GUIA ILUSTRADO ZAHAR

IAn RIDpATHcolaboradores

giles sparrow, carole stott

Astronomia

traduçãoMaria Luiza X. de A. Borges

revisão técnicaAlexandre CheRman

SUMÁRIO

Título original: Eyewitness Companions: Astronomy

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

e Dorling Kindersley

Copyright da edição brasileira © 2007: Jorge Zahar Editor Ltda. rua México 31 sobreloja

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

e-mail: jze@zahar.com.br site: www.zahar.com.br

Todos os direitos reservados. A reprodução não-autorizada desta publicação,

no todo ou em parte, constitui violação de direitos autorais. (Lei 9.610/98)

Copydesk: Michelle Mitie Sudoh Composição: Susan Johnson

Reprodução em cores por GRB, Itália Impresso e encadernado na China por Leo

LONDRES, NOVA YORK, MUNIQUE, MELBOURNE, NOVA DELI

Editor-chefeEditor-chefe de arte

Gerente de edição Gerente de edição

de arteDiretor de arte

Editor de publicaçãoDiagramador

Gerente de produção

Peter Frances Peter LawsLiz Wheeler

Phil OrmerodBryn Walls Jonathan MetcalfJohn Goldsmid Joanna Bull

Produzido para DK por Cooling Brown Ltd

Diretor de criaçãoDiretora de projeto

Designers

Editores

Pesquisa iconográfica

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

Introdução 10

HISTÓRIA

Primórdios da astronomia 16

A origem da astrofísica 22

Nosso lugar no Universo 24

A entrada em órbita 26

A corrida à Lua 28

Ônibus e estações espaciais 30

A exploração do Sistema Solar 34

O desvendamento das estrelas 36

A expansão dos limites 38

O UNIveRSO

origens 44

A estrutura do Universo 46

SUMÁRIOO big-bang 48

Primeiras estrelas e galáxias 52

O Universo em expansão 54

O destino do Universo 56

fenômenos 58

A classificação das estrelas 60

Ciclos da vida estelar 62

estrelas múltiplas e aglomerados 70

estrelas variáveis 72

Galáxias 74

Planetas de outras estrelas 79

o sistema solar 80

Nosso Sistema Solar 82

Sol 84

Mercúrio 90

vênus 92

Terra 94

Lua 96

Marte 102

Júpiter 108

Saturno 112

Urano 116

Netuno 118

Plutão 120

Cometas e meteoros 122

Asteróides e meteoritos 124

O CéU NOTURNO

observação 128

A aparência do céu 130

Glossário 290

Índice 293

Agradecimentos 299

encontre o que deseja 134O início da

observação 136Binóculos

138Astronomia com telescópio 140Astrofotografia

144

as constelações 146

O mapeamento do céu 148

Para compreender as cartas 150

Guia das Constelações 152–227

guia mensal do céu 228

almanaque 278

48 ORIGENS

O big-bang é hoje o melhor modelo do início do Universo. Há cerca de 13,7 bilhões de anos, ele nasceu numa violenta explosão. Numa fração de um segundo, toda a energia e matéria no cosmo foram criadas e a matéria assumiu sua forma presente.

O big-bang

NO INÍCIOO big-bang não foi uma explosão no sentido convencional – foi uma explo-são do próprio espaço e o início do tempo. A teoria não pode e não tenta explicar o que veio “antes” disso. Só podemos dizer que o Universo era

SOPA DE PARTÍCULASNas temperaturas extremas, a maté-

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

candente de partículas exóticas. Além de tipos conhecidos de matéria, estas incluíam partículas pesadas que hoje só podem ser feitas em aceleradores

de partículas 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 física não se aplicavam.

10-43 segundos

10-34 segundos

10-12 segundos

supe

rforç

a

força eletromagnética

força eletrofraca

grande força unificada

força nuclear forte

força nuclear fraca

força gravitacional

O COMEÇO DO TEMPOOs primeiros 10-35 segundos do tempo viram a súbita eclosão da inflação, acompanhada por drásti-ca queda na pressão e temperatu-ra, e uma ressurgência de tempe-ratura quando a inflação cessou.

102K (1 octilhão ºC) 102K (10 sextilhões ºC) 1021K (1 sextilhão ºC)Temp.

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

Tempo 100 bilionésimos de segundo/1035 segundos

100 milionésimos de segundo/1032 segundos

1 octosegundo/1024 segundos

1 zeptossegundo / 1021 segundos

A INFLAÇÃO E A SEPARAÇÃO DAS FORÇAS

A inflação – breve período de súbita expansão no primeiro ins-

tante da criação, no qual o Universo passou de menor que um

átomo a maior que uma galáxia – é necessária para explicar a

uniformidade que o Universo apresenta hoje. A melhor suges-

tão quanto ao que pode ter impelido esse surto de crescimento

é que enormes quantidades de energia foram liberadas quando

quatro “forças fundamentais”, que governam o Universo desde

então, se separaram de uma “superforça” unificada.

quark quarkquark antiquark

par quark-antiquark

bóson X

glúon

gráviton (teórico)

singularidade no começo do tempo

x048-049_Brasil.indd 48 10/23/08 8:07:05 AM

62 fenômenos

Há uma enorme variedade de estrelas, mas quase todas podem ser vistas como estágios num modelo-padrão de evolução estelar. nesse modelo, a massa de uma estrela governa as reações nucleares em seu núcleo, que deter-mina suas outras propriedades físicas, seu tempo de vida e seu destino final.

Ciclos da vida estelar

O NASCIMENTO DE UMA ESTRELAnovas estrelas são criadas pelo colapso de vastas nuvens de gás e poeira dentro de galáxias. esses colapsos – freqüentes – podem ser provocados pela gravidade de estrelas próximas, as ondas de choque de uma explosão de supernova ou a mera rotação lenta e regular de uma galáxia espiral. Dependendo do tamanho da nuvem e de outros fatores, estrelas podem

NEBULOSA DE EMISSÃOEstrelas recém-formadas muitas vezes emitem inten-sa radiação ultravioleta. Esta pode ser absorvida por gases circundantes, depois emitida em compri-mentos de onda visíveis, criando uma nebulosa de emissão, como a Trífida.

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

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

ESTÁGIOS DA VIDA ESTELARÉ provável que as estrelas que se formam hoje conte-nham material de gerações 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 galáxia.

CICLO DE VIDAEsta seqüência mostra os estágios iniciais da evolu-ção estelar. A maioria das protoestrelas com mais do que cerca de 10% da massa do Sol chegará à seqüên-cia principal, mas um número significativo com menos massa terminará como fracas anãs marrons.

estrela derrama material – perda de massa

nuvens condensadas formam estrelas

nuvens moleculares gigantescas

reações nucleares em estrela

protoestrela com massa insuficiente

para reações nucleares no centro

gravidade faz a estrela se contrair

estrela se contrai para formar anã marrom

x062-063_Brasil.indd 62 10/23/08 8:10:19 AM

63CiClos Da viDa estelar

seqüência principalA estrela tem brilho constante na maior parte de sua vida. Seu brilho e idade são determinados por reações nucleares no interior, governadas por sua composição e massa.

adolescência estelarQuando a estrela se aproxima da seqüência principal, o material do disco continua a espiralar para dentro. O campo magnético cada vez mais forte da protoestrela pode capturar parte desse material e ejetá-lo nos pólos.

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

ESTRELAS ADOLESCENTESas estrelas jovens continuam cercadas por uma grande nuvem de gás e poeira. Parte desta espirala e agrega-se na própria estrela, mas com freqüência outro tanto é ejetado. muitas estrelas jovens desenvol-vem um campo magnético que captura

OBJETO HERBIG-HAROAlgumas estrelas jovens, como a Gama

Cassiopeiae mostrada aqui, ainda estão envoltas em nebulosidade quando passam

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

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

material e o lança em jatos a partir dos pólos. a pressão da radiação também pode bastar para dispersar elementos mais pesados como o hidrogênio. nesse ínterim, a própria estrela continua a se desintegrar, e pode passar por um período de pulsação e instabilidade, chamado “t tauri”, antes de se estabelecer como uma estrela da seqüência principal.

fortes ventos estelares de partículas carregadas

NEBULOSAS FORMADORAS DE ESTRELAS

Como a formação de estrelas está associada aos braços em espiral da Via Láctea, não surpreende que as mais belas nebulosas formadoras de estrelas estejam espalhadas ao longo dela. Algumas das mais notáveis estão listadas abaixo.

NOME CONSTELAÇÃO

Nebulosa da Águia (M16) Serpente

Nebulosa da Lagoa (M8) Sagitário

Nebulosa de Órion (M42) Órion

Nebulosa da Tarântula (NGC 2070) Dourado

Nebulosa Trífida (M20) Sagitário

Nebulosa de Ômega (M17) Sagitário

x062-063_Brasil.indd 63 10/23/08 8:10:24 AM

96

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

Lua

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

TERMINADOUROO hemisfério esquerdo da Lua está iluminado pelo Sol. O limite entre ele e o hemisfério não iluminado é chamado terminadouro. Ali as sombras são mais longas e as formações da superfície, como as crateras, mais visíveis.

DADOS DA LUA

DIÂMETRO 3,475km

DISTÂNCIA MÉDIA DA TERRA 384,400km

PER. DE ROTAÇÃO 27.32 dias terrest.

TEMPERATURA DE SUPERFÍCIE -150 a 120°C

COMPARAÇÃO DE TAMANHO

TERRA

LUA

INTERIORA Lua tem cerca de um quar to do tamanho da Terra e sua crosta superior é rachada. Abaixo há crosta sólida e, sob esta, um manto rochoso. Sua densidade média indica que pode ter um pequeno núcleo de ferro.

espesso manto rochoso

possível pequeno núcleo metálico

crosta de rochas granitóides

O SISTEMA SOLAR

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

LUA CHEIAA Lua está toda iluminada, mas a forte luz solar direta ofusca algumas de suas características de superfície.

x096-101_Brasil.indd 96 10/23/08 8:19:25 AM

138 OBSERVAÇÃO

Binóculos

ABERTURA E AMPLIAÇÃOUm binóculo pode ser visto como dois pequenos telescópios unidos. Dentro dele, dois prismas reduzem a trajetória da luz, o que os torna mais compactos que um telescópio normal. Todo binócu-lo é marcado com dois números, como 7 × 40 ou 10 × 50. O primeiro é a ampliação, aumento em relação à visão a olho nu. O segundo é a abertura (isto é, a largura) das lentes frontais medi-da em milímetros. Maiores aberturas permitem a entrada de mais luz, tor-nando objetos menos brilhantes visíveis. Binóculos de grande abertura, porém, são também inevitavelmente mais pesa-dos e caros. Há binóculos capazes de dar zoom, mas em geral produzem imagens inferiores.

FOCAGEM DO BINÓCULO

Para melhores resultados, o binóculo deve ser ajustado aos

olhos do usuário. Primeiro, gire cada metade do binóculo

em torno da barra central até que a distância entre as ocu-

lares corresponda à distância entre seus olhos. Para focar,

a maioria dos binóculos tem um anel na barra central, além

de uma ocular individualmente ajustável. Em alguns mode-

los, é preciso ajustar ambas as oculares individualmente.

Binóculos são o instrumento ideal para iniciantes. São baratos, por-táteis, fáceis de usar e o ajudarão a encontrar o que deseja no céu noturno antes de passar para um telescópio.

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

CAMPO DE VISÃOO campo de visão (ou “campo”) dos binó-culos em geral tem 3º a 5º de largura, o equivalente a de 6–10 diâmetros da Lua. Isso é muito mais que o campo da maio-ria dos telescópios, permitindo-lhe exami-nar grandes áreas de uma só vez. Alguns objetos se ajustam bem à observação com binóculo: cometas com caudas longas, aglomerados de estrelas espalhados e campos de estrelas da Via Láctea.

anel de focagem

MANTENHA O BINÓCULO FIRMEPara uma visão mais firme ao usar binóculo, apóie os cotovelos em algo como os braços de uma cadei-ra. Uma alternativa é sentar-se com os cotovelos apoiados nos joelhos.

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

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

regulador da ocular

FOCO ESQUERDO FOCO DIREITO

x138-139_Brasil.indd 138 10/23/08 8:25:59 AM

139

BINÓCULOS COMPACTOSPrismas Roof permitem uma trajetória direta da luz, resultando num design compacto com tubos retos. Como as lentes são rela-tivamente pequenas, não são a melhor escolha para astronomia.

BINÓCULOS-PADRÃONesses binóculos, o feixe de luz (linha amarela) é reduzido por dois prismas antes de sair na ocular, como mostrado aqui. Prismas desse tipo são chamados prismas Porro. Alguns binóculos têm protetores de borracha nas oculares para vedar a luz. Quem usa óculos pode empurrá-los para aproximar mais os olhos das oculares.

entrada da luz

A LUA VISTA COM BINÓCULO

COMPACTO

BINÓCULOS

Ao comprar um binóculo, leve em conta o usuário – uma criança, por exemplo, precisará de um menor, mais leve. Não se deixe tentar por binóculos que prometem grande ampliação combinada com abertura pequena, pois as imagens resultantes

serão fracas e vagas. Para uso astro-nômico, a abertura de um binóculo deve ser pelo menos cinco vezes maior que o número de ampliação. Binóculos com razão menor são bons durante o dia, mas produzirão ima-gens mais fracas à noite.

A escolha do binóculo

A LUA VISTA COM BINÓCULO

GRANDE

BINÓCULOS GRANDESQuanto mais um binóculo ampliar, mais a imagem parecerá tremer por causa dos movimentos da sua mão. A solução é montá-lo num tripé. Melhor ainda, embo-ra mais caro, é uma montagem binocular especializada, disponível nos fornecedores de telescópios.

Binóculos mais novos, com estabilizador de imagem, sentem o movimento e ajus-tam os prismas de acordo. Eliminam bem o tremor das mãos, mas não movimentos mais lentos. Embora também portáteis, esses binóculos são mais pesados e mais caros que os padrão.

lente objetiva

prismas

ocular

ocular

prisma

entrada da luz

lente objetiva

protetores de borracha podem

ser empurrados se você usa óculos

MONTAGENS BINOCULARESOs binóculos grandes e pesados, com ampliações maiores que 10 vezes, necessitam uma montagem de tripé. Estes são binóculos 25 x 100 montados, usados para visão do céu profundo.

A LUA VISTA COM UM BINÓCULO-

PADRÃO

x138-139_Brasil.indd 139 10/23/08 8:26:13 AM

276

M42

M44

M47

M41

M31

M35

M34

M37

M48

M50

M36

M46M93

M33

M38

M52

M67

M103

M30

M1

Cap

ella Cano

pus

Rig

elK

ent

Sirius

Procyon

Acr

ux

Ach

erna

r

Castor

Betelgeuse

Fomalhaut

Aldebaran

Had

ar

Bec

rux

Pollux

Rigel

Adhara

Gac

rux

Mira

Bellatrix

NG

C 869

NG

C 884

NG

C 1

04

LAGARTO

CEFEU

ANDRÔ

MEDA

CA

SS

IOP

ÉIA

PÉGASO

TRIÂ

NG

ULO

PEIXES

BALEIA

BALEIA

AQUÁRIO

AQUÁRIO

ESCULTOR

FORN

O

GRO

U

MIC

ROSCÓ

PIO

SE

RPE

NTE

MA

RIN

HA

REL

ÓG

IO

RE

TÍC

ULO

ME

SA

CA

MA

LEÃ

O

CO

MPA

SS

O

MO

SC

A

PIN

TOR

QUIL

HA PEIX

E V

OA

DO

R

CRU

ZEIR

O D

O S

UL

CEN

TAU

RO

VELA

BUR

IL

UNICÓRNIOCÃO MENOR

ÓRIO

N

LINCE

CO

CH

EIR

O

TOU

ROGIR

AFA

SAGITÁRIO

ÍND

IO

TELE

SCÓ

PIO

FÊN

IX

ALT

AR

PAV

ÃO

OIT

AN

TE

TU

CA

NO

TR

IÂN

GU

LOA

US

TR

AL

AV

E D

O

PAR

AÍS

O

POPA

BÚSSOLA

MÁQUINA PNEUMÁTIC

A

HIDRA HIDRA

POM

BA

CÃO MAIOR

CARANGUEJO

GÊM

EOS

PE

RS

EU

PEIXEAUSTRAL

DOU

RA

DO

CA

RN

EIRO

CAPRICÓRNIO

ER

IDA

NO

ERID

AN

O

LEBRE

LEBRE

URSA M

AIOR

HÍA

DES

PLÊ

IAD

ES

GN

MPN

M

OESTEL E S T E

NO

RD

E ST E

NO

RT

E

NO

R

OES

TE

OESTE

SU

DO

ESTE

SU

L

S U

DE S

TE

L E S T E

ECLÍPTIC

A

M42

M44

M47

M41

M31

M35

M34

M37

M48

M50

M36

M46M93

M33

M38

M52

M67

M103

M30

M1

Cap

ella Cano

pus

Rig

elK

ent

Sirius

Procyon

Acr

ux

Ach

erna

r

Castor

Betelgeuse

Fomalhaut

Aldebaran

Had

ar

Bec

rux

Pollux

Rigel

Adhara

Gac

rux

Mira

Bellatrix

NG

C 869

NG

C 884

NG

C 1

04LAGARTO

CEFEU

ANDRÔ

MEDA

CA

SS

IOP

ÉIA

PÉGASO

TRIÂ

NG

ULO

PEIXES

BALEIA

BALEIA

AQUÁRIO

AQUÁRIO

ESCULTOR

FORN

O

GRO

U

MIC

ROSCÓ

PIO

SE

RPE

NTE

MA

RIN

HA

REL

ÓG

IO

RE

TÍC

ULO

ME

SA

CA

MA

LEÃ

O

CO

MPA

SS

O

MO

SC

A

PIN

TOR

QUIL

HA PEIX

E V

OA

DO

R

CRU

ZEIR

O D

O S

UL

CEN

TAU

RO

VELA

BUR

ILUNICÓRNIOCÃO MENOR

ÓRIO

N

LINCE

CO

CH

EIR

O

TOU

ROGIR

AFA

SAGITÁRIO

ÍND

IO

TELE

SCÓ

PIO

FÊN

IX

ALT

AR

PAV

ÃO

OIT

AN

TE

TU

CA

NO

TR

IÂN

GU

LOA

US

TR

AL

AV

E D

O

PAR

AÍS

O

POPA

BÚSSOLA

MÁQUINA PNEUMÁTIC

A HIDRA

HIDRA

POM

BA

CÃO MAIOR

CARANGUEJO

GÊM

EOS

PE

RS

EU

PEIXEAUSTRAL

DOU

RA

DO

CA

RN

EIRO

CAPRICÓRNIO

ER

IDA

NO

ERID

AN

O

LEBRE

LEBRE

URSA M

AIOR

HÍA

DES

PLÊ

IAD

ES

GN

MPN

M

OESTEL E S T E

NO

RD

E ST E

NO

RT

E

NO

R

OES

TE

OESTE

SU

DO

ESTE

SU

L

S U

DE S

TE

L E S T E

ECLÍPTIC

A

Dezem

bro

Latitudes sul

guia mensal do céu

HO

RA

S D

AS

OB

SE

RV

AÇ

ÕE

S

Data Horário-

Horário

padrão de verão

1º Dezembro

23h M

eia-noite

15 Dezembro 22h

23h

30 Dezembro 21h

22h

Galáxia

Aglom

erado aberto

Aglom

erado globular

Nebulosa

planetária60°S

40°S20°S

Eclíptica60°S

Estrela variável

40°S20°S

Nebulosa difusa

-1 0

12

34

5

Ob

jetos d

o céu

pro

fun

do

Mag

nitu

des d

as estrelas

Ho

rizon

tes

Pon

tos d

e referência

Zênites

olH

an

do

pa

ra

o

no

rte

x276-277_Dec_Brasil.indd 276 10/23/08 8:38:24 AM