeste luminoso. Por causa de sua pressão interna, produz energia por fusão nuclear, transformando moléculas de hidrogênio em hélio. A energia gerada é emitida através do espaço sob a forma de radiação eletromagnética (luz). A estrela mais próxima da Terra é o Sol.

AS ESTRELAS SE MOVIMENTAM? Em 1718, Sir Edmund Halley (1656-1742) observou que a posição da estrela Arcturus no céu havia mudado um grau em relação à posição medida por Ptolomeu. Sírius também havia mudado, de meio grau. Desde então os astrônomos têm medido o movimento transverso, isto é, o movimento aparente das estrelas no céu, perpendicular à linha de visada. Este movimento é chamado de movimento próprio e usualmente é medido em segundos de arco por ano.

Lembrando que, esse movimento não acontece diariamente, e muito menos em um tempo de 20 ou 40h. É em tempo muito longo, décadas ou séculos. O movimento aparente que observamos daqui da Terra é causado pelo movimento de rotação e translação da Terra!

AS CORES DAS ESTRELAS Quando olhamos para o céu numa noite limpa e sem luar, longe das luzes da cidade, facilmente constatamos que muitas estrelas têm uma cor peculiar. Sírius e Vega, por exemplo, cintilam como diamantes brancoazulados. Capella tem um brilho amarelo, como um sol distante, enquanto Arcturus é levemente alaranjada. Betelgeuse, Aldebaran e principalmente Antares exibem um tom vermelho como um rubi. Ao telescópio, essas cores atingem tons de elevada pureza. Não é difícil analisar as cores de uma luz. Basta fazê-la passar por uma fenda delgada e atravessar um prisma de vidro. Com isso obtemos o espectro da luz. O espectro das estrelas geralmente se apresenta como uma faixa luminosa e contínua, contendo todas as cores do arco-íris. Por exemplo, quando a luz do Sol atravessa um prisma, obtemos as mais variadas cores conforme o desenho. As cores das estrelas também informam sobre sua temperatura, se é uma estrela quente ou fria. Estrelas quentes possuem cor azul, já as estrelas frias possuem cor vermelha.

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GUIA DAS ESPECIALIDADES ESTUDO DA NATUREZA CONSTELAÇÕES: PURA IMAGINAÇÃO HUMANA?

SÃO DEFINIDAS 88 CONSTELAÇÕES, QUE PODEM SER CLASSIFICADAS EM:

AUSTRAIS: CIRCINUS, CENTAURUS, PHOENIX, PAVO, NORMA, COLUMBA, MICROSCOPIUM, CORONA AUSTRALIS, LUPUS, CRUX, DORADO, MUSCA, INDUS, HOROLOGIUM, FORNAX, PICTOR, CARINA, PISCIS AUSTRINUS, ANTLIA, VOLANS, VELA, ARA, TUCANA, TRIANGULUM AUSTRALE, CAELUM, GRUS, PUPPIS, PYXIS, RETICULUM, SCULPTOR E TELESCOPIUM.

BOREAIS: LEO MINOR, LACERTA, URSA MAJOR, PERSEUS, LYNX, LYRA, HÉRCULES, TRIANGULUM, CORONA BOREALIS, CASSIOPÉIA, ANDROMEDA, AURIGA, CANES VENATICI E CYGNUS.

ZODIACAIS: PISCES, ARIES, VIRGO, AQUARIUS, TAURUS, SCORPIUS, SAGITTARIUS, CAPRICORNUS, LEO, CANCER, GEMINI E LIBRA

CIRCUMPOLARES NORTE: DRACO, CEPHEUS, CAMELOPARDALIS E URSA MINOR CIRCUMPOLARES SUL: OCTANS, CHAMAELEON, MENSA, APUS E HYDRUS

EQUATORIAIS: VULPECULA, BOÖTES, CANIS MINOR, CANIS MAJOR, SEXTANS, SERPENS, SCUTUM, AQUILA, SAGITTA, MONOCEROS, ERIDANUS, DELPHINUS, CRATER, EQUULEUS, CORVUS, COMA BERENICES, HYDRA, OPHIUCHUS, ORION, PEGASUS, CETUS E LEPUS.

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Constelação de Virgem, de Escorpião, o Cruzeiro do Sul, a Constelação de Centauro e tantas outras, o que são? São estrelas que, embora muito distantes entre si, ao homem aqui da Terra parecem agrupadas, formando um desenho. Às figuras criadas pela imaginação humana a partir de agrupamentos de estrelas dá-se o nome de constelação. As estrelas que compõem constelações se encontram tão distantes entre si que praticamente não exercem atração de gravidade umas sobre as outras. Durante todo o ano é possível ver várias constelações, das quais duas são mais conhecidas: Cruzeiro do Sul e Centauro. No hemisfério sul, podemos ver durante toda a noite, em céu limpo, as seguintes constelações: Cruzeiro do Sul, Centauro, Navio, Mosca e Triângulo. Ainda podemos encontrar no hemisfério sul, constelações que são visíveis entre o pôr-do-sol e meia-noite, no verão e no inverno, são as seguintes: Verão - Câncer, Leão, Gêmeos, Cruzeiro do Sul, Folso. Inverno - Cruzeiro do Sul, Folso, Escorpião, Peixes, Touros, Plêiades.

AS CONSTELAÇÕES E OS SIGNOS DO ZODÍACO Desde a antigüidade o homem, levantando a sua cabeça para o céu, começou a indagar o que significavam todos aqueles pontos brilhantes que apareciam desde o momento que o Sol se punha. E, para guiá-los na noite, os homens das primeiras civilizações abriram mão de um artifício. A humanidade que desde sua origem, sentiu a necessidade de perpetuar imagens de seu cotidiano, assim deixou gravados os primeiros desenhos de animais que são vistos nas cavernas paleolíticas. Movidos por sua necessidade de se guiarem durante a noite escura do deserto, os povos da antigüidade - especialmente aqueles que viviam entre os rios Tigre e o Eufrates - acharam conveniente ligar entre si aqueles pontos luminosos representados pelas estrelas fixas e que, aparentemente, poderiam tomar formas de animais ou mesmo de seres legendários. De fato, elas são “desenhadas” sobre a abóbada celeste, que é representada como um grande globo estelar imaginário em volta da Terra. Das 88 constelações, somente doze são tocadas pelo Sol em seu caminho aparente em volta da Terra.


GUIA DAS ESPECIALIDADES ESTUDO DA NATUREZA Estas constelações estão colocadas no caminho aparente do Sol, ou seja, por causa do movimento e da inclinação da Terra no seu eixo, o Sol descreve em volta desta um caminho aparente, chamado elíptica, formando um circulo que é chamado pelos astrônomos e astrólogos de círculo zodiacal. Ao associar as constelações zodiacais com os mitos e arquétipos da antigüidade, especialmente aqueles ligados à mitologia grega.

MAGNITUDE Quando observamos o firmamento estrelado, uma das primeiras coisas que notamos é que as estrelas possuem brilhos diferentes. Algumas estrelas chamam a nossa atenção devido ao seu brilho intenso, existem aquelas de brilho intermediário, e outras são tão pálidas que mal podemos enxergá-las. Tamanha diversidade chamou atenção dos antigos observadores da Grécia Clássica, onde teve origem o primeiro sistema de classificação das estrelas segundo o seu brilho, e que acabou originando o moderno sistema que usamos até os dias de hoje. Utilizando apenas a vista desarmada e demonstrando uma grande acuidade visual, eles agruparam as estrelas em seis classes de brilho, que chamaram de grandezas. Atualmente, o termo “grandeza” está obsoleto e foi substituído por magnitude. O quadro ao lado mostra as 50 estrelas mais brilhantes por ordem de magnitude:

O NOME DAS ESTRELAS Em Astronomia, o alfabeto grego é muito usado, pois é parte integrante dos mapas e cartas celestes, nomeadamente, na identificação das estrelas pela designação de Bayer. Existe uma lógica para essa classificação e existem também outros sistemas de identificação de estrelas, mas nesta secção abordamos a designação de Bayer e o tema do alfabeto grego (minúsculas, pois as maiúsculas não são usadas). Assim, podem consultar todas as letras do mesmo alfabeto, vendo a sua representação e como se devem ler cada uma delas. Podem, também, encontrar uma pequena explicação do sistema do alfabeto grego, usado na nomenclatura de estrelas. E aqui está o quadro com o alfabeto grego completo na página ao lado. A estrela mais brilhante recebe o nome Alfa, depois Beta, Gama, Delta, até Omega.

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GUIA DAS ESPECIALIDADES ESTUDO DA NATUREZA QUADRO COM O ALFABETO GREGO COMPLETO

Letra

Nome

Ordem

alfa

Letra

Nome

Ordem

1

niú

13

beta

2

csi

14

gama

3

omicron

15

delta

4

pi

16

épsilon

5

17

zeta

6

sigma

18

eta

7

tau

19

teta

8

upsilon

20

iota

9

fi

21

capa

10

qui

22

lambda

11

psi

23

miú

12

ómega

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ESTRELA CADENTE Muitas vezes meteoróides proporcionam um fenômeno sempre admirado, que é o da “estrela cadente”.“Estrelas cadentes” se formam quando esses corpos celestes, vindos do espaço desviados da sua órbita, penetram na atmosfera terrestre, ali se fragmentando devido ao calor gerado pelo atrito do meteoróide com o ar. Caindo em fragmentos brilhantes, cortam o céu e parecem estrelas que caem, esse fenômeno é chamado cientificamente de meteoro. “Estrelas cadentes” são, pois, fragmentos de meteoróides.

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ESTRELAS FIXAS As estrelas fixas – termo utilizado em contraposição às estrelas errantes, ou planetas – já eram conhecidas pelos gregos como um recurso de interpretação. Não há nenhuma "explicação científica" por que não há nenhum "mistério científico" neste fenômeno simples: as estrelas fixas são "fixas" porque estão muito longe, então o movimento delas não é perceptível a um observador terráqueo que vive apenas algumas décadas. Seriam necessárias centenas de milhares de anos de observação para perceber alterações nas posições das estrelas fixas. Por isto elas são chamadas de fixas: na nossa escala de tempo, ainda não houve observações suficientes para perceber qualquer alteração de posição destas estrelas. Já os planetas estão em constante movimento.

ESTRELA DA MANHÃ E ESTRELA VESPERTINA O planeta Vênus era muito observado pelos índios brasileiros por ser, depois do Sol e da Lua, o objeto mais brilhante do céu e era utilizado principalmente para orientação, por ser visto pouco antes do nascer ou logo após o pôr-dosol, sempre próximo ao Sol. Eles pensavam que se tratava de duas estrelas que apareciam em períodos diferentes: a estrela matutina (que chamamos Dalva) e a estrela vespertina (que chamamos Vésper), cada uma delas ficando visível cerca de 263 dias. A primeira aparição de Vênus como estrela da manhã ocorre no lado leste, antes do nascer do sol. Nesse dia, à medida que o tempo passa, o céu fica cada vez mais brilhante e, quando a última estrela desaparece de vista, Vênus surge como um ponto brilhante no horizonte, próximo do local onde o Sol nascerá. Então, rapidamente, ele desaparece, ofuscado pelo avanço da luz solar.


GUIA DAS ESPECIALIDADES ESTUDO DA NATUREZA ÓRION Orion, Oríon, Órion ou Orionte, o caçador Órion, é uma constelação do equador celeste. As estrelas que compõem esta constelação podem ter como elemento do seu nome o genitivo "Orionis". Órion é uma constelação reconhecida em todo o mundo, por incluir estrelas brilhantes e visíveis de ambos os hemisférios. A constelação tem a forma de um trapézio formado por quatro estrelas: Betelgeuse (Alfa de Órion), Rigel (Beta de Órion), Bellatrix (Gama de Órion) e Saiph (Kapa de Órion). É uma constelação fácil de

ser enxergada pois, dentre as estrelas que a compõem, destaca-se a presença de três, Mintaka (Delta de Órion), Alnilam (Epsilon de Órion) e Alnitak (Zeta de Órion), popularmente conhecidas como "As Três Marias", que formam o cinturão de Órion e está localizado no centro desta. Nesta constelação também encontra-se uma das raras nebulosas que podem ser vistas a olho nu, a Nebulosa de Órion que é uma região de intensa formação de estrelas. A constelação de Órion pode ser melhor vista, no hemisfério sul, em abril e maio.

O CRIADOR E SUA CRIAÇÃO

Deus cita várias vezes a constelação de Órion, na Bíblia. Não somente Órion, mas as Plêiades e Arcturos, etc.: Jó 9:9 – O que fez a Ursa, o Órion, e as Plêiades, e as recâmaras do sul; Jó 38:31 – Podes atar as cadeias das Plêiades, ou soltar os atilhos do Órion? Amós 5:8 – Procurai aquele que fez as Plêiades e o Órion, e torna a sombra da noite em manhã, e transforma o dia em noite; o que chama as águas do mar, e as derrama sobre a terra; o Senhor é o seu nome.

Nebulosa de Órion

ELLEN G. WHITE – PRIMEIROS ESCRITOS

“A 16 de dezembro de 1848, o Senhor me deu uma visão acerca do abalo das potestades do céu. Vi que quando o Senhor desse céu, ao dar os sinais registrados por S. Mateus, Marcos e Lucas, Ele queria dizer céu, e quando disse "Terra", queria dizer terra. As Potestades do céu são o sol, Lua e estrelas. Seu governo é no firmamento. As potestades da terra são os que governam sobre a terra. As potestades do céu serão abaladas com a voz de Deus . Então o sol, lua as estrelas se moverão de lugares. Não passarão, mas se-

rão abalados pela voz de Deus. Nuvens negras e densas subiam e chocavam-se entre si. A atmosfera abriu-se e recuou: aonde vinha a voz de Deus. A santa cidade descerá por aquele espaço aberto. Vi que as potestades da Terra estão sendo abalados agora, e que os acontecimentos ocorrem em ordem. Guerra e rumores de guerra, espada, fome e pestilência devem primeiramente abalar as potestades da Terra, e então a voz de Deus abalará o sol, a lua e as estrelas como também a terra”.

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GUIA DAS ESPECIALIDADES ESTUDO DA NATUREZA PARA ENTEDER MAIS DE ASTRONOMIA

Esfera Celeste: O céu é considerado uma esfera enorme, infinita, sobre o observador, com esses objetos na superfície interna desta esfera. Polo Celeste: São os pontos (Norte e Sul) em que o eixo se encontra na esfera. Equador Celeste: É o circulo resultante da interseção da esfera celeste do plano que passa pelo centro da Terra e perpendicular ao eixo. -Horizonte: É o círculo que resulta da interseção com a esfera celeste do plano que passa por nossos pés e na vertical que também passa por nossos pés. Horizonte é aquilo que está ao alcance de nossas vistas. -Ascensão Reta: É quando um corpo celeste faz sua órbita no equador celeste sendo que este entra no 0º. -Declinação: É quando o Sol declina para mais ou menos. -Trânsito: É o deslocamento em ascensão reta e, declinação pela revolução da terra. -Conjunção e Eclíptica: É o plano de órbita traçado pela terra em torno do Sol. Durante um ano.

ZÊNITE E NADIR Em astronomia, zênite é o ponto superior da esfera celeste, segundo a perspectiva de um observador estacionado num plano sobre a Terra, o exato ponto acima de sua cabeça projetado na abóboda celeste, ou a interseção da vertical superior do lugar com a esfera celeste. O zênite é um marco referencial de localização da rosa dos ventos em relação a posição do observador e os objetos celestes a sua volta. O zênite também denominado auge, apogeu, culminância opõe-se a nadir outro importante referencial de orientação. Este termo foi criado pelos gregos na antiguidade. Em astronomia, nadir é o ponto inferior da esfera celeste, segundo a perspectiva de um observador na superfície da do planeta é a projeção do alinhamento vertical que esta sob os pés do observador à esfera celeste superior, localizada do outro lado da planeta e é o oposto ao Zênite, ponto em que o sol fica perpendicular a região subtropical em pleno solstício.

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Para calcular a distância entre os astros os cientistas baseiam-se na velocidade da luz no vácuo. A unidade de medida que os cientista usam para medir a enorme distância entre os astros é denominada ano-luz. Um ano-luz equivale à distância que a luz percorre, no vácuo, em um ano. Um raio de luz percorre aproximadamente trezentos mil quilômetros em um segundo (300 000 km/s); então, em um ano, esse raio atravessa cerca de dez trilhões de quilômetros.


GUIA DAS ESPECIALIDADES ESTUDO DA NATUREZA ESTUDANDO A TERRA A Terra, nosso planeta, é o terceiro em distância a partir do Sol. Possui as seguintes condições que favorecem o aparecimento, o desenvolvimento e a manuteção da vida tal como a conhecemos: Temperatura adequada, com média em torno de 15°C; uma temperatura muito elevada desidrataria os seres vivos, e uma temperatura muito baixa impediria que eles se desenvolvessem; Quantidade suficiente de água em estado líquido; Atmosfera contendo gás oxigênio – que é utilizado na respiração da maioria dos seres vivo. Atmosfera que, além de proteger a

Terra dos meteoróides, contém ozônio, nosso filtro solar de radiações ultravioleta da luz solar. A Terra executa dois movimentos principais: o movimento em volta do Sol, chamado translação, que dura 365 dias, ou, mais especificamente, 365 dias, 5horas, 48 minutos e 46 segundos. o movimento em torno de si mesma, chamado rotação, que dura 24h ou um dia, ou, mais especificamente, 23 horas, 56 minutos e 4 segundos Estação do ano é uma das quatro subdivisões do ano baseadas em padrões climáticos. São elas: Primavera, Verão, Outono e Inverno.

EQUINÓCIO Em astronomia, equinócio é definido como um dos dois momentos em que o Sol, em sua órbita aparente (como vista da Terra), cruza o plano do equador celeste (a linha do equador terrestre projetada na esfera celeste). Mais precisamente é o ponto onde a eclíptica cruza o equador celeste. A palavra equinócio vem do Latim, aequus (igual) e nox (noite), e significa "noites iguais", ocasiões em que o dia e a noite duram o mesmo tempo. Ao medir a duração do dia, considera-se que o nascer do Sol (alvorada ou dilúculo) é o instante em que metade do círculo solar está acima do

horizonte e o pôr do Sol (crepúsculo ou ocaso) o instante em que o círculo solar encontra-se metade abaixo do horizonte. Com esta definição, o dia e a noite durante os equinócios têm igualmente 12 horas de duração. Os equinócios ocorrem nos meses de março e setembro e definem as mudanças de estação. No hemisfério norte a primavera inicia em março e o outono em setembro. No hemisfério sul é o contrário, a primavera inicia em setembro e o outono em março. O equinócio vernal é 21 de março e o equinócio outonal é no dia 23 de setembro.

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GUIA DAS ESPECIALIDADES ESTUDO DA NATUREZA A LUA Nosso único satélite natural e astro mais brilhante da noite é a Lua. É a mais brilhante para nós porque está mais próxima da Terra do que os outros corpos celestes. A Lua brilha sem luz própria; é iluminada, refletindo a luz que recebe do Sol. Situa-se a uma distância de cerca de 384.405 km do nosso planeta. A Lua não tem atmosfera e apresenta, embora muito escassa, água no estado sólido (em forma de cristais de gelo). Não tendo atmosfera, não há erosão e a superfície da Lua mantém-se intacta durante milhões de anos. É apenas afetada pelas colisões com meteoritos. A Lua dá um volta em torno de si mesma em aproximadamente 28 dias. Nesse mesmo período, a Lua dá uma volta completa em torno da Terra. Assim, mantém sempre a mesma face voltada pra Terra. O movimento que a Lua

faz em torno da Terra chama-se revolução.É a principal responsável pelos efeitos de maré que ocorrem na Terra, em seguida vem o Sol, com uma participação menor. Contudo, a força de atração que o Sol e a Lua exercem sobre a Terra influencia o movimento de subida e descida da água dos oceanos. Durante um mês, a maré é mais forte nas fases de lua cheia e nova. Pode-se dizer do efeito de maré aqui na Terra como sendo a tendência de os oceanos acompanharem o movimento orbital da Lua. A maré alta ocorre quando a Terra, a Lua e o Sol se encontram em conjunção ou oposição. E a maré baixa, quando a Terra, a Lua e o Sol se encontram em quadratura, formando um ângulo de 90°. A ocorrência desse fenômeno se dá duas vezes por dia, aproximadamente a cada 12 horas.

ECLIPSE Um eclipse é um evento celeste que mais tem atraído a curiosidade humana com respeito à mecânica celeste. Um eclipse é quando um corpo celeste se sobrepõe a outro formando um cone de sombra que no caso risca a superfície terrestre formando uma zona de ocultação. Existem dois tipos: lunares e solares. UM ECLIPSE LUNAR é um fenômeno celeste que ocorre quando a Lua penetra totalmente ou parci-

Eclipse Lunar

almente o cone de sombra projetado pela Terra, em geral sendo visível a nu. Isto ocorre sempre que o Sol, a Terra e a Lua se encontram próximos ou em perfeito alinhamento, estando a Terra no meio destes outros dois corpos. UM ECLIPSE SOLAR assim chamado, é um raríssimo fenômeno de alinhamentos que ocorre quando a Lua se interpõe entre o Sol ocultando completamente a sua luz numa estreita faixa terrestre.

Eclipse Solar

Há quatro tipos de eclipses solares: solar parcial, solar total, anular (anelar ou em anel) e eclipse híbrido. O exemplo acima é um eclipse solar total.

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GUIA DAS ESPECIALIDADES ESTUDO DA NATUREZA AURORA BOREAL A aurora polar é um fenômeno óptico composto de um brilho observado nos céus noturnos em regiões próximas a zonas polares, em decorrência do impacto de partículas de vento solar no campo magnético terrestre. Em latitudes do hemisfério norte é conhecida como aurora boreal, nome batizado por Galileu Galilei, em referência à deusa romana do amanhecer Aurora e ao seu filho Bóreas, representante dos ventos nortes. Ocorre normalmente nas épocas de setem-

bro a outubro e de março a abril. Em latitudes do hemisfério sul é conhecida como aurora austral, nome batizado por James Cook, uma referência direta ao fato de estar ao Sul. O fenômeno não é exclusivo somente à Terra, sendo também observável em outros planetas do sistema solar como Júpiter, Saturno, Marte e Vênus. Da mesma maneira, o fenômeno não é exclusivo da natureza, sendo também reproduzível artificialmente através de explosões nucleares ou em laboratório.

OS INSTRUMENTOS PARA OS ESTUDOS Abordarei apenas alguns aparelhos quem têm possibilitado ao ser humano realizar suas pesquisas espaciais: luneta, telescópio, foguete, satélite artificial, sonda espacial, ônibus espacial, estação espacial.

Luneta: é um instrumento óptico que possui, basicamente, dois conjuntos de lentes que ampliam a imagem para o observador. Mesmo sendo um instrumento bastante antigo, as lunetas ainda são utilizadas para observar o céu e acompanhar certos fenômenos.

Telescópio: é um instrumento importante para os astrônomos. Entre os vários tipos, os mais eficiente são: Os telescópios refratores – constituídos por dois conjuntos de lentes; Os telescópios refletores – que possuem um conjunto de lentes e um sistema de espelhos.

Aurora Boreal

Aurora Austral

Foguete: é um veículo próprio para lançar instrumentos de pesquisa ou mesmo outros veículos espaciais, como os satélites artificiais. É também uma terrível arma de guerra. Satélite artificial: é um veículo espacial, tripulado ou teleguiado, que é levado ao espaço para ficar girando em torno da Terra ou de outro corpo celeste. Sonda espacial: é um veículo sem tripulantes, teleguiado e utilizado em voos para a coleta de informações sobre o espaço. Pode passar próximo a um corpo celeste, entrar em sua órbita ou mesmo pousar nele. Ônibus espacial: o Colúmbia, primeiro ônibus espacial, revolucionou a astronáutica, por se tratar de um veículo de lançamento reaproveitável, ao contrário dos foguetes então existentes. Como o próprio nome diz, trata-se de uma espécie de ônibus, que vai e volta. São capazes de transportar um número maior de tripulantes que os demais veículos espaciais. Estação espacial: é um engenho montado para permanecer numa órbita em torno do astro. Assemelhase a uma “casa espacial”, com acomodações para os astronautas e locais apropriados para as realiações dos estudos científicos e experiências. Pode servir de posto de combustível para outros aparelhos espaciais

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GUIA DAS ESPECIALIDADES ESTUDO DA NATUREZA PARA APRENDER MAIS:

RELÓGIO SOLAR

O relógio de sol é, provavelmente, a forma mais antiga de se medir o tempo. Ele utiliza o movimento aparente do Sol que surge pela manhã no Leste e desaparece, à tarde, no Oeste. Nessa versão super simples, ele será apenas uma haste vertical sobre uma prancha horizontal. A ponta da sombra da haste serve para indicar a hora do dia. Vamos descrever dois projetos de relógio solar, o primeiro bem simples e o outro um pouco mais elaborado e preciso. 1) Esse relógio é feito com uma base plana no centro da qual é fixada uma haste fina e vertical. Leve o conjunto para um local ensolarado e use um nível e uma linha de prumo para garantir que a haste está na vertical. As dimensões da base e da haste ficam a seu critério. Uma haste de 30 centímetros é suficiente. O tamanho da base deve ser tal que contenha a sombra completa da haste para todas as horas do dia, de preferência de 6 às 18 horas. Use um relógio comum para calibrar seu relógio de Sol. Ajuste esse relógio pela hora oficial. Comece cedo e marque a posição da ponta da sombra da haste para cada hora completa. No exemplo da figura, foram marcados os pontos de 7 às 17 horas pois as sombras das 6 e 18 horas foram longas demais para o tamanho da base. Observe que a sombra é mínima perto do meio dia. A direção dessa sombra mínima indica a direção do meridiano do local, isto é, a direção Norte-Sul. Não é exatamente ao meio dia porque a hora oficial não coincide exatamente com a hora solar. Esse relógio é muito fácil de fazer e calibrar mas é limitado pois só serve para uns poucos dias depois da calibração. Alguns dias depois, as linhas das horas vão mudar de direção e o relógio vai marcar horas erradas. A figura ilustra como a linha das 13 horas muda de Junho a Dezembro, por exemplo. Esse problema pode ser resolvido, como veremos na descrição do relógio mais elaborado, descrito a seguir.

BARROS, Carlos & PAULINO, Wilson Roberto. Ciências: O meio ambiente. 60ª. ed., São Paulo: Ática, 1999. SAMPAIO, Francisco Coelho. Geografia do século XXI, Redescobrindo o Planeta Azul: a Terra pede ajuda. 2ª ed., Curitiba: Positivo, 2005. SOUZA, Kepler de & SARAIVA, Maria de Fátima. Astronomia e Astrofísica. FARIA, Romildo Póvoa. Visão para o Universo: Uma iniciação a Astronomia. 4a ed., São Paulo: Papirus, 1994. FARIA, Romildo Póvoa. Fundamentos da Astronomia. 2a ed., São Paulo: Papirus, 1994. NICOLINI, Jean. Manual do astrônomo amador. 1a e 2a ed., São Paulo: Papirus, 1985. .

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