missão espacial: como medir as distâncias entre a Terra e as estrelas?

Esta "missão espacial" é da responsabilidade do professor Sérgio Viana, docente de Física e Química da nossa escola.. É o "cantinho da ciência" pelas mãos de quem a conhece bem.

Sonda Gaia sobre o fundo da Via Láctea

                                                  

Em Astronomia a medição das distâncias entre a Terra e os astros é um problema tão fundamental quanto difícil.

Bem diferente é o que se passa na medição de distâncias entre nós. Para conhecermos a distância entre duas posições basta-nos ligar os dois pontos com uma fita métrica. Para distâncias maiores medimos o intervalo de tempo com que algo, como por exemplo a luz, deslocando-se a velocidade conhecida, as percorre. É assim que um recetor GPS funciona. Após alguns cálculos intensos devolve a distância com um rigor surpreendente.

Mas, para as estrelas tal não é possível. Nunca ninguém se aproximou da estrela espalhando uma fita métrica pelo caminho, nem tal seria possível. Como também não é possível conhecermos o instante em que a luz é emitida pela estrela para o compararmos com o instante em que a recebemos.

Então, que saltos e ressaltos foram necessários para conhecermos com rigor a distância entre a Terra e, por exemplo, a estrela do céu noturno mais próxima, a Próxima Centauri? Sabemos que esta estrela está a “apenas” 4,3 anos-luz, isto é 40,67 biliões de quilómetros (um bilião é um milhão de milhões).

Para responder a esta questão lembremo-nos que quando olhamos para um objeto próximo, fechando sucessivamente um e outro olho vêmo-lo de ângulos diferentes. A este facto damos o nome de paralaxe. Esta alteração do ângulo com que o objeto é visto também depende da distância entre cada um dos olhos.

No entanto, bem podemos olhar para as estrelas com os olhos sucessivamente a piscar, ora um, ora o outro, que não detetamos qualquer alteração na posição das estrelas. Nem na Lua, incomensuravelmente mais próxima, a vemos a saltar de posição em posição.

Esta impossibilidade deve-se ao facto de a distância entre os olhos ser muito, muito pequena face às distâncias em causa.

Mas, se aumentarmos a distância entre duas observações sucessivas, aumentamos também a paralaxe do objeto.

Ora, a distância máxima entre duas observações sucessivas é de um diâmetro da órbita da Terra em torno do Sol.

Assim abrimos os olhos para observar e registar a posição, ou o ângulo, de uma estrela em janeiro para observar e registar uma nova posição seis meses depois, em julho, depois da Terra ter executado meia volta do seu movimento de translação.

Pela alteração na sua posição calculamos, usando a trigonometria com os ângulos associados de um triângulo, a distância a que a estrela está de nós.

A importância deste método é tão grande que justificou o lançamento, pela Agência Espacial Europeia, ESA, a 10 de dezembro de 2013, de uma sonda, a Gaia, para, fora da turbulência da atmosfera terrestre, medir com muito maior rigor a paralaxe das estrelas.

Mas, há sempre um “mas”, este método não resulta para todos os astros. Os que estão fora da nossa galáxia, a Via Láctea ou Estrada de Santiago, estão a distâncias tão grandes que o diâmetro da órbita da Terra não tem qualquer significado, tal como o é a distância entre os olhos quando se pretende conhecer a distância entre a Terra e a Lua.

Haverá uma outra maneira de conhecermos essas distâncias?

A resposta a esta pergunta ficará para uma outra próxima missão espacial.

 Sérgio Viana