Want to make creations as awesome as this one?

Os 11 princípios da Literacia Astronômica da União Astronômica Internacional (IAU), 2021.

Transcript

Universo

Conhecendo o Universo que habitamos.


O que os Cidadãos do planeta Terra devem saber acerca da Astronomia?

Princípio 1

princípio 4

princípio 7

Grandes ideias

Princípio 2

Princípio 5

princípio 3

princípio 6

princípio 9

Sumário

Princípio 8

princípio 10

princípio 11

P1. A Astronomia é uma das ciências mais antigas da história humana.

A Astronomia inspirou e está representada na arte e na cultura de muitas civilizações.


Ao longo dos séculos, artistas, poetas, escritores e muitos criativos usaram o céu noturno como inspiração e/ou tema do seu trabalho.


A representação de temas astronômicos pode ser observada, por exemplo, em pinturas, esculturas, música, filmes e literatura. Estes trabalhos usaram os motivos observáveis no céu para, direta ou indiretamente, comunicar a essência, beleza, [propriedades e dúvidas] do céu noturno.


A universalidade da arte, e a sua ligação íntima com a cultura, podem ser assim meios poderosos para que as pessoas apreciem não apenas a beleza inata de objetos e fenômenos celestes, mas também o conhecimento que adquirimos sobre eles.


Isto aumenta o interesse mundial pela Astronomia e promove uma compreensão intercultural contida na ideia de estarmos sob o mesmo céu.


A Astronomia forneceu conhecimento importante sobre a medição do tempo, essencial para a agricultura no passado.


Em muitas culturas antigas, a Astronomia foi desenvolvida para aumentar a exatidão dos calendários agrícolas.

Como exemplo, os egípcios desenvolveram um calendário baseado nas suas observações da estrela Sirius, usando-o para determinar as cheias anuais do rio Nilo.


Os calendários sazonais dos povos originários relacionam muitos fenômenos climáticos sazonais a fenômenos celestes.



As primeiras culturas imaginavam padrões a ligar as estrelas do céu noturno.


Padrões no céu noturno formados ao unir as estrelas usando linhas imaginárias são chamados constelações [asterismos].


As primeiras constelações foram definidas pelas primeiras culturas. Estes grupos reconhecíveis de estrelas foram muitas vezes associados às histórias e à mitologia de culturas como a grega, a maia, a ameríndia e a chinesa.


Na Astronomia moderna, as constelações são regiões bem definidas no céu, que combinam tanto as constelações antigas como as definidas nos séculos XV, XVI, XVII e XVIII.


Algumas culturas, como a aborígene da Austrália e as populações indígenas da América do Sul, também identificaram padrões nas silhuetas escuras da faixa luminosa da Via Láctea.

A Astronomia foi importante para os navegadores no passado.


Muitas civilizações usaram a posição das estrelas e outros objetos celestes para a orientação em terra, nos mares e nos oceanos.


A navegação astronômica é ainda ensinada nos dias de hoje.


A Astronomia, ao usar o método científico, é diferente da Astrologia.


Até aos tempos pré-modernos, a distinção entre Astronomia e astrologia era vaga.


Hoje, Astronomia e astrologia são claramente distintas.


A Astronomia é uma ciência, a astrologia não.


A astrologia usa as posições dos objetos celestes para prever eventos futuros. Contudo, um grande número de estudos sobre a astrologia e as suas previsões mostram que esta não é exata nas suas previsões e não tem qualquer base científica.



Acreditava-se, na maioria das culturas antigas, que a Terra era o centro do Universo.


A maioria das culturas antigas, com as exceções notáveis de alguns astrônomos gregos ativos por volta de 300 a. C., acreditava que a Terra era o centro do Universo.


Esta visão geocêntrica prevaleceu mais de dois milénios nas culturas europeia e asiática até à chamada revolução copernicana no século XVI. Os astrônomos modernos descobriram que o Universo não parece ter um centro específico no espaço.


A revolução copernicana, que durou mais de um século, levou ao reconhecimento do Sol, em vez da Terra, como o centro do Sistema Solar.


No século XVI, Copérnico apresentou argumentos para a teoria heliocêntrica, na qual o Sol era o centro do Universo e a Terra se deslocava à sua volta.


Apesar de sabermos agora que o Sol não é o centro do Universo, ele é o centro do Sistema Solar e a teoria do heliocentrismo copernicano foi revolucionária naquele tempo, contribuindo para o desenvolvimento da Astronomia moderna.



Há mais de 400 anos, astrônomos realizaram as primeiras observações metódicas em Astronomia usando um telescópio.


Apesar de não ter inventado o telescópio, Galileu foi o primeiro a utilizá-lo para fins científicos.

Os seus melhoramentos do telescópio refrator levaram-no a descobertas como as fases de Vênus e as quatro maiores luas de Júpiter, ainda hoje referidas como as luas galileanas.

As suas descobertas forneceram evidência convincente a favor da visão heliocêntrica do Universo.



O planeta Terra tem uma forma aproximadamente esférica, e isto tem sido mostrado ao longo de séculos de muitas formas diferentes.


Algumas das primeiras culturas em muitas regiões do mundo descreveram a Terra como uma superfície plana ou um disco, como parte da sua descrição do Universo.


A ideia de que a Terra é uma esfera está presente há já alguns milénios e tem sido uma parte significativa das visões do mundo de muitas culturas, tendo-se tornado no paradigma dominante há mais de 1000 anos.


Há numerosas formas empíricas de testar que a Terra tem uma forma aproximadamente esférica (é tecnicamente referida como um esferoide oblato). Um dos primeiros métodos matemáticos foi o de Erastóstenes, que mediu a circunferência da Terra analisando os comprimentos das sombras de estacas colocadas em diferentes locais no Antigo Egito (século III a. C.).


Compreender o céu e os movimentos do Sol e dos planetas foi uma das primeiras tentativas para compreender o mundo natural.


Os primeiros registos de observações astronômicas encontram-se em desenhos e artefatos criados por indivíduos da pré-história, documentando o que observavam no céu.


Nas culturas antigas, a Astronomia estava relacionada com crenças religiosas e mitológicas.


Os fenômenos astronômicos eram usados para medir o tempo e criar calendários, permitindo a essas culturas planear eventos diários e sazonais.

P2. Podemos experienciar e vivenciar fenômenos astronômicos em nosso dia-a-dia.


Experienciamos o dia e a noite devido à rotação da Terra sobre o seu eixo.


A face da Terra virada para o Sol experiencia o dia claro, enquanto a face oposta experiencia a noite.


O tempo que a Terra demora a rodar sobre o seu eixo de modo a que o Sol retorne à mesma posição no céu define a duração de um dia solar, que é, em média, 24 horas.


dia solar = dia claro + noite.


A duração do dia claro e da noite varia ao longo do ano solar e também nas diferentes latitudes terrestres.


Experienciamos as estações devido à inclinação do eixo de rotação da Terra enquanto o planeta se desloca ao redor do Sol durante um ciclo solar (ano solar).

O eixo de rotação da Terra está inclinado 23,4 graus em relação à perpendicular do seu plano orbital em torno do Sol. Por esta razão, durante parte da órbita da Terra em torno do Sol, o hemisfério norte ou sul está inclinado na direção do Sol, enquanto o outro está inclinado na direção oposta à do Sol. O primeiro experiencia o verão, pois a luz do Sol incide mais diretamente na sua superfície e os dias claros são mais longos porque o Sol atinge uma maior altura no céu.


Por outro lado, o hemisfério que se encontra inclinado na direção oposta à do Sol, experiencia o inverno, porque a luz solar incide na superfície da Terra com um ângulo muito inclinado, sendo espalhada por uma área maior.

Os dias claros são mais curtos porque o Sol está a uma altura inferior no céu.


Vemos diferentes fases da Lua durante um ciclo lunar.


À medida que a Lua orbita a Terra, a sua posição em relação ao Sol e à Terra vai mudando.


A região da superfície da Lua iluminada pela luz do Sol muda, produzindo as diferentes fases que vemos da Terra —

Lua Nova,

Quarto Crescente,

Lua Cheia

e Quarto Minguante,

demorando 29,53 dias de Lua Cheia a Lua Cheia.


Enquanto que as fases da Lua são (mais ou menos) as mesmas para qualquer observador na Terra, a orientação da Lua varia, dependendo do hemisfério do observador. Por exemplo, alguns observadores podem ver o crescente da Lua a abrir para a esquerda enquanto outros, a observar a mesma fase mas de um local diferente, podem ver o crescente a abrir para a direita.



Os eclipses ocorrem devido a alinhamentos especiais entre o Sol, a Terra e a Lua.


Quando a Lua passa exatamente entre o Sol e a Terra, bloqueia a luz do Sol e projeta uma sombra na Terra, criando um eclipse solar.


Ocasionalmente, a Terra pode estar diretamente entre o Sol e a Lua. Nesse caso, projeta uma sombra na Lua, obscurecendo a sua superfície e criando um eclipse lunar.


Os eclipses podem ser parciais, quando apenas uma fração do objeto está eclipsado, ou total, quando todo o objeto está eclipsado.


Um eclipse lunar só ocorre na Lua Cheia e, consequentemente, só pode ser observado à noite. Em qualquer lugar da Terra, é mais provável observar um eclipse lunar do que um solar. Os eclipses lunares também têm uma duração maior do que os eclipses solares.



As marés na Terra são um resultado da gravidade do Sol e da Lua.


A Lua e, em menor grau, o Sol causam marés na Terra.


Ligeiros bojos na Terra, sobretudo nos seus oceanos, formam-se tanto no lado mais próximo da Lua e mais próximo do Sol, como no lado oposto.

À medida que a Terra gira, estes bojos atingem as linhas de costa, fazendo subir o nível da água nesses locais.


Quando o Sol, a Terra e a Lua estão quase numa linha reta (na Lua Cheia e Lua Nova), ocorrem as “marés vivas”.


Em contraste, quando o Sol e a Lua formam um ângulo reto entre eles em relação à Terra (no Quarto Crescente e Quarto Minguante), ocorrem as “marés mortas”.


A luz do Sol é essencial para a maioria das formas de vida na Terra.


O Sol é a fonte primária de energia utilizada pelas formas de vida na Terra.

Por exemplo, as plantas realizam a fotossíntese usando a luz do Sol, o que permite o seu crescimento e, consequentemente, a produção de oxigênio molecular. Esse oxigênio é usado por animais na respiração.

Acredita-se que a devastação do ambiente global decorrente da colisão de um asteroide com a Terra, terá sido a causa da extinção dos dinossauros não voadores e da maioria das espécies na Terra.

A explosão resultante transportou grandes quantidades de poeira para a atmosfera, bloqueando a luz do Sol e dando origem a um inverno duradouro.


A luz solar também afeta a nossa saúde física e mental.

Quando exposta à luz, a nossa pele produz vitamina D, que desempenha um papel importante nos processos bioquímicos do nosso corpo.


Alguns estudos mostram uma relação entre a depressão no ser humano e a falta de exposição à luz solar.


Partículas do Sol viajam até à Terra e causam as auroras.


Durante uma erupção solar, partículas com carga elétrica provenientes do Sol (essencialmente elétrons e prótons) viajam 150 milhões de quilômetros até à Terra.


Estas partículas são capturadas pelo campo magnético da Terra, deslocam-se na direção dos polos magnéticos, e interagem com partículas na atmosfera.


As partículas mais rápidas podem viajar do Sol à Terra em cerca de meia hora; as mais lentas demoram cerca de cinco dias. Ocasionalmente, estas tempestades de partículas perturbam o campo magnético terrestre, danificando satélites e redes energéticas.


É frequente as partículas do Sol interagirem com o oxigênio e o nitrogênio da atmosfera da Terra. Esta interação origina as auroras — espetáculos de luz maravilhosos que iluminam o céu noturno em torno dos polos magnéticos do hemisfério norte (auroras boreais) e sul (auroras austrais).



A tecnologia desenvolvida para a investigação astronômica faz parte do nosso dia-a-dia.


Ferramentas analíticas e métodos usados para estudar dados astronômicos têm sido aplicados à indústria, ciências médicas e tecnologia que usamos diariamente.


Detectores inicialmente desenvolvidos para a investigação astronômica são hoje também utilizados em câmeras digitais, como as dos nossos telefones celulares.


Vidro especial, desenvolvido para telescópios astronômicos, é utilizado na produção de telas LCD e chips de computador, bem como tampas de fogão de cerâmica.


A transferência de conhecimento entre a Astronomia e a medicina contribuiu para o desenvolvimento da imagiologia de ressonância magnética (RM) e da tomografia computorizada (TAC), entre outros instrumentos.


P3. O Céu Noturno é rico de objetos e dinâmico.


Podemos ver vários milhares de estrelas com os nossos olhos numa noite limpa e escura.


Quando olhamos para o céu noturno, longe da poluição luminosa das cidades e durante uma Lua Nova ou quando a Lua não se encontra no céu, podemos ver aproximadamente 4.000 estrelas a olho nu.


Todas as estrelas que observamos a olho nu pertencem à nossa galáxia.


Apesar de existirem milhares de milhões de estrelas noutras galáxias e bilhões de galáxias no Universo observável, estas estrelas estão demasiado distantes e são assim demasiado tênues para que os nossos olhos as distingam como pontos de luz individuais.


Dependendo da nossa localização na Terra e do momento da observação, os cinco planetas mais brilhantes do Sistema Solar, a faixa da Via Láctea, duas galáxias satélite da Via Láctea (a Grande e a Pequena Nuvem de Magalhães) e a galáxia de Andrômeda (uma grande galáxia espiral) também são visíveis a olho nu.



O céu noturno pode ajudar-nos a nos orientarmos na Terra e a navegar.

Olhar para cima, para o céu noturno, permite-nos encontrar as direções cardeais.


No hemisfério norte, a maneira mais fácil de encontrar o norte é procurar a estrela Polar (Polaris), também conhecida como a estrela do norte, que se encontra muito próxima do polo norte celeste.

A maneira mais fácil de encontrar a estrela Polar é através das constelações da Ursa Maior e da Ursa Menor.


No hemisfério sul, a estrela Sigma Octantis, que é a estrela mais próxima do polo sul celeste, não é facilmente visível.

Contudo, um método rápido para encontrar o sul é utilizar a constelação do Cruzeiro do Sul (Crux) e as duas estrelas mais brilhantes da constelação do Centauro.


O eixo de rotação da Terra oscila (precessa) ao longo de milhares de anos.


Ao rodar sobre o seu eixo, a Terra move-se como um pião a girar.


A direção do seu eixo de rotação muda numa lenta precessão com um período de 26.000 anos.


Este movimento faz com que o eixo aponte em diferentes direções ao longo do tempo e, como consequência, os polos norte e sul celestes alteram lentamente a sua posição ao longo do tempo.


Por exemplo, a estrela Polar acabará por deixar de indicar a direção do norte, embora talvez outra estrela o venha a fazer, dependendo da direção do eixo da Terra nessa altura.

Apesar de atualmente não existir nenhuma estrela brilhante próximo do polo sul celeste, no futuro teremos uma “estrela do sul” propriamente dita!


Apenas alguns corpos celestes são suficientemente brilhantes para serem vistos a olho nu quando o Sol está acima do horizonte.


A maioria dos objetos no céu noturno são demasiado tênues para serem observados num céu brilhante, iluminado pelo Sol.

Um efeito semelhante ocorre à noite nas cidades onde, devido à poluição luminosa, conseguimos ver apenas uma pequena fração das estrelas, como consequência da luminosidade do céu causada pela luz artificial.


Apenas alguns corpos celestes são suficientemente brilhantes para serem vistos a olho nu quando o Sol está acima do horizonte. Dependendo da sua fase, é possível ver a Lua durante o dia.


Em algumas alturas, Vênus pode ser observado de manhã (“estrela da manhã”), à tarde (“estrela da tarde”) e, se soubermos para onde olhar, Vênus também é visível no céu do meio-dia.


Muito raramente, um cometa particularmente brilhante pode ser visível durante o dia.


Os objetos celestes nascem a leste e põem-se a oeste devido à rotação da Terra.


Devido à rotação da Terra sobre o seu eixo de oeste para leste, um observador na superfície vê todo o céu mover-se no sentido oposto, de leste para oeste, aparentemente rodando à volta do nosso planeta.


Este movimento aparente do céu em torno da Terra é chamado movimento diurno.

Esta é a razão pela qual observamos os corpos celestes nascerem e subirem no céu na metade leste do horizonte e descerem e porem-se na metade oeste.


As estrelas cintilam devido à nossa atmosfera.


Quando a luz de uma estrela entra na nossa atmosfera e viaja pelas suas diferentes camadas, muda constantemente de direção devido às mudanças de refração entre camadas com diferentes temperaturas e densidades.


Daqui resulta que o brilho da luz de uma estrela e a direção de onde nos chega aqui na Terra estão constantemente a variar. Por isso, para um observador na Terra, as estrelas parecem cintilar.


Para os planetas, o efeito é muito menos aparente (ou perceptível). A razão para tal é que os planetas podem ser na realidade vistos como pequenos discos (facilmente discerníveis com binóculos, por exemplo).


As estrelas, por outro lado, apresentam-se nos como pequenos pontos de luz, e como toda a luz tem origem num só ponto, é altamente suscetível a alterações na refração.


Milhões de meteoroides entram na atmosfera da Terra diariamente.


Um meteoroide é um pequeno objeto rochoso ou metálico que varia entre o tamanho de um grão de areia e a dimensão de um metro.

Quando entra na atmosfera da Terra, é aquecido por pressão de choque, criando um traço de luz no céu noturno.

Este fenômeno é chamado meteoro (ou “estrela cadente”).


Quando um meteoroide sobrevive à sua passagem pela atmosfera da Terra e atinge a superfície, chama-se meteorito.

Apesar de milhões de meteoros ocorrerem diariamente na atmosfera terrestre, a maioria dos meteoroides que os originam são reduzidos a gás e poeira antes de atingirem o solo.

P4. A Astronomia é uma ciência que estuda objetos celestes e fenômenos no Universo.



A luz (conhecida também como radiação eletromagnética) é a principal fonte de informação para a investigação astronômica.


Como a maioria dos objetos celestes se encontra demasiado longe para viajarmos até eles, dependemos da radiação eletromagnética (luz) destes objetos para os estudarmos.


Diferentes comprimentos de onda do espectro eletromagnético fornecem informação sobre diversos mecanismos associados aos fenômenos astronômicos, e sobre a natureza dos objetos celestes.


Na Astronomia moderna, o estudo do Universo é realizado em grande medida usando todo o espectro eletromagnético: rádio, micro-ondas, infravermelho, visível, ultravioleta, raios X e raios gama.


Apesar de, em linguagem comum, “luz” apenas se referir à luz visível, em Astronomia, “luz” pode referir-se a todo o espectro eletromagnético.


Em larga escala, a gravitação é a interação dominante no Universo.


Em média, os objetos astronômicos não têm carga elétrica.


A forma dominante como estes objetos interagem através de longas distâncias é a gravitação.


É a gravitação que faz com que os planetas orbitem o Sol, as estrelas orbitem os centros galácticos, e que mantém o plasma quente das estrelas agregado numa forma esférica.

A maioria dos fenômenos astronômicos pode ser descrita usando a Lei da gravitação de Newton mas, em casos mais extremos, é necessária a Teoria da relatividade geral de Einstein para fornecer uma descrição exata.



As ondas gravitacionais e as partículas subatômicas oferecem novas formas de estudar o Universo.


A existência de ondas gravitacionais — ondulações no espaço-tempo — foi prevista pela teoria da relatividade geral no início do século XX.

A sua primeira detecção direta confirmada foi obtida em 2015, e os cientistas podem agora utilizá-las como uma nova janela para estudar o Universo.


As ondas gravitacionais são geradas por fortes interações gravitacionais, como a fusão de dois buracos negros de grande massa ou de estrelas de nêutrons.


Os astrônomos também detectam vários tipos de partículas subatômicas, como neutrinos, elétrons e prótons, para aprenderem sobre o interior do nosso Sol e sobre alguns dos processos mais energéticos do Cosmos.



A Astronomia utiliza dados obtidos através de observações e simulações para modelar fenômenos astronômicos no enquadramento das teorias atuais.


Os astrônomos criam modelos matemáticos de objetos astronômicos, dos seus fenômenos associados e da sua evolução. A estrutura destes modelos é dada pelas teorias fundamentais da física e da química.


Alguns modelos consistem em relações matemáticas elementares, modelos mais complexos fazem uso de simulações numéricas.

As simulações mais sofisticadas são processadas em alguns dos maiores supercomputadores do mundo. Dados observacionais de telescópios e detectores são utilizados para testar e refinar os modelos.


A interação entre a evidência observacional e os modelos é um importante aspecto da descoberta.



A investigação astronômica combina conhecimento de diferentes áreas como a física, a matemática, a química, a geologia e a biologia.


A investigação profissional em Astronomia combina conhecimentos da matemática, da física, da química, da engenharia, das ciências computacionais, bem como de outras áreas.


Esta visão abrangente provou ser essencial para revelar e modelar a natureza de objetos e fenômenos astronômicos.


Por exemplo,

para compreender as reações nucleares que ocorrem no interior das estrelas, os cientistas necessitam da física nuclear;

para detectar os elementos resultantes nas atmosferas das estrelas, precisam da química.


A engenharia é essencial para a produção de telescópios e detectores.

E o desenvolvimento de software personalizado é crucial para analisar os dados fornecidos por estes instrumentos.



A Astronomia está dividida em várias especialidades.


Como uma boa descrição dos objetos e fenômenos astronômicos requer um bom conhecimento de outras áreas científicas, a Astronomia Moderna é frequentemente dividida em especialidades de acordo com os principais tópicos abordados.

Algumas destas especialidades incluem:

a astrobiologia,

a cosmologia,

a astronomia observacional,

a astroquímica

e as ciências planetárias.

Os astrônomos podem também escolher uma especialidade ao estudarem um tipo particular de objeto, como estrelas anãs brancas.

Dado o papel importante desempenhado pela física na Astronomia, os termos “astrofísica” e “Astronomia” são usados de forma intercambiável.


As escalas de tempo e de distância usadas na Astronomia são muito maiores do que as usadas no nosso dia-a-dia.


A Lua é o objeto celeste mais próximo da Terra a uma distância média de cerca de 384.400 quilômetros.


O Sol tem um diâmetro de 1,39 milhões de quilômetros, uma massa de cerca de 1989 milhares de bilhões de bilhões de quilogramas e é a estrela mais próxima da Terra a uma distância média de cerca de 150 milhões de quilômetros (que define uma Unidade Astronômica, UA).

A estrela mais próxima do Sol é Proxima Centauri e encontra-se a cerca de 4,25 anos-luz de distância. Um ano-luz é a distância que a luz percorre durante um ano (no vácuo), que é pouco mais de 9 bilhões de quilômetros.


A galáxia tem um diâmetro de 100.000 – 120.000 anos-luz, e outras galáxias podem estar tão longe quanto milhares de milhões de anos-luz.

As unidades em Astronomia são muito maiores do que podemos imaginar.

As escalas de tempo astronômicas são longas, e idades de milhões ou milhares de milhões de anos são típicas.


A espectroscopia é uma técnica importante que nos permite explorar o Universo à distância.


Várias características de objetos astronômicos podem ser reveladas apenas estudando o seu espectro


— a decomposição da luz, à semelhança do arco-íris, em miríades de cores diferentes, cada uma caracterizada pelo comprimento de onda e frequência.


Analisando a luz coletada de objetos astronômicos, os astrônomos conseguem determinar detalhes como a sua composição química, temperatura, pressão, campo magnético, entre outras características.


P5. A Astronomia promove e se beneficia de desenvolvimentos tecnológicos.

Telescópios e detectores são cruciais para a investigação em Astronomia.


Como as ondas eletromagnéticas são a principal fonte de informação em Astronomia, os telescópios e detectores desempenham um papel importante no que respeita à coleta e análise dessas ondas.


Telescópios maiores recolhem mais luz, permitindo aos astrônomos identificar e analisar objetos muito tênues.

Telescópios maiores têm também maior poder de resolução, permitindo aos astrônomos estudar os seus objetos-alvo em maior detalhe.


Enquanto que no passado as observações astronômicas eram realizadas olhando diretamente através de um telescópio, os detectores atuais permitem aos astrônomos documentar as suas observações de forma objetiva, em muitos comprimentos de onda diferentes.


Alguns telescópios podem operar em conjunto de forma a atuarem como um grande telescópio.


Ao combinar muitos telescópios, os astrônomos podem fazê-los operar como um único grande telescópio utilizando uma técnica chamada interferometria.


A resolução dos instrumentos combinados será igual à de um único telescópio com um diâmetro igual à maior distância entre quaisquer dois dos telescópios do conjunto.

Isto permite aos astrônomos observar, com maior qualidade, detalhes menores nos objetos astronômicos, bem como separar objetos distintos, como uma estrela e o seu sistema planetário.



Os observatórios astronômicos estão localizados na Terra e no Espaço.


A atmosfera da Terra absorve radiação de grande parte do espectro eletromagnético.


É transparente à luz visível, a alguma luz ultravioleta e infravermelha, e às ondas curtas de rádio, mas maioritariamente opaca para as restantes.


A maioria das bandas do ultravioleta e grandes porções de luz infravermelha, bem como os raios X, não conseguem penetrar na atmosfera.

Por esta razão, a maioria dos telescópios que recolhem outros tipos de luz que não a visível, rádio e um pequeno número de bandas de outros comprimentos de onda, tem de estar no Espaço.


Apesar de a luz visível poder ser observada da superfície, a turbulência da atmosfera da Terra afeta a qualidade das imagens, e por isso alguns telescópios óticos também são colocados no Espaço.



Os observatórios astronômicos terrestres estão muitas vezes localizados em regiões remotas em várias partes do mundo.


Poucos locais na Terra oferecem as condições de observação prístinas associadas a altitudes elevadas, ausência de poluição luminosa e transparência da atmosfera a certos comprimentos de onda.

Estes locais podem ser muitas vezes hostis, de difícil acesso e normalmente muito afastados de povoações maiores.

Os astrônomos tanto podem viajar para esses locais para fazerem as suas observações, como permitir que operadores de telescópio locais e com experiência as realizem por eles, como ainda recorrer a telescópios robóticos, operados remotamente.


A Astronomia de hoje faz parte da “Big Science” e do “Big Data”.


Os rastreios astronômicos começaram a produzir grandes quantidades de dados, e estas vão aumentar imenso nos próximos anos.

Esta evolução é chamada “Big Data Astronomy” (Astronomia de Grande Volume de Dados), em que o foco está em encontrar novas formas de armazenar, entregar e analisar estes dados.


Isto levou ao desenvolvimento de vários projetos de ciência cidadã para explorar a capacidade aguçada do ser humano para reconhecer padrões.

Por outro lado, os telescópios e instrumentos modernos são caros e a sua construção requer uma variedade de competências técnicas.

Nesta era de “Big Science” (ciência de grande escala) são frequentemente construídos por organizações internacionais ou consórcios envolvendo muitos institutos de Astronomia de diferentes países.


Simulações complexas e enormes volumes de dados em Astronomia requerem o desenvolvimento de poderosos supercomputadores.


O processamento de grandes volumes de dados provenientes tanto de simulações como de observações requer computadores capazes de realizar simulações complexas num curto espaço de tempo.


Os computadores atuais conseguem operar na ordem de um par de centenas de milhares de bilhões de cálculos por segundo.

Estes supercomputadores permitem aos astrônomos criar Universos simulados e compará-los com observações de rastreios de larga escala.


Já foram lançadas para o Espaço várias sondas para estudar o Sistema Solar.


De forma a explorar e aprender mais sobre o nosso lugar no Universo, têm sido enviadas sondas robóticas que têm viajado pelo Sistema Solar.


Algumas destas sondas orbitam planetas, luas, ou mesmo asteroides, enquanto outras têm aterrado nesses objetos.


Entre alguns dos sítios do Sistema Solar que já foram visitados (com aterragem, órbita ou sobrevoo) por sondas robóticas, encontram-se todos os planetas, os planetas anões Plutão e Ceres, a nossa Lua e outras luas de Júpiter e Saturno, cometas e asteroides.


A Astronomia é uma ciência global, com equipas internacionais, e onde dados e publicações são partilhados livremente.


Os dados disponibilizados pela maioria dos observatórios profissionais estão acessíveis publicamente.


Em geral, durante as suas carreiras, os astrônomos trabalham em diferentes países. Grandes projetos astronômicos, desde a construção de telescópios e instrumentos até campanhas de observação coordenadas, são frequentemente realizados em colaboração com investigadores e institutos de diferentes nações.

A Astronomia é global e internacional.


Somos todos membros da tripulação

da “Nave Espacial Terra”,

sob o mesmo céu,

a investigar o Cosmos.

P6. A Cosmologia é a ciência que estuda o Universo como um todo.


O Universo tem mais de 13 mil milhões de anos.


A idade estimada para o Universo, baseada em observações modernas e no estado da arte dos modelos cosmológicos para a sua evolução inicial, é de aproximadamente 13,8 mil milhões de anos.


A Cosmologia é uma área de investigação que estuda a evolução e a estrutura do Universo.


O Universo é homogêneo e isotrópico a grande escala.


A grandes escalas (maiores do que 300 milhões de anos-luz), a matéria no Universo aparenta estar distribuída de maneira uniforme.

Devido a estas densidade e estrutura quase uniformes, o Universo parece quase igual em qualquer lugar (homogéneo) e em qualquer direção (isotrópico).


Estamos sempre a observar o passado.


Como a velocidade da luz ser finita, nunca vemos os objetos como eles são agora, mas sempre como eles foram no passado.

Só conseguimos ver o Sol como ele era há cerca de oito minutos, já que a sua luz leva cerca de oito minutos para chegar até nós.


Vemos a galáxia de Andrômeda como ela era há 2,5 milhões de anos, já que a luz da galáxia leva esse tempo para chegar até à Terra.


Desta forma, os astrônomos observam sempre o passado, mesmo até 13,8 mil milhões de anos atrás.

Observar objetos astronômicos a diferentes distâncias fornece assim uma visão transversal da história cósmica.

Já que, em média, o Universo tem as mesmas propriedades em todo o lado, esta visão transversal fornece valiosos indícios sobre a nossa própria história.


Só conseguimos observar diretamente uma fração de todo o Universo.


Como a luz viaja pelo espaço a uma velocidade finita, há regiões distantes do Universo que ainda não conseguimos observar.

A razão para isso é simplesmente porque a luz dessas regiões ainda não teve tempo suficiente para chegar aos nossos detectores na Terra.


Só conseguimos ver os objetos que se encontram dentro de uma certa região que é chamada “Universo Observável”, a qual engloba todos os objetos cuja luz teve o tempo necessário para chegar até nós.

De particular interesse são objetos muito distantes perto do limiar dessa região. Esses aparecem-nos com o aspecto que tinham quando o Universo tinha apenas começado.

O Universo é constituído sobretudo por energia escura e matéria escura.


As estrelas, o ar que respiramos, os nossos corpos e tudo o que vemos à nossa volta é feito de átomos, os quais são eles próprios constituídos por prótons, neutrões e elétrons.

Esta matéria, chamada bariônica, é aquilo com que interagimos no nosso dia-a-dia.

Evidências observacionais mostram que ela representa apenas cerca de cinco por cento da composição total do Universo.


De fato, o Universo é constituído sobretudo por uma forma de energia desconhecida designada energia escura (cerca de 68 por cento), e por uma forma invulgar de matéria chamada matéria escura (cerca de 27 por cento).


A natureza das assim chamadas energia escura e matéria escura é uma área de investigação ativa, sobretudo por meio da observação das suas influências sobre a matéria bariônica.

O Universo está a expandir-se de forma acelerada.


Evidências observacionais mostram que o Universo está se expandindo de forma acelerada, o que é atribuído à Energia Escura.


À medida que o Universo se expande de modo sistemático a grandes escalas, os aglomerados de galáxias afastam-se uns dos outros.


Nos modelos modernos, todas as distâncias entre aglomerados de galáxias aumentam na proporção de um mesmo fator de escala universal.

Dados observacionais mostram que quanto mais longe uma galáxia estiver de nós, mais rapidamente se afasta de nós (Lei de Hubble-Lemaître).


Hipotéticos observadores extraterrestres localizados noutras galáxias observariam o mesmo.

Sistemas ligados entre si, como os aglomerados de galáxias, e grupos de galáxias ligadas pela sua própria gravidade, ou mesmo as próprias galáxias, não são afetados pela expansão cósmica.

Dentro dos aglomerados e grupos de galáxias, as galáxias individuais podem mover-se em órbita umas das outras, ou podem estar em rota de colisão umas com as outras.

Este último cenário é verdadeiro para a galáxia Via Láctea e para a galáxia de Andrômeda.

A expansão do espaço faz com que a luz que nos chega de galáxias distantes sofra um desvio para o vermelho.


A expansão cósmica influencia as propriedades da luz no Universo.

A luz que nos chega de galáxias distantes é tanto mais desviada para o vermelho quanto maior a distância.

Este desvio para o vermelho de origem cosmológica pode ser compreendido diretamente em termos do aumento do comprimento de onda da luz (esticado para comprimentos de onda maiores) com o fator de escala cósmico.

É por isso que galáxias distantes só podem ser observadas nas bandas do infravermelho ou do rádio, e pela mesma razão a Radiação Cósmica de Fundo nos chega sobretudo no regime das micro-ondas.


As leis da natureza (por exemplo, a gravidade) que estudamos na Terra parecem funcionar da mesma forma em todo o Universo.

Já houve bastantes testes para saber se as leis da física, tais como as leis que governam a gravidade, a termodinâmica e o eletromagnetismo, são as mesmas na Terra e no Universo distante.

Até agora, todos esses testes indicam que as leis fundamentais da física se aplicam a todo o Universo.


A estrutura do Universo a grandes escalas é constituída por filamentos, muralhas e vazios.


Amplos rastreios do Universo na parte do espectro desviada para o vermelho revelaram que, a grandes escalas da ordem de algumas centenas de milhões de anos-luz, o Universo parece-se com uma teia tridimensional, semelhante a uma esponja, feita de filamentos e vazios, a que os astrônomos chamam a “teia cósmica”.


Os filamentos e as muralhas contêm milhões de galáxias.

Estas estruturas de grande escala estendem-se por centenas de milhões de anos-luz, e têm em geral a espessura de dezenas de milhões de anos-luz.


Os filamentos e as muralhas formam contornos à volta dos vazios, os quais têm diâmetros na ordem de uma centena de milhões de anos-luz e contêm apenas algumas galáxias.

A Radiação Cósmica de Fundo de Micro-ondas permite-nos explorar o Universo primordial.


A mais antiga radiação eletromagnética, emitida das regiões mais distantes do Universo que podemos observar, é a Radiação Cósmica de Fundo de Micro-ondas.

É a relíquia remanescente do Universo primordial quente e denso, impressa com informação de uma época em que o Universo tinha cerca de 380000 anos.


A Radiação Cósmica de Fundo de Micro-ondas permite-nos medir características chave do Universo como um todo: a quantidade de Matéria Escura, matéria bariônica e Energia Escura que contém, a geometria do Universo e a sua atual taxa de expansão.


A Radiação Cósmica de Fundo de Micro-ondas mostra que o Universo é aproximadamente isotrópico e portanto também fornece evidência indireta da sua homogeneidade.


A evolução do Universo pode ser explicada pelo modelo do Big Bang.


De acordo com a melhor evidência até agora disponível, há mais de 13 mil milhões de anos, toda a matéria e energia que vemos à nossa volta estavam contidas num volume menor do que um átomo. O Universo expandiu-se a partir desta fase de densidade e temperatura elevadas (fase do Big Bang) até ao seu estado presente.


Os modelos que descrevem o Universo em expansão são referidos como Lambda CDM (onde Lambda representa a componente de Energia Escura do Universo, e CDM é a sigla em inglês para Matéria Escura Fria).


A fase do Big Bang, apesar do seu nome, não foi uma explosão, onde a matéria é projetada para fora na direção de espaço vazio já existente. Desde o início que todo o espaço disponível estava preenchido com matéria e, a partir do momento em que o mesmo se expandiu, a densidade média de matéria tem vindo a diminuir.

Desde que se formaram as galáxias, a distância média entre elas tem vindo constantemente a aumentar. O modelo do Big Bang faz numerosas previsões sobre o nosso Universo atual que podem ser testadas, tendo a maioria das quais sido confirmada através de dados observacionais.

P7. Vivemos todos num pequeno planeta dentro do Sistema Solar.

O Sistema Solar formou-se há cerca de 4,6 mil milhões de anos.


A datação radiométrica de meteoritos permitiu-nos determinar a idade do Sistema Solar.

Esta idade também é coerente com a datação de amostras de rocha lunar e com as mais antigas rochas encontradas na superfície da Terra.


O Sistema Solar é constituído pelo Sol, planetas, planetas anões, luas, cometas, asteroides, e meteoroides.


O Sistema Solar é constituído por uma estrela central a que chamamos Sol e por todos os objetos em órbita dela, sob a influência da sua gravidade.

Nestes objetos incluem-se planetas e os seus satélites naturais, planetas anões, asteroides, meteoroides e cometas.

O Sol detém mais de 99,87 por cento da massa total do Sistema Solar.



Existem oito planetas no Sistema Solar.


De acordo com a resolução de 2006 da União Astronômica Internacional, para que um objeto seja um planeta tem de satisfazer três critérios.

O primeiro determina que esse objeto deve orbitar o Sol.

O segundo determina que um planeta tem de ter massa suficiente para que a gravidade o molde numa forma aproximadamente esférica.

E a sua influência gravitacional tem de ser suficiente para remover quaisquer outros objetos da vizinhança da sua órbita.

Objetos que não sejam luas e que obedeçam às duas primeiras regras, mas não à terceira, são chamados planetas anões.


Nomeando a partir do Sol, os planetas no Sistema Solar são Mercúrio, Vênus, Terra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano e Netuno.



Existem vários planetas anões no Sistema Solar.


Os planetas anões são todos menores do que a Lua, a qual tem um diâmetro de cerca de 3.474 quilômetros.


Plutão é atualmente o maior dos planetas anões, seguido de Eris, Haumea, Makemake e Ceres.


Cada um destes objetos é sólido, tem uma superfície gelada, e tem composição semelhante aos outros.


Ceres está situado entre as órbitas de Marte e Júpiter, enquanto os outros quatro planetas anões podem ser encontrados para lá da órbita de Netuno, no Cinturão de Edgeworth-Kuiper.



Alguns planetas têm dezenas de satélites naturais.


Com as exceções de Mercúrio e de Vênus, todos os planetas têm pelo menos um satélite natural.

A Terra é o único planeta do Sistema Solar que tem apenas uma lua, enquanto Marte tem duas luas.


Em contraste com os planetas terrestres, todos os gigantes gasosos têm um grande número de objetos a orbitá-los. Júpiter e Saturno, cada um com mais de 75 luas confirmadas, são os planetas com maior número de satélites naturais, seguidos de Urano e Netuno.



Os planetas dividem-se entre terrestres ou telúricos (rochosos), e gigantes gasosos.


Os quatro planetas mais próximos do Sol são designados planetas terrestres, ou telúricos.

Todos estes planetas têm uma superfície sólida e são constituídos sobretudo por rocha.

Mercúrio não tem atmosfera e, comparado com a Terra,

Vênus tem a atmosfera mais densa e Marte a mais rarefeita.

Em contraste com os pequenos planetas interiores, os quatro planetas exteriores, designados gigantes gasosos, são muito maiores.

Estes planetas são sobretudo constituídos por gás (hidrogênio e hélio) e as suas atmosferas são muito densas.

Todos os gigantes gasosos têm anéis à sua volta.

Saturno tem de longe o sistema de anéis mais impressionante, que é visível mesmo através de um telescópio razoavelmente pequeno..


A Terra é o terceiro planeta em órbita em torno do Sol, e tem um satélite natural, a Lua.


O planeta Terra é o terceiro planeta a contar do Sol e tem uma órbita quase circular.

A atmosfera da Terra é constituída sobretudo por nitrogênio e oxigênio, e a temperatura média à sua superfície, a qual é em mais de 70 por cento coberta de água, é de cerca de 15 graus Celsius.


A Lua é o único satélite natural da Terra e o único objeto celeste onde humanos já pousaram.



Há milhões de asteroides, que são restos da formação do nosso Sistema Solar.


Restos da formação do Sistema Solar podem ser encontrados sobretudo no Cinturão de asteroides, situado entre as órbitas de Marte e Júpiter, e no Cinturão de Edgeworth-Kuiper, situada para além da órbita de Netuno.


Estes asteroides variam em tamanho de 10 metros a 1000 quilômetros, e a massa total do conjunto de todos os asteroides no Sistema Solar é menor do que a massa da nossa Lua.



Um cometa é um objeto gelado que desenvolve uma cauda quando é aquecido pelo Sol.


Os cometas são constituídos sobretudo por gelos, mas também contêm poeiras e material rochoso.


O gelo é volátil e evapora-se quando o cometa se aproxima do Sol devido aos ventos solares e à radiação. Isto produz duas caudas – uma cauda de poeira que é ligeiramente inclinada na direção oposta à do movimento do cometa, estendendo-se por milhões de quilômetros, e uma cauda de plasma que é retilínea e nem sempre visível a olho nu.


As caudas dos cometas apontam sempre na direção oposta à do Sol, independentemente da direção do movimento do cometa.

Pensa-se que a maioria dos cometas vem de duas regiões específicas:


o Cinturão de Edgeworth-Kuiper, situado para além da órbita de Netuno,


e a Nuvem de Oort, nos limites do Sistema Solar.


O limite do Sistema Solar é chamado de Heliopausa.


O campo magnético do Sol estende-se muito para além da sua superfície. Isto cria uma bolha que engloba todo o Sistema Solar.


A região onde o campo magnético do Sol interage com o campo magnético de outras estrelas é designada, em inglês, por heliosheath.


O limite externo desta região agitada e turbulenta é chamado heliopausa.

Para além da heliopausa estende-se o espaço interestelar.


Em 2012, a sonda Voyager 1 foi o primeiro objeto de fabricação humana a transpor a heliopausa.


P8. Somos todos feitos de "poeira" das estrelas.


As estrelas formam-se a partir de enormes nuvens de poeira e gás.


O colapso gravitacional de nuvens moleculares frias e gigantes leva ao nascimento de estrelas.

À medida que a nuvem colapsa, fragmenta-se em núcleos cujas regiões centrais se tornam cada vez mais densas e quentes.

Ultrapassados valores críticos de temperatura e pressão, a fusão nuclear inicia-se, e nasce uma estrela.

Esta estrela jovem encontra-se inicialmente rodeada por um disco protoplanetário de poeira e gás.

No decurso de milhões de anos, este disco diferencia-se em planetas e corpos menores.



A estrela mais próxima da Terra é o Sol.


Com um diâmetro equatorial de cerca de 1,4 milhões de quilômetros, o Sol, a estrela mais próxima da Terra, é tão grande que poderíamos agrupar cerca de 1,3 milhões de Terras dentro de seu volume.


Apesar de a nossa estrela ser enorme quando comparada com o planeta Terra, existem estrelas muito maiores no Universo.


A supergigante VY Canis Majoris, com cerca de 1400 vezes o diâmetro do Sol, é a maior estrela conhecida até hoje. Se fosse colocada no centro do Sistema Solar, a superfície de VY Canis Majoris estender-se-ia para além da órbita de Júpiter.


Existem também estrelas muito menores do que o Sol.

A estrela mais próxima, Proxima Centauri, é uma anã vermelha com um diâmetro de cerca de 200.000 quilômetros, apenas 16 vezes o diâmetro da Terra.



As estrelas formam-se a partir de enormes nuvens de poeira e gás.


O colapso gravitacional de nuvens moleculares frias e gigantes leva ao nascimento de estrelas.

À medida que a nuvem colapsa, fragmenta-se em núcleos cujas regiões centrais se tornam cada vez mais densas e quentes.

Ultrapassados valores críticos de temperatura e pressão, a fusão nuclear inicia-se, e nasce uma estrela.

Esta estrela jovem encontra-se inicialmente rodeada por um disco protoplanetário de poeira e gás.

No decurso de milhões de anos, este disco diferencia-se em planetas e corpos menores.



O Sol é uma estrela dinâmica


Apesar de parecer uniforme na sua aparência, a superfície do Sol pode estar salpicada de manchas escuras.

Estas manchas solares, ou regiões de forte campo magnético, parecem escuras porque estão menos quentes do que o material circundante.

A cada 11 anos, o Sol varia ciclicamente entre a produção de muitas manchas e a produção de poucas manchas.


Às vezes, o campo magnético do Sol fica torcido, acumula muita energia, e liberta-a numa explosão de luz e partículas.

Estas explosões são chamadas erupções solares ou ejeções de massa coronal.


Mas, mesmo quando está calmo, o Sol lança para o Espaço, em cada segundo, cerca de 1,5 mil milhões de quilogramas de gás quente e magnetizado.

Este vento solar flui através do Sistema Solar e interage com os planetas. As outras estrelas também produzem erupções e ventos.



A cor de uma estrela diz-nos qual a sua temperatura à superfície.


As estrelas podem ter temperaturas à superfície entre alguns milhares de graus Celsius e 50.000 graus Celsius.


Estrelas quentes irradiam a maior parte da sua energia nas regiões azul e ultravioleta do espectro eletromagnético (em comprimentos de onda curtos) e assim aos nossos olhos parecem--nos azuladas.


Estrelas menos quentes parecem avermelhadas, pois irradiam a maior parte da sua energia nas regiões vermelha e infravermelha do espectro eletromagnético (em comprimentos de onda longos).



O espaço entre estrelas pode estar essencialmente vazio, ou conter nuvens de gás, que podem produzir novas estrelas.


O espaço entre as estrelas contém ínfimas quantidades de matéria na forma de gás, poeira e partículas altamente energéticas (“raios cósmicos”).

Este conteúdo de matéria é chamado meio interestelar, e pode ser mais ou menos denso em diferentes partes da galáxia.

Contudo, mesmo as zonas mais densas do meio interestelar são ainda um milhar de vezes menos densas do que o melhor vácuo criado em laboratório.



Cada estrela segue um ciclo de vida que é determinado sobretudo pela sua massa inicial.


Simulações computacionais revelam que as primeiras estrelas tiveram durações de vida de alguns milhões de anos.


A esperança média de vida de uma estrela semelhante ao Sol é de cerca de 10 mil milhões de anos.


Estrelas anãs vermelhas de baixa massa podem viver por bilhões de anos.


Uma estrela com uma massa semelhante à do Sol acabará por evoluir para uma estrela gigante vermelha, e mais tarde ejetar para o Espaço a maior parte da sua massa, restando uma compacta estrela anã branca, rodeada por aquilo a que se chama uma nebulosa planetária.

Uma estrela com pelo menos oito massas solares evoluirá para uma supergigante vermelha, antes de explodir num evento chamado supernova, restando uma estrela de nêutrons ou um buraco negro estelar.



Estrelas de grande massa podem terminar o seu ciclo de vida como buracos negros estelares.


Um buraco negro é uma região do espaço cujo campo gravitacional extremo impede que qualquer coisa, mesmo a luz, consiga escapar dela uma vez atravessado o horizonte de acontecimentos.


O horizonte de acontecimentos é uma superfície de fronteira que envolve um buraco negro, onde a velocidade necessária para escapar ao seu campo gravitacional é superior à velocidade da luz.


Modelos teóricos preveem que no centro de um buraco negro se encontre uma singularidade, onde a densidade da matéria e a curvatura do espaço-tempo se aproximam do infinito.

Buracos negros estelares têm massas na ordem de algumas dezenas de massas solares, numa região com um raio entre alguns quilômetros e dezenas de quilômetros (dependendo da massa).



Novas estrelas e os seus sistemas planetários nascem da matéria residual de estrelas anteriores nessa região.


Com exceção do hidrogênio, a maior parte do hélio e uma pequena quantidade de lítio, todos os elementos químicos no Universo atual foram produzidos no interior de estrelas.


Estrelas de pequena massa como o Sol, produzem elementos até ao oxigênio por fusão nuclear, enquanto estrelas de grande massa podem produzir elementos mais pesados que o oxigênio e até ao ferro.


Elementos mais pesados que o ferro, como o ouro e o urânio, são produzidos durante as explosões altamente energéticas das supernovas e em colisões de estrelas de nêutrons.


Na fase final da sua vida, as estrelas liberam a maior parte da sua massa para o meio interestelar.

Desta matéria formam-se novas estrelas, numa versão cósmica do processo de reciclagem.



O corpo humano é feito de átomos cuja origem remonta a estrelas anteriores ao Sol.


Os elementos químicos, com a exceção do hidrogênio, do hélio e de uma pequena parte do lítio, foram essencialmente criados no interior de estrelas e liberados para o Espaço nos últimos estágios das suas vidas.


É esta a origem da maioria dos elementos que compõem os nossos corpos, como o cálcio nos nossos ossos, o ferro no nosso sangue e o nitrogênio no nosso DNA.


De igual modo, os elementos que compõem os outros animais, plantas e, de fato, a maioria das coisas que vemos à nossa volta, foram produzidos pelas estrelas há milhares de milhões de anos.


P9. Existem centenas de milhares de milhões de Galáxias no Universo.


Uma galáxia é um grande sistema de estrelas, poeira e gás.


Uma galáxia contém entre alguns milhões e centenas de milhares de milhões de estrelas, mantidas juntas pela sua atração gravitacional.

As estrelas de uma galáxia podem fazer parte de aglomerados estelares, ou de uma população maior de estrelas separadas, dispersas pela galáxia.

Uma galáxia também contém remanescentes estelares, poeira, gás e matéria escura.

Muitas galáxias têm um buraco negro de grande massa no seu centro.



As galáxias parecem conter grandes quantidades de matéria escura.


A matéria escura é um tipo de matéria que não emite nem interage com a radiação eletromagnética, sendo assim impossível de ver por observação direta.

Apesar de a matéria escura não poder ser vista, ela tem massa, e a sua existência é inferida através dos seus efeitos gravitacionais nos objetos visíveis.


Nesses efeitos incluem-se o movimento de objetos visíveis, ou a distorção de imagens devido a lentes gravitacionais.


As galáxias encontram-se circundadas por um halo bem maior de matéria escura — de certa forma, o que observamos de uma galáxia é apenas “a ponta do iceberg”.




A formação de galáxias é um processo evolutivo.


Durante as primeiras centenas de milhões de anos da história do Universo, a matéria escura evoluiu para um grande número de grandes regiões mais densas chamadas halos.

À medida que os gases hidrogênio e hélio caíam para esses halos, formavam-se as primeiras galáxias e estrelas.


Grandes galáxias espirais como a Via Láctea evoluíram à medida que atraíam e incorporavam diversas galáxias menores.


Grandes galáxias elípticas formaram-se quando galáxias com maior massa colidiram e se fundiram.

Dependendo das suas reservas de gás e do aquecimento através da explosão de estrelas, ou de atividades no centro galáctico, estas galáxias formaram novas estrelas com maior ou menor frequência.



Existem três tipos principais de galáxias: espiral, elíptica e irregular.


De acordo com o seu aspecto visual, as galáxias são categorizadas em galáxias espirais, elípticas e irregulares. Estes tipos diferem não apenas na forma, mas também no seu conteúdo.


As galáxias espirais têm braços espirais achatados formados predominantemente por estrelas jovens e brilhantes e grandes quantidades de gás e poeira.


Em contraste, as galáxias elípticas contêm menos gás. As suas estrelas são maioritariamente velhas e estão distribuídas numa forma ovoide ou esférica.


Algumas galáxias, incluindo a maioria das galáxias anãs, não apresentam nenhuma destas duas formas padrão e são denominadas irregulares.



Vivemos numa galáxia espiral chamada Via Láctea.


A Via Láctea é uma galáxia espiral com uma estrutura em forma de barra no centro. O Sistema Solar está localizado a cerca de 25.000 anos-luz do centro, num braço espiral.


A parte visível da galáxia é um conjunto de estrelas em forma de disco com um diâmetro de cerca de 100.000 – 120.000 anos-luz e uma espessura de apenas 2000 anos-luz. Neste disco, estrelas jovens e poeira formam os braços espirais.


À noite, e a partir de um local suficientemente escuro, podemos ver uma pequena fração dos mais de 100 mil milhões de estrelas que fazem parte do disco Galáctico, como uma enorme banda nebulosa formando um arco que cruza o céu.

Esta é a nossa vista a partir de dentro da galáxia.




Os braços espirais das galáxias são criados por acumulações de gás e poeira.


Uma teoria amplamente aceita sobre a formação de braços espirais é que estes são o resultado de uma onda de densidade que se desloca através do disco da galáxia, fazendo com que estrelas, gás e poeira se acumulem de forma semelhante a um engarrafamento numa autoestrada movimentada.

Isto dá origem a regiões mais densas no disco, que são vistas como braços espirais.

Estas regiões de alta densidade contêm muito gás e poeira, que são essenciais para a formação de novas estrelas.

Assim, os braços espirais contêm muitas estrelas jovens e brilhantes, mostrando que estas regiões têm uma taxa elevada de formação estelar.


A maioria das galáxias tem um buraco negro de grande massa no seu centro.


Uma galáxia típica contém uma quantidade estimada de 100 milhões de buracos negros de massa estelar.

Este tipo de buracos negros forma-se quando uma estrela de grande massa termina a sua vida numa explosão de supernova.


Os buracos negros de grande massa são encontrados no centro da maioria das galáxias e são o maior tipo de buraco negro, com massas compreendidas entre alguns milhões e mais de mil milhões de massas solares.


A Via Láctea tem um buraco negro deste tipo no seu centro, com uma massa de cerca de quatro milhões de massas solares.

A primeira imagem direta da silhueta do horizonte de acontecimentos de um buraco negro, no centro da enorme galáxia elíptica M87, foi obtida em 2019 por meio da combinação de dados de oito radiotelescópios espalhados pelo mundo.




As galáxias podem estar extremamente distantes umas das outras.


A vizinha mais próxima da Via Láctea é a galáxia anã do Cão Maior, a uma distância de cerca de 25.000 anos-luz.


As galáxias distantes parecem-nos muito tênues e são por isso difíceis de observar.

Para obter imagens de galáxias distantes é necessário utilizar grandes telescópios, com grande poder de resolução, e realizar longas exposições para coletar luz suficiente destes objetos.


As galáxias formam aglomerados.


As galáxias não se encontram dispersas aleatoriamente pelo Universo.


Ao contrário, a galáxia típica faz parte de um aglomerado de galáxias.

Estes aglomerados são constituídos por centenas ou mesmo milhares de galáxias, mantidas juntas pela sua atração gravitacional mútua.

Os próprios aglomerados de galáxias estão agrupados em estruturas maiores chamadas superaglomerados.

A Via Láctea faz parte do chamado Grupo Local de Galáxias, que inclui mais de 54 galáxias.

O Grupo Local é um membro periférico do Aglomerado da Virgem, que integra o Superaglomerado da Virgem que, por sua vez, pertence ao Superaglomerado Laniakea.




As galáxias interagem entre si através da gravidade.


As interações entre galáxias influenciam o seu aspecto e evolução.

No passado, acreditava-se que um tipo de galáxia poderia evoluir para outro tipo diferente ao longo da sua vida, mas o conhecimento científico atual mostra que as interações gravitacionais são a razão por detrás de alguns tipos de galáxias.

Por exemplo, as galáxias elípticas podem ser criadas por fusões de grandes galáxias e, ao mesmo tempo, estes eventos podem desencadear uma intensa formação estelar nas galáxias envolvidas.

P10. Podemos não estar sozinhos no Universo.


Foram detectadas moléculas orgânicas fora da Terra.


As molécula orgânicas contêm carbono, que é um bloco de construção básico para a vida como a conhecemos.


Observações do meio interestelar mostram que moléculas orgânicas, como precursores de aminoácidos simples, estão presentes no Espaço.


Moléculas orgânicas, incluindo um aminoácido, também foram encontradas em cometas e meteoritos.

É muito provável que tais moléculas já estivessem presentes no gás e na poeira dos quais se formou o Sistema Solar.


Foram encontrados organismos vivos em ambientes extremos na Terra.


Enquanto a maioria da vida na Terra é sensível às condições ambientais, alguns organismos, designados por extremófilos, são capazes de sobreviver em condições extremas, mostrando que a vida pode existir onde menos se espera.


Estes organismos podem ser muito resistentes a uma grande variedade de temperatura, pressão, pH e exposição à radiação.

Alguns vivem em lugares como desertos, polos, nas profundezas do oceano, dentro da crusta ou mesmo em vulcões.


Um dos organismos mais resilientes que se conhecem consegue sobreviver no vácuo.

Estes fatos permitem um otimismo cauteloso no que concerne à possibilidade de vida em outros planetas ou luas, que frequentemente apresentam condições ambientais comparativamente inóspitas.


Potenciais vestígios de água líquida abrem a possibilidade de vida primitiva em Marte.


A água líquida é um fator chave no desenvolvimento da vida como a conhecemos.

Por esta razão, a procura de água líquida em outros planetas e suas luas tem sido um importante objetivo na procura de vida extraterrestre.

Ao longo dos anos, foram encontrados vestígios potenciais de água líquida na superfície de Marte, contribuindo para o longo debate sobre a sua existência neste planeta.

Apesar de a evidência para a atual presença de água líquida em Marte ser fortemente debatida, vestígios potenciais apoiam a ideia de que formas de vida simples podem ter existido.

Se existir atualmente água líquida em profundidade sob a superfície de Marte, há potencial para a existência de vida.


Alguns satélites naturais no Sistema Solar parecem reunir as condições para a existência de vida.


Entre as muitas luas que orbitam os planetas gigantes do Sistema Solar, algumas partilham características com os planetas terrestres, como atmosferas densas e atividade vulcânica.


Europa, uma das maiores luas de Júpiter, tem uma superfície gelada que pode estar cobrindo um oceano líquido.

Os cientistas acreditam que este oceano poderá fornecer as condições certas para a existência de formas de vida simples.


Outro candidato para albergar formas de vida simples é Titã, a maior lua de Saturno.

Titã é rica em compostos orgânicos complexos, tem uma atmosfera densa, metano líquido na superfície, e tem sido colocada a hipótese de ter um oceano de água sob a superfície.


Existem numerosos planetas chamados exoplanetas, que orbitam outras estrelas que não o Sol.


Desde a descoberta do primeiro planeta a orbitar outra estrela foram detectados milhares de planetas a orbitar outras estrelas que não o Sol, os chamados exoplanetas.

O número de exoplanetas descobertos continua a aumentar a passo acelerado, e somos agora capazes de caracterizar a população de exoplanetas na vizinhança do Sol.



Os exoplanetas podem ser muito diversos e são frequentemente encontrados em sistemas.


Os exoplanetas mostram uma grande amplitude de propriedades físicas e orbitais.

Com massas que variam entre a de Mercúrio e várias vezes a de Júpiter, os exoplanetas podem ter diâmetros de centenas de quilômetros até várias vezes o diâmetro de Júpiter.

Os períodos orbitais dos exoplanetas podem ser tão curtos quanto algumas horas e as suas excentricidades podem ser tão elevadas quanto as de um cometa do Sistema Solar.

maioria dos exoplanetas é encontrada em sistemas, compostos por vários planetas a orbitar a mesma estrela


Estamos atualmente perto de detectar um planeta como a Terra.


Ao aumentar a precisão dos métodos de detecção, somos agora capazes de encontrar planetas com uma massa tão pequena quanto uma massa terrestre e um tamanho aproximado ao diâmetro da Terra.


A nossa procura até hoje, limitada como é, mostrou que a vizinhança solar está repleta de planetas.


Alguns destes planetas orbitam dentro da chamada zona habitável em torno da sua estrela.

Com base na definição, um planeta que orbite dentro da zona habitável recebe a quantidade certa de radiação da sua estrela para permitir a existência de água líquida na sua superfície.


Os cientistas estão a procurar inteligência extraterrestre.


Um modo de procurar civilizações extraterrestres é procurar sinais que não poderiam ser produzidos naturalmente por nenhum fenômeno astronômico conhecido.


A busca sistemática por tais sinais é conhecida como “Search for Extraterrestrial Intelligence (SETI)” (em português, Procura por Inteligência Extraterrestre).

Até agora, nenhum desses sinais foi encontrado, mas a SETI continua a rastrear o céu, na busca de qualquer indício de vida evoluída para além da Terra.

P11. Temos de preservar a Terra, nossa única casa no Universo.


A poluição luminosa afeta os seres humanos, muitos outros animais e plantas.


Durante milhões de anos, a vida na Terra desenvolveu-se na ausência de luz artificial, com a maioria das espécies a adaptarem-se a atividades diurnas ou noturnas.


Desde a invenção da eletricidade, os seres humanos têm reduzido cada vez mais a escuridão noturna com luzes artificiais, causando sérios problemas de poluição luminosa, que têm implicações para o ambiente da Terra, comportamento animal e saúde humana.


A maioria das populações animais depende de padrões diurnos e noturnos.


Da fisiologia e reprodução, à orientação e predação, a luz artificial pode perturbar populações selvagens por todo o globo.

Estamos também a perder os céus escuros de que os nossos antepassados desfrutavam.

Em muitos ambientes urbanos e suburbanos, a Via Láctea é agora impossível de observar à noite.





Existem muitos detritos de origem humana a orbitar a Terra.


Com o desenvolvimento da tecnologia espacial, a humanidade tem sido capaz de enviar numerosos objetos para o Espaço, usando foguetes.

Desde o início da era da exploração espacial, a quantidade de detritos de origem humana no Espaço, como pedaços de foguetes e satélites antigos, aumentou dramaticamente.


Atualmente, estima-se que haja 500.000 pedaços de detritos, também chamados lixo espacial, a orbitar a Terra.

Como o lixo espacial viaja a grandes velocidades, uma colisão com uma nave espacial ou satélite pode causar sérios danos.

Isto é particularmente arriscado para a Estação Espacial Internacional e outras navestripuladas.

A monitorização dos detritos espaciais e o desenvolvimento de tecnologia para coletar satélites e detritos é uma área ativa de investigação e desenvolvimento


Monitorizamos objetos espaciais potencialmente perigosos.


Durante os estágios iniciais da formação do Sistema Solar, os planetas recém-formados eram frequentemente atingidos por pequenos corpos, como asteroides.

Algumas crateras na superfície da Terra e todas as observadas na Lua são evidência direta de que esses impactos podem ser muito perigosos. Embora ainda seja um tópico de investigação e debate, pensa-se que a extinção dos dinossauros não voadores e de um grande número de outras espécies pode ter sido devida ao impacto de um grande asteroide com a Terra, há aproximadamente 65 milhões de anos.

Apesar de a probabilidade de um impacto desta magnitude ser muito baixa atualmente, é importante monitorizar todos os objetos celestes que podem se tornar ameaças potenciais para a vida na Terra.


Dentro dos próximos anos, programas de monitorização de agências espaciais, observatórios e outras instituições deverão ser capazes de identificar todos os asteroides potencialmente perigosos com o tamanho de um quilômetro ou mais. Nenhum dos asteroides conhecidos está atualmente em rota de colisão com a Terra.


Os seres humanos têm um impacto significativo no ambiente da Terra.


A industrialização trouxe inúmeras vantagens à sociedade, mas também criou diversos problemas ambientais na Terra.

Através da deflorestação e da poluição dos rios, oceanos e atmosfera, estamos a danificar fontes vitais de ar puro, comida e água, necessários para a vida na Terra.

A humanidade já causou a extinção de numerosas espécies e continua a escavar por minerais e recursos energéticos em ambientes em perigo.

As alterações climáticas induzidas pelos humanos (aquecimento global) afetam o ambiente a larga escala, nos colocando e a muitas outras espécies em risco.


O clima e a atmosfera são fortemente afetados pela atividade humana.


Sem a sua atmosfera, o planeta seria um mundo gelado com uma temperatura média de 18 graus Celsius negativos. Contudo, os gases de efeito de estufa da atmosfera absorvem parcialmente a radiação térmica que emana do solo e irradiam-na de volta para a superfície terrestre, tornando a Terra habitável.


A atividade humana tem aumentado drasticamente os níveis dos principais gases de efeito de estufa na atmosfera, criando um desequilíbrio no balanço energético da Terra.

O aumento destes gases tem feito com que mais energia fique retida na Terra, aumentando as temperaturas médias.

A Terra é incapaz de irradiar para o Espaço o excesso de energia através dos seus processos naturais, alterando-se assim os padrões climáticos globais, que são sensíveis aos desequilíbrios energéticos.


É necessária uma perspectiva global para preservar o planeta.


Cada pessoa é um habitante deste planeta.

Os conceitos de gestão e responsabilidade globais podem ajudar-nos a compreender que todos podemos agir, como parte de um grupo ou individualmente, para ajudar a resolver problemas globais.

É necessário preservar a Terra para os nossos descendentes. Por agora, a Terra é o único planeta no Universo que sabemos com certeza que pode sustentar vida.

A Astronomia dá-nos uma perspectiva cosmológica única que reforça a nossa unidade enquanto cidadãos da Terra.


Todos os seres humanos na Terra vivem sob um mesmo céu, e partilham a mesma vista sobre as profundidades do Cosmos.

Imagens do Espaço que mostram a “bola de gude azul” do planeta Terra forneceram-nos uma compreensão mais profunda da nave espacial comum.

Vistas de fora, as fronteiras entre países desaparecem por completo.

Imagens tiradas por naves espaciais, como a Voyager 2 ou a Cassini, ajudam-nos a reconhecer que o “pálido ponto azul” é um mero grão na vastidão do Universo.

Referências