Nosso lugar no espaço

Olhe para cima em uma noite clara e cada estrela que você pode ver com seus próprios olhos pertence a uma galáxia, a Via Láctea. Você está em pé sobre uma bola de rocha girando, circulando uma estrela comum entre bilhões. Esta lição descobre exatamente onde.

Cada estrela que você pode ver com seus próprios olhos pertence à Via Láctea.

Olha.

Fique do lado de fora em uma noite clara. O chão sob seus pés é parte de uma bola rochosa com 12.742 km de largura. Essa bola, a Terra, gira uma vez por dia e corre em torno de uma estrela, o Sol, uma vez por ano.

O Sol é tão grande que cerca de 1,3 milhões de Terras caberiam dentro dele. É tão pesado que contém quase toda a massa de tudo o que orbita: planetas, luas, planetas anões, asteróides e cometas. Juntos, o Sol e tudo o que é mantido por sua gravidade formam o sistema solar.

Na imagem acima, o ponto amarelo no meio é o Sol. Pressione Play e veja os planetas se movendo. Quanto mais perto um planeta estiver do Sol, mais rápido ele gira:

• Mercúrio leva 88 dias.
• Terra leva um ano.
• Netuno, o planeta mais distante, leva quase 165 anos.

Nosso sistema solar é um dos bilhões de sistemas estelares em uma enorme espiral de estrelas chamada Via Láctea. Em uma noite muito escura, você pode vê-lo como uma fraca faixa de luz no céu. Cada estrela que você pode ver com seus próprios olhos pertence a ele.

Entenda.

As distâncias no espaço são tão grandes que quilómetros se tornam estranhos, por isso os astrónomos usam réguas maiores.

A unidade astronômica (au) é aproximadamente a distância média entre a Terra e o Sol. Como 2012 tem um valor exato: 149,597,870,700 metros, cerca de 149.6 milhões de km. Com ele, o sistema solar torna-se fácil de imaginar:

Mundo	Distância média do Sol
Mercury	0.39 ou
Terra	1,00 ou
Júpiter	5.2 ou
Netuno	30,1 au

Tempo-luz é o tempo que a luz precisa para percorrer uma distância. A luz se move a 299.792 km por segundo, portanto:

tempo = distância ÷ velocidade da luz

Para 1 au: 149.597.871 km ÷ 299.792 km/s ≈ 499 s, ou 8 minutos e 19 segundos. Quando você olha para o Sol (nunca diretamente, ele danifica seus olhos), você vê a luz que saiu dele há cerca de oito minutos. A luz solar leva mais de quatro horas para chegar a Netuno.

O ano-luz é a distância que a luz percorre em um ano: cerca de 9,46 trilhões de km, ou 63.241 AU. A estrela mais próxima depois do Sol, Proxima Centauri, está a cerca de 4,2 anos-luz. A Via Láctea tem cerca de 100.000 anos-luz de diâmetro.

Mestre

A au costumava ser medida: era definida pela constante gravitacional de Gauss, pelo que o seu comprimento em metros era uma quantidade que os astrónomos tinham de determinar. O alcance do radar de Vénus e o rastreamento das naves espaciais no final do século XX reduziram-no a poucos metros. Em 2012, a União Astronômica Internacional tornou-o um número fixo (Resolução B2), então o au é agora simplesmente uma unidade, como o metro.

O que realmente medimos com muita precisão hoje é o parâmetro gravitacional do Sol, GM☉ = 1.32712440041 × 10²⁰ m³ s⁻², a partir do movimento dos planetas e das naves espaciais. O produto G × M é conhecido muito melhor do que G ou M sozinhos, porque G é uma das constantes menos conhecidas com precisão na física. É por isso que a mecânica orbital trabalha com μ = GM ao longo, como você verá no caminho do Navegador.

Duas consequências práticas:

1. A distância da Terra não é constante. A órbita da Terra tem uma excentricidade de cerca de 0,0167, portanto sua distância do Sol varia de cerca de 147,1 milhões de km (início de janeiro, periélio) a 152,1 milhões de km (início de julho, afélio). As estações não são causadas por isso: Janeiro é inverno no hemisfério norte. A verdadeira causa é coberta na lição das Estações.
2. O tempo-luz é um verdadeiro limite de engenharia. Um comando de rádio para um rover em Marte leva entre 3 e 22 minutos, dependendo de onde ambos os planetas estão em suas órbitas. As naves espaciais distantes devem ser capazes de agir por conta própria.