Grandezas e magnitudes

Quando observamos o céu estrelado, uma das primeiras coisas que percebemos é que as estrelas possuem diferentes brilhos. Algumas chamam nossa atenção pela luz intensa, enquanto outras são tão pálidas que mal podemos identificá-las.

Essa “diversidade sideral” chamou a atenção dos antigos gregos, onde teve origem o primeiro sistema de classificação das estrelas segundo seu brilho.

Termo obsoleto
TUDO COMEÇOU HÁ MAIS DE 2.000 ANOS, quando um dos maiores astrônomos e matemáticos de toda a Antiguidade, o célebre Hiparco, agrupou todas as estrelas que conseguia ver a olho nu em seis categorias de brilho, que ele chamou de grandezas.

Escalas de magnitude
DO SOL AO HUBBLE  Exemplos da magnitude de vários objetos conhecidos; dos mais brilhantes até muito além do limite da visão.

Em seu sistema, um grupo com cerca 20 estrelas mais brilhantes – aquelas que primeiro surgiam após o pôr do Sol – foram classificadas como de 1ª grandeza.

Em seguida, ele classificou as estrelas um pouco menos brilhantes como pertencentes à 2ª grandeza. E assim continuou, até aquelas que mal podia enxergar, e que Hiparco agrupou na 6ª grandeza.

Naquela época se pensava que as estrelas se encontravam fixas numa imensa abóbada celeste, portanto à mesma distância da Terra. Sendo assim, seus diferentes brilhos dependiam de seus tamanhos – o que não é verdade.

O termo “grandeza” não se encontra mais em uso na Astronomia. Ele foi substituído por magnitude.

Escala inversa
A MAGNITUDE É DEFINIDA DE FORMA bem mais rigorosa. É que ainda no século XIX descobriu-se que a visão humana responde aos estímulos luminosos de forma não linear.

No caso do brilho das estrelas, isto significa que para se ter a mesma sensação produzida pelo brilho de uma estrela de primeira grandeza são necessárias aproximadamente 2,5 estrelas de “segunda grandeza” ou 2,5 × 2,5 = 2,5² estrelas de “terceira grandeza” e assim por diante.

Em outras palavras, entre duas magnitudes deve haver um fator de 2,5. Assim, um objeto de magnitude 1 é 2,5 vezes mais brilhante que um de magnitude 2.

Na verdade, o número é 2,512 e é chamado “Fator de Pogson”. Ele vem da própria definição de magnitude, pois ou (2,512)5=100. Isto é, uma diferença de 5 magnitudes equivale a 100.

Escala de Pogson

Logaritmos
A MAGNITUDE É DIFERENTE da maioria das escalas que costumamos usar, pois funciona de modo inverso. Quanto menor seu valor, mais brilhante é o astro.

Observando a equação de Pogson, mostrada abaixo, verifica-se que a escala de magnitudes é uma relação logarítmica. Isso porque, como já vimos, nossa resposta a um estímulo visual é não linear e proporcional ao logaritimo da intensidade da luz.

Os astrônomos escolheram a estrela Vega, a mais brilhante da constelação de Lira, para representar o zero da escala, que vai tanto na direção dos números positivos quanto negativos.

As magnitudes são medidas através de instrumentos muito sensíveis, permitindo expressar os valores com algumas casas decimais de precisão.

Exemplos brilhantes
DISTINGUEM-SE TAMBÉM A MAGNITUDE aparente (ou visual) que é a luminosidade de uma estrela como vista da Terra, e a magnitude absoluta que é a medida da luminosidade total emitida pelo astro, independente de sua distância ao observador.

O Sol tem magnitude absoluta próxima de +5 (talvez daí venha o uso equivocado do conceito de grandeza de Hiparco na frase: “o Sol é uma estrela de quinta grandeza”). O planeta Vênus – a popular estrela D’Álva – pode atingir magnitude aparente -5.

A magnitude aparente do Sol é de aproximadamente -27 enquanto a Lua Cheia fica em torno de -13. O limite da percepção humana está um pouco abaixo da magnitude +6,0. Na tabela abaixo, um comparativo entre magnitudes (aparente e absoluta) de várias estrelas.  Fim

Magnitudes

» Publicação em mídia impressa:
• Costa, J. R. V. Grandezas e magnitude. Tribuna de Santos, Santos, 2 abr. 2004. Caderno de Ciência e Meio Ambiente, p. D-2.

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