Grandezas e magnitudes #HojeÉDiadeCiência

Na coluna Hoje é dia de Ciência desta sexta, saiba as diferenças entre os termos grandeza e magnitude na Astronomia

Quando observamos o céu estrelado uma das primeiras coisas que percebemos é que as estrelas têm brilhos diferentes. 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.

Exemplos da magnitude de vários objetos conhecidos; dos mais brilhantes até muito além do limite da visão. (Fonte: Costa, J. R. V. Grandezas e magnitudes. Disponível em zenite.nu)

Abóbada celeste

Tudo começou há mais de 2.000 anos, quando um dos maiores astrônomos e matemáticos da Antiguidade, o célebre Hiparco, agrupou todas as estrelas que conseguia ver a olho nu em seis categorias de brilho, que ele chamou de “grandezas”.

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 estavam fixas numa imensa abóbada celeste, portanto à mesma distância da Terra. Sendo assim, seus diferentes brilhos dependiam apenas de seus tamanhos – o que não é verdade.

Conceito moderno

O termo “grandeza” não se encontra mais em uso na Astronomia. Ele foi substituído por “magnitude”. A magnitude tem uma definição bem mais rigorosa. Uma diferença de cinco ordens de magnitude, por exemplo, corresponde a um brilho cem vezes menor. Isso porque ainda no século XIX descobriu-se que a visão humana responde aos estímulos 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 seriam necessárias aproximadamente 2,5 estrelas de “segunda grandeza” ou 2,5 × 2,5 = 2,5² estrelas de “terceira grandeza”. E assim por diante.

Essa escala é inversa, ou seja, quanto menor o valor numérico da magnitude mais brilhante é o astro. As magnitudes são medidas através de instrumentos muito sensíveis, permitindo expressar os valores com algumas casas decimais de precisão.

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 dos negativos.

Aparente e absoluta

Sírius

Ainda a “magnitude aparente”, que é a luminosidade de uma estrela tal qual vista da Terra, e a “magnitude absoluta”, que é a medida da luminosidade total emitida pelo astro, independente de sua distância ao observador.

As cinco estrelas mais brilhantes do firmamento são Sírius (da constelação do Cão Maior), com magnitude aparente -1,46; Canopus (da constelação de Carina), com magnitude -0,76; Rigil (do Centauro) com magnitude -0,29; Arcturus (de Boieiro), com magnitude -0,04 e Vega (de Lira), com magnitude aparente 0,0 (por definição).

Rigil

Canopus

O planeta Vênus, a popular estrela D’Álva, pode atingir magnitude -5. A Lua Cheia apresenta magnitude em torno de -13 e o limite da percepção humana está um pouco abaixo da magnitude +6,0.

O Sol tem magnitude absoluta próxima de +5 (daí o uso errôneo do conceito de grandeza de Hiparco na frase: “o Sol é uma estrela de quinta grandeza”).

Mas em termos de magnitude aparente, o astro-rei vai longe como ninguém nessa escala: -26,7.

Vega

Arcturus

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José Roberto de Vasconcelos Costa