- há 2 dias
O que é, afinal, uma aurora boreal? Quando as Três Marias vão virar Duas Marias? O Oráculo que tirará essas e outras dúvidas é o professor Roberto Costa, do Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas da Universidade de São Paulo (IAG-USP).
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DiversãoTranscrição
00:00Meu nome é Roberto Costa, eu sou professor do Departamento de Astronomia da USP.
00:04O Departamento de Astronomia é um dos três departamentos do Instituto de Astronomia,
00:08Geofísica e Ciências Atmosféricas.
00:10E hoje eu vou ser o seu oráculo de astronomia.
00:17A pergunta é, a Terra tem fases quando é vista da Lua?
00:22Tem sim.
00:23A Lua e a Terra estão mais ou menos na mesma distância do Sol,
00:27já que a distância Terra-Lua é muito, muito menor do que a distância Terra-Sol.
00:30Portanto, assim como nós aqui da Terra vemos um ciclo de fases na Lua,
00:36um observador na Lua veria também um ciclo de fases na Terra.
00:40Só que as fases invertidas, quando a Lua está nova aqui,
00:45um observador na Lua veria a Terra como cheia e vice-versa.
00:49Só tem alguns detalhezinhos aí.
00:51A gente não pode esquecer que a Lua tem sempre a mesma face voltada para a Terra.
00:55Ou seja, ela gira em torno de si mesma com a mesma velocidade orbital
00:58com que gira em torno da Terra.
01:00Isso significa que a Terra só é visível da Lua
01:04a partir de um observador que esteja na face voltada para a Terra.
01:08Um observador que esteja do lado oposto da Lua
01:10jamais vai ver a Terra e, portanto, jamais vai ver um ciclo de fases.
01:15E já que estamos falando da Lua, é sempre bom lembrar,
01:18não existe o lado escuro da Lua, existe o lado oculto da Lua.
01:22A Lua é toda ela iluminada pelo Sol ao longo do seu período orbital
01:26de mais ou menos 28 dias.
01:28Simplesmente nós aqui da Terra vemos um lado exclusivamente dela.
01:32Todas as estrelas que vemos a olho nu estão na Via Láctea?
01:36Todas as estrelas que a gente consegue ver estão na Via Láctea.
01:39A gente consegue ver a olho nu objetos que não são da Via Láctea.
01:44A gente consegue ver três galáxias.
01:46A pequena nuvem de Magalhães, a grande nuvem de Magalhães
01:49e a galáxia de Andrômeda.
01:51Eles são objetos visíveis a olho nu em condições bem particulares,
01:55desde que a gente esteja num lugar escuro, numa noite sem Lua
01:57e na época adequada do ano e na posição correta sobre a Terra.
02:00Mas, tirando esses três objetos extragalácticos,
02:03todas as estrelas que nós vemos a partir da Terra, a olho nu,
02:07são sim estrelas da Via Láctea.
02:09A Via Láctea é muito grande, ela é imensa de grande.
02:11E todas as estrelas que a gente vê a olho nu, não apenas são da Via Láctea,
02:16elas estão num raio de mais ou menos mil, mil e quinhentos anos-luz da Terra.
02:22Para quem gosta de números, um ano-luz equivale a aproximadamente nove e meio trilhões de quilômetros.
02:29Quando as três marias vão virar duas marias?
02:32Ou seja, quando que uma das estrelas do cinturão de Órion, que são as três marias,
02:37vai explodir como uma supernova?
02:40A regra para estrelas é, quanto mais massiva ela é, mais rápido é o seu ciclo evolutivo.
02:45Portanto, das três marias, a mais massiva é a do meio, a Unilã.
02:50Portanto, ela é que vai terminar o seu ciclo e explodir como supernova
02:54em algum momento do próximo milhão de anos.
02:56Porém, se for para apostar as minhas fichas no próximo espetáculo de fogos de artifício celeste,
03:02eu apostaria em Betelgeuse.
03:04Betelgeuse é a grande supergigante vermelha que fica bem próxima das três marias,
03:09também na constelação de Órion.
03:11Betelgeuse quer dizer o braço do gigante em Persa.
03:14E essa estrela deve explodir como supernova numa janela que já está aberta,
03:19só que a janela tem 10 mil anos.
03:22Em algum momento dos próximos 10 mil anos, talvez amanhã, talvez na semana que vem,
03:25talvez daqui a uma década, talvez daqui a um milênio,
03:28ela vai explodir como supernova.
03:30A última supernova visível a olho nu aqui da Terra foi a supernova da Grande Nuvem de Magalhães,
03:37em 1987, fevereiro de 87.
03:40E na nossa galáxia, a última supernova que explodiu e foi observada aqui da Terra
03:45foi a supernova de Kepler, em 1604.
03:48Portanto, a nossa galáxia está devendo uma supernova.
03:51Alguma dessas estrelas deve explodir como supernova num intervalo de tempo
03:56que não é muito grande para os padrões astronômicos,
04:00ainda que para o nosso tempo de vida talvez seja grande demais.
04:03Onde aconteceu o Big Bang?
04:05Estamos longe do epicentro?
04:07Cuidado aqui, gente.
04:08Existe um erro conceitual nessa pergunta.
04:10O Big Bang, ou seja, a origem do Universo,
04:14não aconteceu num determinado ponto de um espaço vazio pré-existente.
04:20O Big Bang marca a origem não só da matéria e da energia,
04:25mas também no espaço e do tempo.
04:27Isso significa que o Big Bang ocorreu em todos os lugares.
04:32Toda matéria, toda energia, todo espaço
04:35estavam confinados num volume muito pequeno
04:39e esse volume se expandiu e hoje é o Universo como nós conhecemos.
04:44Um outro ponto importante a considerar sobre essa questão da origem do Universo.
04:48Nós não vemos o Universo como um todo.
04:50Nós vemos apenas uma fração do Universo,
04:52chamado Universo observável, que obviamente é centrado em nós que estamos observando.
04:57Mas o Universo observável é apenas aquela parte do Universo
05:01cuja luz emitida desde o Big Bang, que ocorreu há 13,8 bilhões de anos atrás,
05:07luz emitida desde aquela época chegou até nós.
05:10O Universo como um todo é muito maior do que isso.
05:13Ele não consegue, não dá para sequer estimar as suas verdadeiras dimensões até agora.
05:17Como sabemos que o Sol é feito de hidrogênio e hélio sem encostar nele?
05:22Essa é uma excelente questão.
05:24Não dá para ir até o Sol, pegar uma colherinha de Sol e trazer até o laboratório
05:29para examinar a sua composição química.
05:31Ou seja, atualmente se sabe que o Sol é composto basicamente de hidrogênio e hélio.
05:36Se a gente for pegar a composição química do Sol, a cada 100 átomos do Sol,
05:4190 são de hidrogênio, 9 são de hélio e um é de um outro elemento qualquer.
05:46Sendo que um terço desse outro elemento qualquer é oxigênio,
05:49que é o terceiro elemento mais abundante.
05:51Como é que é possível descobrir isso, entender isso?
05:54Usando uma técnica chamada espectroscopia.
05:57O que vem a ser espectroscopia?
05:58É a decomposição da luz nas suas componentes, nas suas cores.
06:02A gente vê isso de forma natural num arco-íris.
06:05Todo mundo já viu um arco-íris.
06:06Um arco-íris é a decomposição da luz do Sol nas suas cores componentes.
06:11Existem equipamentos profissionais capazes de decompor a luz com muita, muita minúcia
06:18e estudar cada átomo presente naquela fonte emissora.
06:23É assim que se entendeu que o Sol é feito basicamente de hidrogênio e hélio.
06:29Essa descoberta não tem muito, muito tempo assim não.
06:31Ela tem mais ou menos um século.
06:32Foi feita nos anos 20 do século XX.
06:36Já que estamos falando de espectroscopia, essa é uma técnica super importante.
06:41Assim como a gente pode estudar a composição química do Sol,
06:44é possível estudar a composição química das estrelas, de cada estrela.
06:49E é assim que se estuda a composição química do universo.
06:52Esse é um tema muito importante porque, se a gente transferir essa questão aqui para a Terra,
06:57de onde vem os elementos químicos que compõem os nossos corpos, essa mesa, esse computador,
07:02cada átomo que compõe todo o sistema solar, compõe todas as estrelas, foi fabricado em algum lugar.
07:09E esse lugar são os núcleos das estrelas.
07:12Os núcleos das estrelas são as fábricas de átomos do universo.
07:15Por isso é tão importante usar a espectroscopia para estudar a composição química das estrelas.
07:20Eu gosto de lembrar isso sempre porque nós carregamos em nossos corpos a evolução química,
07:26a história da evolução química da Via Láctea.
07:28Isso é absolutamente fundamental para a gente entender como a galáxia evoluiu.
07:33O que é a aurora boreal?
07:35A aurora boreal é um termo que a gente escuta com frequência na literatura
07:38e se refere àquela luminosidade, normalmente verde, esverdeada,
07:44que se vê no céu noturno, no hemisfério norte, por isso boreal.
07:48Existem auroras austrais também, próximas do Polo Sul.
07:52As auroras boreais são muito mais fotografadas que as auroras austrais por uma razão bem óbvia.
07:57Existem muito mais pessoas morando perto do Polo Norte do que perto do Polo Sul.
08:02Não existem terras emersas perto do Polo Sul,
08:04enquanto perto do Polo Norte tem toda a Europa, todo o norte da Rússia, o Canadá,
08:08mesmo os Estados Unidos, tem muito mais fotógrafos.
08:12Então, auroras boreais e auroras austrais, combinadas, são as chamadas auroras polares.
08:20Qual é a verdadeira natureza desse mecanismo?
08:22O Sol emite partículas carregadas, basicamente elétrons, elétrons e prótons.
08:28Essas partículas formam o chamado vento solar, o vento solar é emitido pelo Sol.
08:33Quando ele chega na Terra, o campo magnético da Terra desvia essas partículas para os polos,
08:38para o Polo Norte e para o Polo Sul.
08:39E quando lá perto do Polo a densidade de partículas é maior,
08:44essas partículas carregadas interagem com os átomos de oxigênio e de nitrogênio
08:49da alta atmosfera da Terra, excitam esses átomos e a desexcitação provoca essa luz,
08:55esverdeada tipicamente, às vezes avermelhada, que são as auroras polares,
09:00tanto a boreal quanto a austral.
09:02Elas são um indicador da atividade do Sol.
09:04O Sol tem um ciclo de atividade de 11 anos.
09:07Agora, em 2015, estamos bem perto do máximo do ciclo.
09:11Então, é bem possível que, ao longo de todo esse ano de 2025,
09:16existam muitas, muitas imagens de auroras divulgadas na mídia.
09:21Daqui a cinco, seis anos, quando o Sol estiver no mínimo de atividade,
09:25a quantidade de auroras também vai chegar ao mínimo.
09:27Como o Sol pega fogo se não há oxigênio no espaço?
09:31Bom, um ponto chave a considerar.
09:35Combustão é uma reação química, é aquilo que acontece quando a gente faz uma fogueira.
09:40Precisa de um combustível, lenha, carvão, não sei.
09:43Precisa de um comburente, que é o oxigênio, livre no ar.
09:47E precisa, obviamente, de uma ignição de uma chama.
09:49Isso é uma reação química.
09:50Não é o que ocorre no Sol.
09:52A fonte da energia do Sol é a fusão nuclear.
09:55Lá no núcleo do Sol, átomos de hidrogênio estão se fundindo,
10:01estão se esmagando um contra o outro.
10:03Uma reação nuclear, uma reação de fusão nuclear,
10:06cada quatro átomos de hidrogênio se fundem num átomo de hélio.
10:10Essa reação provoca uma quantidade imensa de energia,
10:13libera uma quantidade imensa de energia.
10:16E é essa energia da fusão nuclear produzida no núcleo solar
10:20que, quando chega na superfície, é irradiada na forma de luz e calor.
10:25Então, o Sol brilha no espaço, onde, obviamente, não tem oxigênio,
10:29porque não se trata de uma reação de combustão.
10:32Se trata da emissão de energia produzida por fusão nuclear.
10:36Produzida a uma taxa imensa.
10:38A cada segundo, o núcleo do Sol transforma 600 milhões de toneladas de hidrogênio
10:44em 600 milhões de toneladas de hélio.
10:47E produz aí uma quantidade enorme de energia,
10:49que é a energia que ilumina todo o sistema solar,
10:52que ilumina a Terra, que ilumina todos os demais planetas.
10:55Então, é por isso que o Sol não pega fogo.
10:59O Sol emite muita luz, muito calor.
11:02Ele é muito quente.
11:02A temperatura da superfície do Sol equivale a, mais ou menos, 5.800 graus Celsius.
11:07Mas não é chama, não é combustão.
11:11É energia emitida daquela energia que foi gerada lá no núcleo solar por fusão nuclear.
11:18O que significam códigos como M87,
11:21que dão nome às estrelas, aos planetas, às galáxias, etc.
11:25São nomes de catálogo.
11:27Usando esse exemplo aqui, M87,
11:29foi o primeiro catálogo de objetos difusos já feito.
11:32M quer dizer Messier, um astrônomo francês do século XVIII,
11:36que fez o primeiro catálogo de objetos difusos no céu.
11:39Isso lá em meados do século XVIII, antes da Revolução Francesa.
11:43Então, quando a gente vê um número,
11:45alguns números clássicos é HD, uma sequência numérica,
11:48ou NGC, uma sequência numérica,
11:51CD ou CPD, uma sequência numérica,
11:54são catálogos.
11:55Catálogos de estrelas, catálogos de galáxias, catálogos de nebulosas.
11:58Existe uma quantidade grande de catálogos
12:01e, muitas vezes, uma única estrela tem entradas em distintos catálogos.
12:07Essas estrelas bem brilhantes, visíveis a olho nu,
12:10têm dezenas de designações diferentes em distintos catálogos.
12:15Isso não quer dizer que posições diferentes, é o mesmo objeto,
12:17mas elas têm designações em catálogos de posição,
12:21em catálogos de temperatura, em catálogos de composição química,
12:24em catálogos de campo magnético, de raio-x, de raios-gama.
12:27Então, são sempre designações de catálogos.
12:31Se a Terra fosse oca, como seria a gravidade lá dentro?
12:35Primeiro, a gravidade, a força da gravidade, não depende da densidade,
12:40não depende de ser oca ou de ser sólido, maciço,
12:42depende da massa, fundamentalmente.
12:44Vamos supor que houvesse uma cavidade bem no centro da Terra.
12:48Haveria gravidade lá? Não.
12:49Lá, o observador, a sonda, estaria no centro de massa.
12:52Portanto, a atração seria a mesma de qualquer direção e não haveria gravidade nenhuma.
12:57Se a Terra fosse uma casca, apenas uma crosta com o interior todo oco,
13:02obviamente a sua massa seria muito menor e lá no centro ela também teria gravidade nula.
13:09Mas apenas lá no centro.
13:11Se a massa é diferente de zero, então sempre vai haver uma atração gravitacional
13:16relacionada com o centro de massa.
13:19Isso não é problema.
13:20Mas, diga-se de passagem, as questões relacionadas com o centro da Terra
13:23implicam num desafio enorme.
13:26A Terra, arredondando os números, tem 6.400 quilômetros de raio.
13:31O diâmetro da Terra é mais ou menos 12.800 quilômetros.
13:346.400 quilômetros de raio.
13:37O buraco mais profundo já feito tem apenas 12 quilômetros, 12 quilômetros de um quebradinho.
13:41Então, existe muito, muito ainda a se estudar, a se conhecer sobre a estrutura do interior da Terra.
13:47Ela é conhecida através dos terremotos.
13:50Os terremotos funcionam como sondas.
13:52Se ocorre um terremoto lá do outro lado do planeta,
13:55os sismógrafos aqui da América, aqui da USP,
13:59conseguem detectar esse terremoto.
14:01E a maneira como que as ondas sísmicas se propagam dentro da Terra
14:04funcionam mais ou menos como um sonar
14:06para mapear a estrutura interna do planeta.
14:10Assim é que isso é estudado.
14:12Assim que se estudou, por exemplo, o interior da Lua,
14:14a partir de sismógrafos deixados lá
14:16durante o projeto Apolo, lá no início dos anos 70.
14:20O ponto-chave a entender daí é que a atração gravitacional
14:23sempre depende da massa e não da densidade.
14:25Mas uma sonda que estiver bem, bem no centro de massa de qualquer corpo
14:29não vai ver atração nenhuma,
14:31porque a atração vai ser esfericamente simétrica de todos os lados.
14:37Falar de astronomia é sempre bom.
14:39Falar de ciência é sempre bom.
14:41Convido a todos para aprender.
14:43Nos façam uma visita no site do Departamento de Astronomia
14:46do Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas da USP.
14:49Lá tem livros gratuitos que podem ser baixados
14:52para quem gosta de astronomia.
14:54Tem livros de outras áreas também, tem livros de geofísica, de meteorologia.
14:59Aprender ciência é fundamental sempre.
15:03Como aquele astrônomo e divulgador científico Carl Sagan falava,
15:07a ciência é uma vela na escuridão.
15:10É a única maneira da gente iluminar a escuridão
15:12que nos cerca de conhecimento é usando ciência.
15:16A ciência é libertadora e transformadora.
15:19É a ciência que nos liberta dos preconceitos
15:21e transforma o entorno, o mundo em que nós vivemos.
15:24A cida é um filme.
15:29A Cida é uma área que se
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