COMECE SUAS OBSERVAÇÕES NAS ESTRELAS BINÁRIAS !!!

Por: Audemário Prazeres

Presidente Fundador da A.A.P.

As estrelas Binárias (ou Duplas), são de grande importância para o estudo das características físicas dos astros e da evolução estelar. O movimento orbital regular dos componentes demonstrou, antes de tudo, que a lei da gravitação de Newton vale mesmo para objetos situados a grande distância da Terra. Em outras palavras, demonstrou que ela é uma lei verdadeiramente universal. Além disso, o conhecimento de alguns dados orbitais das estrelas duplas possibilita a medição de sua distância, assim como permite avaliar a massa total do sistema binário e, em alguns casos, até mesmo a massa de cada um de seus componentes.


Mas, também as observações das estrelas binárias constituem em um dos mais interessantes espetáculos celestes, cuja observação está ao alcance do amador de Astronomia, utilizando inclusive, modestos instrumentos. Mas para uma observação mais apurada, em que ele venha a se dedicar exclusivamente a esta prática, requer atender alguns requisitos básicos: Para suas medições angulares (o afastamento entre as componentes), precisará, no entanto, de um micrômetro em seu telescópio, montado equatorialmente preferencialmente com acompanhamento (clock drive) elétrico, além de conhecimentos técnicos mais apurados.

Com relação ao micrometro, ele é de fundamental importância no desenvolvimento observacional das Binárias. Pois, com ele é que determinamos de forma mais precisa o ângulo de posição, e o ângulo da separação. Existem vários tipos de micrometros tipo: filar; de comparação de imagens; de cisão de imagens; e o de difração de grade. Este último, é o mais interessante para o amador construir por ser o mais simples, e possuir uma boa precisão nas medições. Pois, juntamente com o micrometro de comparação de imagens, não é obrigatório o instrumento possuir um (clock drive) elétrico.

Como a A.A.P., prioriza as observações astronômicas sistemáticas, acabamos valorizando iniciativas de construção e adequações dos próprios equipamentos nos telescópios por parte dos amadores. Então, apresentamos do acervo da A.A.P., um projetinho bem bacana de construção de um MICROMETRO DE DIFRAÇÃO DE GRADE feito pelo pesquisador de Binárias o inglês Colin Pither no início dos anos 80, e que foi publicado no boletim astronômico do Colégio São Luís no Recife em 1982. Essa sugestão é interessante, uma vez um micrômetro bifilar de qualidade profissional, e fabricado pela empresa Van Slyke Engineering custa entre US $ 2.000 à US $ 2.500 (http://www.aoas.org/article.php?story=20051020212528709&mode=print) – Então, como esse valor se mostra “anos-luz” da realidade de nós meros mortais que desenvolve a Astronomia observacional, o micrometro de difração de grade abaixo é uma opção possível para iniciarmos os estudos sérios nas observações e registros com as estrelas Binárias.








Na prática observacional com as Binárias, os observadores indicam a distância angular entre as estrelas duplas com a letra grega “rô” ( ρ ), e o ângulo de posição com a letra ”teta” ( θ ). A estrela mais brilhante recebeu a denominação de “principal”, e a outra de “secundária” ou “companheira”. Não raro, elas apresentam a mesma intensidade de brilho, sendo por isso designadas como “primária” ou “principal” segundo os critérios de seu descobridor.

Para observações mais apuradas requer no mínimo um telescópio com pelo menos 25 cm de abertura e um micrômetro para a medição dos ângulos de separação. Como se sabe, um maior diâmetro de objetiva oferece maior resolução na imagem: no caso de um de 25 cm, vale 0”,5 (5 centésimos de segundo) e torna acessível a observação das estrelas mais fracas.

Nas observações em noites de atmosfera límpida, é possível utilizar fortes aumentos nos instrumentos. O astrônomo amador tirará grande proveito se usar um aumento de 20 a 30 vezes o valor do diâmetro da objetiva, que é expresso em centímetros. Preferencialmente, chega-se a 20 – 30 vezes para os refletores e 25 – 30 vezes para os refratores. Isso significa que um refrator de 10 cm permite um limite de 300 vezes e um refletor de 20 cm, de 500 vezes. Na pratica, no entanto, em nenhum outro campo da observação astronômica são compensadores os aumentos extremos.

Uma ESTRELA DUPLA (Binária), é uma estrela que ao ser observada atentamente vem revelar-se na realidade em duas ou mais estrelas. As duas estrelas podem ocasionalmente esta situada ao longo da linha de nossa linha de visada com uma estrela estando na verdade muito mais distante do que a outra. A este tipo se dá a denominação de “Dupla Ótica”. Por outro lado, as estrelas podem estar próximas uma da outra no espaço e estarem sujeitas a atração gravitacional mútua. A este tipo se denomina “Dupla Física”. Algumas duplas físicas envolvem estrelas bastante distantes além de estarem meramente movimentando pelo espaço sem terem nenhum vínculo, porém muitas das duplas físicas realmente estão submetidas a atração gravitacional mútua, portanto orbitando uma em torno da outra ou em torno de centro comum de gravidade “baricentro”. Tais tipos de estrelas duplas são denominadas de “Binárias”.

É lamentável que as palavras “Estrelas Duplas” e “Binárias” ambas implicam que não mais que duas estrelas estão envolvidas tem de ser aplicadas em termos gerais a sistemas de três ou mas estrelas: “Estrelas Múltiplas”. Existe também pouca incerteza no fato do número de estrelas juntas que nos impede de dizer que determinado grupo forma um sistema múltiplo ou um aglomerado.

Pode-se também colar os diferentes tipos de estrelas duplas em categorias distintas baseados no método de seu descobrimento. Uma Estrelas Dupla Visual (não se deve confundir com uma Dupla Ótica), é aquela que os componentes podem ser vistos separados, um simples ponto de luz separado, por um observador usando algum tipo de instrumento ótico. Desde que olho nu é considerado por si só um instrumento ótico, nós podemos falar de Duplas a Olho Nu e de Duplas Telescópicas como uma subcategoria da classe das estrelas duplas visuais. Uma “Binária Espectroscópica”, é uma estrela dupla ou binária na qual a presença de duas estrelas só pode ser detectada por meio do seu espectro de luz. Uma “Binária Astrométrica” é uma da qual a duplicidade é detectada pela presença de pequenas oscilações quando se plota o movimento próprio da estrela. Finalmente, uma “Binária Eclipsante”, é uma da qual a luz emitida varia gradualmente diminuindo ou aumentando em intervalos regulares, a isto se deve ao fato que uma ou as duas estrelas são eclipsadas por componentes muito próximas

A primeira Estrela Dupla foi descoberta a partir do ano de 1650 pelo astrônomo italiano, Jean Baptiste Riccioli. Era ( ζ ) Ursae Majoris (MIZAR) - É uma notável coincidência que Mizar foi também a primeira estrela dupla a ser observada fotograficamente, sendo deduzido suas características físicas por G. P. Bond no observatório do Colégio de Harvard em 1857; e que é a primeira componente da primeira binária espectroscópica descoberta, feita por C. Peckering em 1889.

Em 1656, Huygnes viu ( θ ) Oriones resolvida entre estrelas principais do grupo que forma um familiar trapézio, e em 1664, Hooke notou que ( g ) Arietis consiste de duas estrelas.

De início pensou-se que as estrelas duplas estavam agrupadas apenas por efeito de perspectiva. Com a descoberta de novos pares por Herschel, (Friedrich Wilhelm William Herschel 1738 – 1822, foi possível constatar mais tarde, que elas se achavam unidas gravitacionalmente, formando um sistema. A observação dessas estrelas é de grande importância na Astronomia: conhecidas suas órbitas pode-se calcular a massa das componentes do sistema.

Para o amador (principalmente o que fabrica seus instrumentos) a observação das Duplas, é de grande valor pois serve de teste para a qualidade óptica da luneta ou do telescópio, através do conhecimento prático e real de seu “Poder Separador”. É o caso dos instrumentos que este autor fez da construção dos espelhos á montagem onde personalizou alguns deles para servirem especificamente para fins de Binárias.

Entende-se por “Poder Separador” de um instrumento a capacidade óptica de separar dois pontos luminosos (no caso estrelas), que estão muito próximos entre si a ponto do olho humano (cujo poder de separação é de cerca de um minuto de arco), não conseguir distingui-los um do outro. A olho desarmado, um par, por exemplo parece estar fundido num único ponto.


ALGUNS EXEMPLOS DE ESTRELAS DUPLAS


1. DUPLA A OLHO NU = Infelizmente não existem muitos pares deste tipo. O mais importante exemplo deste tipo é o sistema de Mizar-Alcor. Mizar ( z ) é a segunda estrela brilhante contada a partir do “cabo da panela” formada pelas quatro estrelas que caracterizam o grande trapézio da constelação de Ursa Maior. Sob boas condições de céu, um observador de bons olhos não necessita de instrumento ótico para ver a estrela companheira Alcor. Mizar é uma estrela múltipla de magnitude 2.09 e tipo espectral A2. Observando a olho nu ou com ajuda de um binóculo revela o seu companheiro Alcor de magnitude 4.0 e tipo espectral A6. Mizar está situada a 60 anos-luz da Terra e Alcor a 80 anos-luz. Apesar da distância entre elas, constituem um autêntico sistema de estrelas Duplas Físicas. Com ajuda de um pequeno instrumento será possível visualizar que Mizar possui outro companheiro mais próximo de magnitude 4.0. Esta estrela detectada pela primeira vez, em 1651, pelo astrônomo italiano Giovani Riccioli (1598 – 1671), constitui a primeira estrela dupla descoberta telescopicamente.

2. DUPLA TELESCÓPICA = Existem milhares de estrelas duplas que podem ser resolvidas com a ajuda de pequenos instrumentos. Como descrito anteriormente Mizar é um exemplo. Com apenas um aumento de 40 X, já é possível resolver Mizar em Mizar A e B.

3. DUPLA ÓTICA = Uma das mais interessantes é ( d ) Herculis (Sarin). A estrela brilhante é de 3.14 magnitude e tipo espectral A3 situado a 91 anos-luz. A sua companheira é de 8.0 magnitude. A separação era de 25.8”em 1830, porém em 1960 tinha diminuído para um mínimo de 9”. Interessante observar que o movimento próprio da companheira é quase perpendicular ao da principal, portanto elas aparentam passar uma pela outra.

4. BINÁRIA ESPECTROSCÓPICA = Um exemplo fascinante é a brilhante estrela Capela, ( a ) Auriga ou ( a ) do Cocheiro. Nome tradicional da mais brilhante da constelação de Auriga. Por definição você não pode separar esta binária espectroscópica com um telescópio isto se deve ao fato de que estas estrelas estão no limite de separação visual que é de 0.06”. Isto revela que Capela consiste de duas estrelas, uma do tipo espectral G e outra do tipo F, ambas separadas de 70 milhões de milhas. Com a ajuda de um interferômetro, foi possível estudar seu movimento orbital. O período de revolução de sua companheira em torno da estrela principal é de ordem de 104 dias. Suas componentes tem respectivamente, 2.5 e 2.8 vezes a massa do Sol.

5. ESTRELA MÚLTIPLA = Existem muitos exemplos porém algumas pessoas gostariam de dizer que o mais belo sistema triplo é o de ( b ) Monacerotis ou ( b ) Unicórnio. Diferentemente dos mais comuns sistemas de estrelas triplas onde duas são brilhantes e a terceira fraco, ( b ) Monacerotis consiste de estrelas de 4.0; 5.22 e 5.60 magnitude, e as três possuem a cor branca. Com um instrumento de 150 mm é possível separar estas estrelas, (com boas condições atmosféricas).

6. BINÁRIA ASTROMÉTRICA = A mais brilhante estrela é um exemplo de tal sistema binário. Mesmo antes de ser descoberta a anã branca nunca vista, os astrônomos já percebiam que o movimento próprio de Siriús não era uma linha reta. Foi o astrônomo alemão Bessel que constatou em 1834, a irregularidade no movimento próprio de Siriús produzidas por um companheiro invisível.

7. BINÁRIA ECLIPSANTE = A principal característica deste tipo de sistema binário, é que a companheira jamais pode ser observada visualmente. Se os eclipses acontecem com frequência elevada as duas estrelas devem estar tão próximas que nenhum telescópio é capaz de resolvê-las. Um exemplo deste tipo é Algol, ( b ) de Perseu que possui características de variável devido sua natureza binária.


COMO OBSERVAR AS DUPLAS


A observação de Duplas para o amador que não dispões de instrumento mais sofisticado (montado, como dissemos, equatorialmente, com acompanhamento motor e equipamento de micrômetro filar), resume-se além do prazer proporcionado pela observação dos diferentes “matizes” de cor das estrelas do sistema, em distinguir e posicionar as componentes, registrando o quadrante onde se situam. A título ilustrativo podemos dizer que as medições são feitas como se segue.

Em um sistema binário, a posição de uma estrela “B” em relação à principal “A “ ‘definida por duas coordenadas:

· Ângulo de posição ( q ), formado pela linha que vai da estrela principal à “companheira” com a linha que vai da principal ao polo Norte. É contado de 0º a 360º na direção Norte-Este-Sul-Oeste-Norte (NESO).

· Distância “d” entre as componentes: expressa em segundos de arco e suas frações decimais.

A tarefa do amador iniciante e a de observar e registrar graficamente a posição das estrelas do sistema em cada um dos 4 quadrantes (de 90º, naturalmente). Deve-se notar que o tempo descrito pela estrela “companheira” em redor da principal, pode consumir, em alguns casos, centenas de anos.


DICAS DE OBSERVAÇÕES


1. Procure obter, num Atlas, ou em um aplicativo que simule um planisfério, e comece a identificar as estrelas Binárias. Tem também este site da NASA que possui diversos mapas atualizados das Binárias (https://svs.gsfc.nasa.gov/4851). Depois disso, veja a distância angular entre as componentes, e calcule o poder separador de seu instrumento. Isso evita perda de tempo, ao procurar algo que não se pode ver com instrumento em questão.

2. Quando a diferença de brilho entre as componentes é muito acentuada, torna-se difícil distinguir a companheira, uma vez que o brilho da principal ofusca a estrela menor. Ex. a companheira de Siriús (7.6 magnitude), é de difícil observação devido ao intenso brilho da estrela principal (1,6 magnitude), embora a distância entre ambas varie, no período de 50 anos, de 2,0 a 11,2 segundos de arco.


A.A.P.



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