Astronomia móvel: observe a mudança de brilho da 'Estrela do Demônio' em uma única noite

Perseus Algol

A 'Estrela Demoníaca' Algol está entre as estrelas variáveis ​​mais fáceis - perfeita para os observadores do céu iniciantes. Seu brilho a olho nu diminui visivelmente por cerca de 10 horas uma vez a cada dois dias, 20 horas e 49 minutos, porque uma estrela companheira orbitando quase na borda da Terra se cruza na frente da estrela principal, muito mais brilhante. Os tempos de 'mínimos de Algol' altamente previsíveis dizem quando começar a assistir a estrela retornar ao seu brilho regular. (Crédito da imagem: SkySafari App )

Todo mundo já viu estrelas brilhando no céu noturno. A oscilação é produzida pela turbulência na atmosfera da Terra que desvia temporariamente os feixes estreitos de luz das estrelas antes que alcancem nossos olhos. Twinkling ocorre em escalas de tempo de frações de segundo. O fenômeno é estritamente devido ao ar que olhamos - não estamos vendo nenhuma mudança nas próprias estrelas.

Mas uma grande porcentagem de estrelas no céu realmente varia a quantidade de luz que emitem, resultando em mudanças em seu brilho visual em escalas de tempo de horas, dias ou mesmo anos. Na maioria dos casos, as mudanças são sutis. Na verdade, eles não foram detectados até que os astrônomos começaram a fazer medições quantitativas do brilho das estrelas e viram as diferenças de uma noite para outra. Essas estrelas ficaram conhecidas como estrelas variáveis.



Estrelas variáveis ​​podem ter muitas causas subjacentes. Algumas estrelas pulsam à medida que se tornam instáveis ​​perto do fim de seus ciclos de vida. Algumas estrelas têm companheiros próximos dos quais estão roubando massa, e eles brilham temporariamente com fusão aumentada sempre que um ponto de inflexão é atingido - como erupções em uma grelha. Outra classe de estrelas varia em brilho aparente porque vemos a luz combinada de duas ou mais estrelas em órbita uma em torno da outra. Em uma programação previsível, uma estrela passa atrás da outra, obscurecendo parte da emissão de luz combinada que enviam em nossa direção. Elas são chamadas de estrelas binárias eclipsantes. [Star Tunes: Composer Sets Twinkling Data to Music]

Um punhado de estrelas obviamente variáveis ​​é conhecido há milênios. Nesta edição da Mobile Astronomy, veremos uma estrela binária eclipsante que muda de brilho o suficiente para que os observadores do céu comuns possam detectá-la facilmente. É Algol, apelidado de 'Estrela do Demônio', e fica quase acima para os observadores do céu de latitude média norte durante o início da noite.

Perseu é uma constelação do norte que ocupa o céu entre o aglomerado das Plêiades em Touro e a constelação em forma de W Cassiopeia, no alto do céu noturno ocidental durante o inverno. É mostrado aqui às 21h. em seu fuso horário local.

Perseu é uma constelação do norte que ocupa o céu entre o aglomerado das Plêiades em Touro e a constelação em forma de W Cassiopeia, no alto do céu noturno ocidental durante o inverno. É mostrado aqui às 21h. em seu fuso horário local.(Crédito da imagem: SkySafari App )

Encontrando Algol

Algol, também denominado Beta Persei, é a segunda estrela mais brilhante da constelação de Perseu, o herói. Nesta época do ano, Perseu já está perto do zênite (ou seja, diretamente acima) assim que o céu fica totalmente escuro no início da noite. Ocupa o céu entre o pequeno aglomerado brilhante das Plêiades no touro Touro e a distinta constelação em forma de W de Cassiopeia, a rainha. Apps de astronomia para mapear o céu, como SkySafari 6 para iOS e Android irá ajudá-lo a encontrar Algol e as outras estrelas que menciono abaixo.

Durante a noite, Perseu desce no céu ocidental e se põe por volta das 4 da manhã, horário local, dando-nos bastante tempo para observá-lo. (Na verdade, Perseus é uma constelação do norte, e partes dela não são definidas para observadores do céu nas latitudes do norte. Mas nas noites de fevereiro, ela está bem posicionada no alto do céu em um horário conveniente.)

A estrela mais brilhante de Perseu, Mirfak (também conhecida como Algenib ou Alpha Persei), é fácil de distinguir porque é mais brilhante do que qualquer outra estrela próxima, exceto Capella amarelada, que fica cerca de 19 graus (ou um intervalo do tamanho de dois punhos) acima isto. Se você imaginar uma linha imaginária unindo Mirfak e Polaris, o resto de Perseus consiste em duas cordas de estrelas mais fracas que começam em Mirfak e divergem de Polaris. Voltado para o oeste, Algol é a estrela de brilho médio, de cor azul-branca, situada a 9 graus à esquerda inferior de Mirfak.

O nome Algol vem da expressão árabe 'ra's al-ghul', que significa 'a cabeça do demônio'. E sim, esse é o mesmo Ra's al-Ghul usado pelo personagem da DC Comics! Na mitologia grega, Perseu matou a Górgona Medusa, e a constelação o retrata carregando sua cabeça decepada para casa, com Algol representando a Medusa. Várias estrelas mais fracas próximas completam o contorno da cabeça.

A constelação de Perseu é tradicionalmente representada com o herói carregando a cabeça decepada da Medusa, como mostrado aqui em uma placa de

A constelação de Perseu é tradicionalmente retratada com o herói carregando a cabeça decepada da Medusa, conforme mostrado aqui em uma placa do 'Espelho de Urania', um conjunto de 32 cartas de constelação publicado pela primeira vez por Samuel Leigh of the Strand, Londres, em novembro de 1824. Algol é o grande símbolo da estrela no topo da cabeça da Medusa. Nos tempos antigos, as variações óbvias de brilho da estrela complementavam a ideia da natureza sobrenatural da criatura.(Crédito da imagem: IAU e revista Sky & Telescope (Roger Sinnott & Rick Fienberg) / Wikimedia Commons ( CC BY 3.0 ))

Na maioria das vezes, Algol brilha com um brilho constante de cerca de magnitude visual 2.1, facilmente visível a olhos desarmados. Mas a cada dois dias, 20 horas e 49 minutos, Algol cai em brilho para magnitude visual 3.4 (um aumento no valor de magnitude é uma diminuição no brilho), levando-o ao limite da visibilidade a olho nu no céu urbano. Não admira que os antigos gregos associassem Algol a um ser sobrenatural. O que está acontecendo?

Por que Algol varia em brilho?

A estrela que vemos como Algol é na verdade um par de estrelas localizadas a cerca de 93 anos-luz da Terra; os dois estão orbitando tão próximos um do outro que parecem uma fonte de luz das estrelas a olhos desarmados e pequenos telescópios. A estrela primária, muito mais quente e brilhante, tem três a quatro vezes mais massa do que sua companheira secundária, mais fria, e emite cerca de 26 vezes mais luz. Os astrônomos estimam que as duas estrelas estão em uma média de apenas 0,06 unidades astronômicas (UA) uma da outra. (Uma UA é a separação média da Terra-Sol - cerca de 93 milhões de milhas, ou 150 milhões de quilômetros.) Essa é uma fração da distância de Mercúrio do sol!

Em um sistema estelar binário em eclipse como Algol, a luz total das estrelas recebida de um par de estrelas vizinhas diminui sempre que a estrela mais fraca cruza na frente da parceira mais brilhante. Somente os sistemas em que as órbitas são orientadas de lado para a Terra produzem a curva de luz mostrada na parte inferior. A redução no brilho durante a geometria do eclipse secundário é normalmente muito mais sutil do que mostrado aqui.

Em um sistema estelar binário em eclipse como Algol, a luz total das estrelas recebida de um par de estrelas vizinhas diminui sempre que a estrela mais fraca cruza na frente da parceira mais brilhante. Somente os sistemas em que as órbitas são orientadas de lado para a Terra produzem a curva de luz mostrada na parte inferior. A redução no brilho durante a geometria do eclipse secundário é normalmente muito mais sutil do que mostrado aqui.(Crédito da imagem: NASA / Wikimedia Commons )

A órbita da fraca estrela secundária ao redor da brilhante estrela primária é orientada quase de lado em direção à Terra, e uma vez durante cada órbita, ela cruza entre a Terra e a estrela primária, cortando (ou eclipsando) parte da luz dessa estrela. A diminuição do brilho dura 10 horas, incluindo o tempo necessário para a estrela secundária fazer a transição para dentro e fora da estrela primária. O intervalo mais escuro dura cerca de 4 horas. Todo o processo se repete a cada 2,87 dias.

Os astrônomos tabulam esses 'mínimos de Algol' e os publicam em revistas e manuais de astronomia. Para qualquer observador na Terra, alguns mínimos ocorrem durante o dia, tornando-os inobserváveis. O útil CalSky o site pode prever os mínimos noturnos visíveis do seu local de observação. Navegue até a página Deep Sky / Variable Stars / Predictions, ajuste as configurações Start of Calculation e Duration (gosto de usar um mês) e clique em Go. Uma lista diária de tempos mínimos (e máximos) para estrelas variáveis ​​proeminentes será gerada.

Esta animação foi montada a partir de uma série de 55 imagens de Algol obtidas com o interferômetro CHARA (Center for High Angular Resolution Astronomy) no Mount Wilson Observatory, usando a parte infravermelha do espectro (colorindo a estrela normalmente branca de vermelho). Ele mostra a estrela companheira mais fraca orbitando Algol e passando na frente dela - um sistema estelar binário eclipsante clássico. Os rótulos numéricos variam de 0,0 no início da órbita a 0,868 próximo ao final da órbita.

Esta animação foi montada a partir de uma série de 55 imagens de Algol obtidas com o interferômetro CHARA (Center for High Angular Resolution Astronomy) no Mount Wilson Observatory, usando a parte infravermelha do espectro (colorindo a estrela normalmente branca de vermelho). Ele mostra a estrela companheira mais fraca orbitando Algol e passando na frente dela - um sistema estelar binário eclipsante clássico. Os rótulos numéricos variam de 0,0 no início da órbita a 0,868 próximo ao final da órbita.(Crédito da imagem: Fabien Baron / Wikimedia Commons ( CC BY-SA 3.0 ))

Na verdade, existe uma terceira estrela no sistema Algol, mas sua distância orbital de 2,69 UA das outras duas estrelas não é próxima o suficiente para interferir com a luz que recebemos delas. A seguir, vamos cobrir algumas dicas para ver a mudança de Algol. [Os principais eventos de Skywatching a serem procurados em 2018]

Veja a estrela do demônio brilhar

Na maioria das vezes, Algol brilha tão intensamente quanto a estrela de magnitude 2,1 Almach, localizada 12 graus à direita inferior de Algol. Como o Almach não varia em brilho, ele pode ser usado como um comparador padrão para determinar quando Algol esmaeceu. Fique em um local onde ambas as estrelas estejam bem à vista e compare seu brilho. Você também pode use binóculos para varrer de uma estrela para a outra e compará-los. Algol e as estrelas de comparação são brilhantes o suficiente para que o luar não interfira em suas observações de estrelas variáveis.

No mínimo, Algol é quase igual em brilho a uma estrela modesta localizada a apenas dois dedos à esquerda, chamada Gorgonea Tertia, ou 'terceira estrela da Górgona'. Ao incluir essa estrela em suas observações, você pode julgar se Algol está totalmente eclipsado. Gorgonea Tertia também é ligeiramente variável, mudando em magnitude 0,7 com um ciclo de 50 dias, mas vai servir ao nosso propósito aqui.

Se puder, comece a assistir Algol uma ou duas horas antes do mínimo previsto; em seguida, verifique novamente a cada 30 minutos ou mais. No mínimo, você deve ver que Algol é igual em brilho a Gorgonea Tertia. Ao longo da noite (cerca de 5 horas), Algol irá iluminar lentamente até sua intensidade regular. Aqui estão algumas boas oportunidades para assistir Algol iluminar-se para observadores na América do Norte:

Quinta-feira, 22 de fevereiro à 1h30 EST (recupera o brilho total por volta das 6h30)

Sábado, 24 de fevereiro às 22h06 EST (recupera o brilho total por volta das 3:00 da manhã)

Terça-feira, 27 de fevereiro às 18:54 EST (recupera o brilho total por volta das 23h54)

Sábado, 17 de março às 12h48 EDT (recupera o brilho total por volta das 5h48)

As oportunidades de 24 e 27 de fevereiro são as mais convenientes. Quando a primavera e o verão chegarem, as noites mais curtas não serão realmente longas o suficiente para assistir Algol iluminar-se - mas o outono trará meses adicionais de oportunidades perfeitas para ver a Estrela do Demônio em ação. Algol deve variar em brilho dessa maneira por milhões de anos. Portanto, você tem muito tempo para observar um desses fenômenos astronômicos incomuns por si mesmo. Boa sorte!

O aplicativo SkySafari 6 permite que você pesquise estrelas variáveis ​​individuais ou destaque a lista inteira com círculos azuis. Tocar em qualquer estrela reunirá detalhes sobre sua história, aparência e propriedades físicas. Esta imagem mostra as estrelas variáveis ​​no céu noturno ao sul às 20h. hora local em meados de fevereiro, anualmente.

O aplicativo SkySafari 6 permite que você pesquise estrelas variáveis ​​individuais ou destaque a lista inteira com círculos azuis. Tocar em qualquer estrela reunirá detalhes sobre sua história, aparência e propriedades físicas. Esta imagem mostra as estrelas variáveis ​​no céu noturno ao sul às 20h. hora local em meados de fevereiro, anualmente.(Crédito da imagem: SkySafari App )

Indo além

Depois de dominar a observação de Algol, você pode tentar outras estrelas variáveis ​​mais desafiadoras. Lambda Tauri, outra estrela binária em eclipse, dá um ciclo a cada 3,95 dias, perdendo seu brilho por 14 horas a cada vez. A recuperação de 7 horas é provavelmente muito longa para assistir em uma única noite, mas uma série de observações revelará suas mudanças. Algumas estrelas variáveis, como Delta Cephei e Mekbuda (Zeta Geminorum), variam mais continuamente, ao invés de diminuir seu brilho. Use a função de pesquisa do seu aplicativo de astronomia para encontrá-los.

A Associação Americana de Observadores de Estrelas Variáveis ​​(AAVSO) incentiva astrônomos experientes e iniciantes a aprender sobre estrelas variáveis ​​e enviar estimativas de brilho observacional que são usadas por pesquisadores em astrofísica estelar. AAVSO's local na rede Internet está cheio de recursos valiosos, e o grupo também produziu o Aplicativo Variable Stars para Android que inclui os nomes e o brilho das estrelas variáveis ​​atualmente visíveis. Existem listas curtas para iniciantes, listas completas para especialistas e um banco de dados pesquisável.

Nas próximas edições do Mobile Stargazing, vamos destacar alguns alvos binoculares de inverno, ver como os astrônomos medem as distâncias às estrelas, mostrar algumas estrelas mencionadas na ficção científica e muito mais. Enquanto isso, continue olhando para cima!

Nota do editor: Chris Vaughan é especialista em educação e divulgação pública em astronomia na AstroGeo , membro da Royal Astronomical Society of Canada e operador do histórico telescópio David Dunlap Observatory de 74 polegadas (1,88 metros). Você pode contatá-lo via o email e siga-o no Twitter @astrogeoguy , bem como em Facebook e Tumblr .

Este artigo foi fornecido por Currículo de simulação , líder em soluções curriculares de ciências espaciais e os criadores do SkySafari aplicativo para Android e iOS. Siga SkySafari no Twitter @SkySafariAstro . Siga-nos @Spacedotcom , Facebook e Google+ . Artigo original em Space.com .