GUIA ILUSTRADO ZAHAR

IAn RIDpATHcolaboradores

giles sparrow, carole stott

Astronomia

traduoMaria Luiza X. de A. Borges

reviso tcnicaAlexandre CheRman

SUMRIO

Ttulo original: Eyewitness Companions: Astronomy

Copyright 2006, Dorling Kindersley Limited Copyright do texto 2006, Ian Ridpath

e Dorling Kindersley

Copyright da edio brasileira 2007: Jorge Zahar Editor Ltda. rua Mxico 31 sobreloja

20031-144 Rio de Janeiro, RJ tel.: (21) 2108-0808 / fax: (21) 2108-0800

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direitos autorais. (Lei 9.610/98)

Copydesk: Michelle Mitie Sudoh Composio: Susan Johnson

Reproduo em cores por GRB, Itlia Impresso e encadernado na China por Leo

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de arteDiretor de arte

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Gerente de produo

Peter Frances Peter LawsLiz Wheeler

Phil OrmerodBryn Walls Jonathan MetcalfJohn Goldsmid Joanna Bull

Produzido para DK por Cooling Brown Ltd

Diretor de criaoDiretora de projeto

Designers

Editores

Pesquisa iconogrfica

Arthur BrownFiona WildPeter Cooling Murdo Culver Elaine Hewson Ted Kinsey Tish JonesFerdie McDonald Amanda LebentzLouise Thomas

Introduo 10

HISTRIA

Primrdios da astronomia 16

A origem da astrofsica 22

Nosso lugar no Universo 24

A entrada em rbita 26

A corrida Lua 28

nibus e estaes espaciais 30

A explorao do Sistema Solar 34

O desvendamento das estrelas 36

A expanso dos limites 38

O UNIveRSO

origens 44A estrutura do Universo 46

SUMRIOO big-bang 48

Primeiras estrelas e galxias 52

O Universo em expanso 54

O destino do Universo 56

fenmenos 58A classificao das

estrelas 60

Ciclos da vida estelar 62

estrelas mltiplas e aglomerados 70

estrelas variveis 72

Galxias 74

Planetas de outras estrelas 79

o sistema solar 80

Nosso Sistema Solar 82

Sol 84

Mercrio 90

vnus 92

Terra 94

Lua 96

Marte 102

Jpiter 108

Saturno 112

Urano 116

Netuno 118

Pluto 120

Cometas e meteoros 122

Asterides e meteoritos 124

O CU NOTURNO

observao 128A aparncia do cu 130

Glossrio 290

ndice 293

Agradecimentos 299

encontre o que deseja 134O incio da

observao 136Binculos

138Astronomia com telescpio 140Astrofotografia

144

as constelaes 146

O mapeamento do cu 148

Para compreender as cartas 150

Guia das Constelaes 152227

guia mensal do cu 228

almanaque 278

48 ORIGENS

O big-bang hoje o melhor modelo do incio do Universo. H cerca de 13,7 bilhes de anos, ele nasceu numa violenta exploso. Numa frao de um segundo, toda a energia e matria no cosmo foram criadas e a matria assumiu sua forma presente.

O big-bang

NO INCIOO big-bang no foi uma exploso no sentido convencional foi uma explo-so do prprio espao e o incio do tempo. A teoria no pode e no tenta explicar o que veio antes disso. S podemos dizer que o Universo era

SOPA DE PARTCULASNas temperaturas extremas, a mat-

ria foi criada espontaneamente a par-tir da energia, formando uma massa

candente de partculas exticas. Alm de tipos conhecidos de matria, estas incluam partculas pesadas que hoje s podem ser feitas em aceleradores

de partculas de alta energia.

infinitamente pequeno, denso e quente ao nascer. Nos 10-43 primeiros segun-dos, o chamado tempo de Planck, as leis normais da fsica no se aplicavam.

10-43 segundos

10-34 segundos

10-12 segundos

supe

rfor

a

fora eletromagntica

fora eletrofraca

grande fora unificada

fora nuclear forte

fora nuclear fraca

fora gravitacional

O COMEO DO TEMPOOs primeiros 10-35 segundos do tempo viram a sbita ecloso da inflao, acompanhada por drsti-ca queda na presso e temperatu-ra, e uma ressurgncia de tempe-ratura quando a inflao cessou.

102K (1 octilho C) 102K (10 sextilhes C) 1021K (1 sextilho C)Temp.

10-26m 10m 105m 106m (1.000km)Dimetro

Tempo 100 bilionsimos de segundo/1035 segundos

100 milionsimos de segundo/1032 segundos

1 octosegundo/1024 segundos

1 zeptossegundo / 1021 segundos

A INFLAO E A SEPARAO DAS FORAS

A inflao breve perodo de sbita expanso no primeiro ins-tante da criao, no qual o Universo passou de menor que um tomo a maior que uma galxia necessria para explicar a uniformidade que o Universo apresenta hoje. A melhor suges-to quanto ao que pode ter impelido esse surto de crescimento que enormes quantidades de energia foram liberadas quando quatro foras fundamentais, que governam o Universo desde ento, se separaram de uma superfora unificada.

quark quarkquark antiquark

par quark-antiquark

bson X

glon

grviton (terico)

singularidade no comeo do tempo

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62 fenmenos

H uma enorme variedade de estrelas, mas quase todas podem ser vistas como estgios num modelo-padro de evoluo estelar. nesse modelo, a massa de uma estrela governa as reaes nucleares em seu ncleo, que deter-mina suas outras propriedades fsicas, seu tempo de vida e seu destino final.

Ciclos da vida estelar

O NASCIMENTO DE UMA ESTRELAnovas estrelas so criadas pelo colapso de vastas nuvens de gs e poeira dentro de galxias. esses colapsos freqentes podem ser provocados pela gravidade de estrelas prximas, as ondas de choque de uma exploso de supernova ou a mera rotao lenta e regular de uma galxia espiral. Dependendo do tamanho da nuvem e de outros fatores, estrelas podem

NEBULOSA DE EMISSOEstrelas recm-formadas muitas vezes emitem inten-sa radiao ultravioleta. Esta pode ser absorvida por gases circundantes, depois emitida em compri-mentos de onda visveis, criando uma nebulosa de emisso, como a Trfida.

ProtoestrelasNuvens protoestelares em colapso formam casulos grupos de gs e poeira em que estrelas se desen-volvem. Um casulo pode se separar em discos escu-ros, os glbulos de Bok ou propldeos.

Presso e aumento de temperaturaQuando uma protoestrela se colapsa sob a gra-vidade, material prximo do centro achata-se num disco e fica mais quente. A radiao dis-persa material de cima e de baixo do disco.

ESTGIOS DA VIDA ESTELAR provvel que as estrelas que se formam hoje conte-nham material de geraes anteriores de estrelas, enri-quecidos com elementos mais pesados. As estrelas de maior massa formam os elementos mais pesados e explodem em supernovas, espalhando-os pela galxia.

CICLO DE VIDAEsta seqncia mostra os estgios iniciais da evolu-o estelar. A maioria das protoestrelas com mais do que cerca de 10% da massa do Sol chegar seqn-cia principal, mas um nmero significativo com menos massa terminar como fracas ans marrons.

estrela derrama material perda de massa

nuvens condensadas formam estrelas

nuvens moleculares gigantescas

reaes nucleares em estrela

protoestrela com massa insuficiente

para reaes nucleares no centro

gravidade faz a estrela se contrair

estrela se contrai para formar an marrom

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63CiClos Da viDa estelar

seqncia principalA estrela tem brilho constante na maior parte de sua vida. Seu brilho e idade so determinados por reaes nucleares no interior, governadas por sua composio e massa.

adolescncia estelarQuando a estrela se aproxima da seqncia principal, o material do disco continua a espiralar para dentro. O campo magntico cada vez mais forte da protoestrela pode capturar parte desse material e ejet-lo nos plos.

nascer em grandes aglomerados ou em grupos menores, mais frouxos. medida que a nuvem se desintegra, ela se adensa e se aquece. Qualquer movimento aleat-rio na nuvem inicial cresce at que ela se torna um disco achatado e giratrio. Cada vez mais material sugado pela gravida-de da parte central da nuvem, chamada protoestrela, que se aquece at comear a brilhar. seu ncleo torna-se mais denso e mais quente, at atingir o ponto em que reaes nucleares podem comear, tornan-do-se realmente uma estrela.

ESTRELAS ADOLESCENTESas estrelas jovens continuam cercadas por uma grande nuvem de gs e poeira. Parte desta espirala e agrega-se na prpria estrela, mas com freqncia outro tanto ejetado. muitas estrelas jovens desenvol-vem um campo magntico que captura

OBJETO HERBIG-HAROAlgumas estrelas jovens, como a Gama

Cassiopeiae mostrada aqui, ainda esto envoltas em nebulosidade quando passam

pela fase do jato bipolar, expelindo excesso de material. Quando colide com as nuvens de gs circundantes, esse material

as faz fulgurar, criando um tipo de nebulosa de emisso chamada objeto Herbig-Haro.

material e o lana em jatos a partir dos plos. a presso da radiao tambm pode bastar para dispersar elementos mais pesados como o hidrognio. nesse nterim, a prpria estrela continua a se desintegrar, e pode passar por um perodo de pulsao e instabilidade, chamado t tauri, antes de se estabelecer como uma estrela da seqncia principal.

fortes ventos estelares de partculas carregadas

NEBULOSAS FORMADORAS DE ESTRELAS

Como a formao de estrelas est associada aos braos em espiral da Via Lctea, no surpreende que as mais belas nebulosas formadoras de estrelas estejam espalhadas ao longo dela. Algumas das mais notveis esto listadas abaixo.

NOME CONSTELAO

Nebulosa da guia (M16) Serpente

Nebulosa da Lagoa (M8) Sagitrio

Nebulosa de rion (M42) rion

Nebulosa da Tarntula (NGC 2070) Dourado

Nebulosa Trfida (M20) Sagitrio

Nebulosa de mega (M17) Sagitrio

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96

A Lua uma bola de rocha fria, seca e sem vida com uma atmosfera rare-feita. Cinzenta e coberta de crateras, o quinto maior satlite no Sistema Solar. Grande em nosso cu, foi um dos primeiros alvos da explorao espacial. o nico mundo exterior que o ser humano visitou.

Lua

ESTRUTURA E ATMOSFERAA Lua tem uma camada externa de rocha semelhante a granito, rica em clcio, de cerca de 48km de espessura na face visvel e 74km na oculta. Abaixo h um manto rochoso rico em silcio, parcialmente derretido em maior pro-fundidade. Pode haver um pequeno ncleo de ferro no centro. A atmosfera

TERMINADOUROO hemisfrio esquerdo da Lua est iluminado pelo Sol. O limite entre ele e o hemisfrio no iluminado chamado terminadouro. Ali as sombras so mais longas e as formaes da superfcie, como as crateras, mais visveis.

DADOS DA LUA

DIMETRO 3,475km

DISTNCIA MDIA DA TERRA 384,400km

PER. DE ROTAO 27.32 dias terrest.

TEMPERATURA DE SUPERFCIE -150 a 120C

COMPARAO DE TAMANHO

TERRA

LUA

INTERIORA Lua tem cerca de um quar to do tamanho da Terra e sua crosta superior rachada. Abaixo h crosta slida e, sob esta, um manto rochoso. Sua densidade mdia indica que pode ter um pequeno ncleo de ferro.

espesso manto rochoso

possvel pequeno ncleo metlico

crosta de rochas granitides

O SISTEMA SOLAR

muito tnue. No total, equivalente quantidade de gs liberada por uma nave Apollo ao pousar. A gravidade da Lua, um sexto da que temos na Terra, no consegue reter a atmosfera, mas reabastecida por material de vento solar.

LUA CHEIAA Lua est toda iluminada, mas a forte luz solar direta ofusca algumas de suas caractersticas de superfcie.

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138 OBSERVAO

Binculos

ABERTURA E AMPLIAOUm binculo pode ser visto como dois pequenos telescpios unidos. Dentro dele, dois prismas reduzem a trajetria da luz, o que os torna mais compactos que um telescpio normal. Todo bincu-lo marcado com dois nmeros, como 7 40 ou 10 50. O primeiro a ampliao, aumento em relao viso a olho nu. O segundo a abertura (isto , a largura) das lentes frontais medi-da em milmetros. Maiores aberturas permitem a entrada de mais luz, tor-nando objetos menos brilhantes visveis. Binculos de grande abertura, porm, so tambm inevitavelmente mais pesa-dos e caros. H binculos capazes de dar zoom, mas em geral produzem imagens inferiores.

FOCAGEM DO BINCULO

Para melhores resultados, o binculo deve ser ajustado aos olhos do usurio. Primeiro, gire cada metade do binculo em torno da barra central at que a distncia entre as ocu-lares corresponda distncia entre seus olhos. Para focar, a maioria dos binculos tem um anel na barra central, alm de uma ocular individualmente ajustvel. Em alguns mode-los, preciso ajustar ambas as oculares individualmente.

Binculos so o instrumento ideal para iniciantes. So baratos, por-tteis, fceis de usar e o ajudaro a encontrar o que deseja no cu noturno antes de passar para um telescpio.

1 Feche o olho do lado da ocular ajustvel. Gire o anel central para focar a imagem que v com o outro olho.

CAMPO DE VISOO campo de viso (ou campo) dos bin-culos em geral tem 3 a 5 de largura, o equivalente a de 610 dimetros da Lua. Isso muito mais que o campo da maio-ria dos telescpios, permitindo-lhe exami-nar grandes reas de uma s vez. Alguns objetos se ajustam bem observao com binculo: cometas com caudas longas, aglomerados de estrelas espalhados e campos de estrelas da Via Lctea.

anel de focagem

MANTENHA O BINCULO FIRMEPara uma viso mais firme ao usar binculo, apie os cotovelos em algo como os braos de uma cadei-ra. Uma alternativa sentar-se com os cotovelos apoiados nos joelhos.

2 Agora feche o outro olho e gire a ocular individual-mente ajustvel para pr esse olho em foco.

3 Agora basta girar o anel central para pr ambos os olhos em foco simultaneamente.

regulador da ocular

FOCO ESQUERDO FOCO DIREITO

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139

BINCULOS COMPACTOSPrismas Roof permitem uma trajetria direta da luz, resultando num design compacto com tubos retos. Como as lentes so rela-tivamente pequenas, no so a melhor escolha para astronomia.

BINCULOS-PADRONesses binculos, o feixe de luz (linha amarela) reduzido por dois prismas antes de sair na ocular, como mostrado aqui. Prismas desse tipo so chamados prismas Porro. Alguns binculos tm protetores de borracha nas oculares para vedar a luz. Quem usa culos pode empurr-los para aproximar mais os olhos das oculares.

entrada da luz

A LUA VISTA COM BINCULO

COMPACTO

BINCULOS

Ao comprar um binculo, leve em conta o usurio uma criana, por exemplo, precisar de um menor, mais leve. No se deixe tentar por binculos que prometem grande ampliao combinada com abertura pequena, pois as imagens resultantes

sero fracas e vagas. Para uso astro-nmico, a abertura de um binculo deve ser pelo menos cinco vezes maior que o nmero de ampliao. Binculos com razo menor so bons durante o dia, mas produziro ima-gens mais fracas noite.

A escolha do binculo

A LUA VISTA COM BINCULO

GRANDE

BINCULOS GRANDESQuanto mais um binculo ampliar, mais a imagem parecer tremer por causa dos movimentos da sua mo. A soluo mont-lo num trip. Melhor ainda, embo-ra mais caro, uma montagem binocular especializada, disponvel nos fornecedores de telescpios.

Binculos mais novos, com estabilizador de imagem, sentem o movimento e ajus-tam os prismas de acordo. Eliminam bem o tremor das mos, mas no movimentos mais lentos. Embora tambm portteis, esses binculos so mais pesados e mais caros que os padro.

lente objetiva

prismas

ocular

ocular

prisma

entrada da luz

lente objetiva

protetores de borracha podem

ser empurrados se voc usa culos

MONTAGENS BINOCULARESOs binculos grandes e pesados, com ampliaes maiores que 10 vezes, necessitam uma montagem de trip. Estes so binculos 25 x 100 montados, usados para viso do cu profundo.

A LUA VISTA COM UM BINCULO-

PADRO

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276

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M44

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M41

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