Onde estão realmente as estrelas? Os cientistas explicam que o que vemos no céu é uma miragem

O universo está em constante movimento. No entanto, o que vemos é apenas uma projeção, uma imagem distorcida pelas leis da física, e as estrelas que admiramos ocupam, na realidade, posições diferentes das que percecionamos.

universo, física
Os cientistas criam um novo método para determinar a posição real das estrelas.

Quando olhamos para o céu noturno e contemplamos as estrelas que iluminam a escuridão, temos tendência a acreditar que as estrelas que vemos ocupam exatamente o lugar que percebemos que ocupam. No entanto, o que vemos não é mais do que uma miragem.

Compreender bem esta miragem é essencial para estudar com precisão o espaço e compreender as ameaças, especialmente quando se trata de objetos como asteroides ou exoplanetas que podem estar a dirigir-se para o nosso planeta.

A luz dobra-se na presença da gravidade

A razão por detrás destes desvios é um fenómeno chamado curvatura dos raios de luz, causado pela interação da luz com a gravidade. Mais precisamente com campos gravitacionais fortes, como o do Sol.

Quando a luz de uma estrela ou de um objeto passa perto de um campo gravitacional forte, os seus raios - que normalmente viajam em linha reta - são curvados, criando um caminho que não vem diretamente na nossa direção. Isto significa que a posição aparente destes objetos não corresponde à sua localizaç��o real no espaço.

O efeito é relativamente pequeno, mas pode levar a um erro muito grande em estudos de alta precisão, como os efetuados em astrometria, um ramo que estuda a posição e o movimento dos astros.

Este fenómeno não é novo. Desde o tempo de Newton que se sabe que a luz é desviada ao passar por campos gravitacionais. No entanto, foi o cientista alemão Johan Georg von Soldner que, no século XIX, conseguiu calcular pela primeira vez um ângulo de deflexão da luz ao passar pelo disco solar: 0,87 segundos de arco. Embora pequeno, foi um resultado surpreendente para a época.

Novos métodos para medir o cosmos

A curvatura gravitacional da luz por um corpo maciço tem sido objeto de intensa investigação há mais de três séculos, e os especialistas continuam a procurar formas de tornar estes cálculos tão precisos quanto possível.

A curvatura da luz no espaço é utilizada para determinar a massa dos astros distantes, para descobrir as características de uma galáxia no horizonte ou para encontrar buracos negros.

Recentemente, um grupo de cientistas desenvolveu uma nova técnica para melhorar estas medições. Uma das mais revolucionárias é a chamada “abordagem do meio material”. Esta ideia postula que a gravidade é como uma espécie de lente gigante que dobra a luz à medida que a atravessa.

Por outras palavras, em vez de pensarmos na gravidade como uma força que atrai objetos, imaginamo-la como um material transparente, como o vidro, mas que pode mudar a sua densidade. Quando a luz passa por este material, é dobrada, à semelhança do que acontece quando a luz passa por uma lupa.

A abordagem do meio material é uma forma de visualizar e estudar a forma como a gravidade afeta a trajetória da luz, comparando-a com o efeito de um material transparente sobre a luz.

Esta técnica foi aplicada com sucesso para estudar as trajetórias dos asteróides Apophis e Dimorphos. Esta descoberta não só aperfeiçoa a compreensão teórica da interação entre a luz e os objetos celestes, como também oferece aplicações práticas para a exploração e monitorização do espaço. Por exemplo, no caso destes asteroides, as novas equações permitem ajustar as suas posições com maior precisão. Enquanto no caso do Apophis as diferenças podem ser menores, no caso do Dimorphos estas correções podem ter um impacto significativo em futuros estudos da sua órbita.

Os especialistas afirmam que estes cálculos poderiam também ser aplicados a sistemas fora do Sistema Solar, como a Proxima Centauri, a estrela mais próxima do Sol, e o seu planeta conhecido, Proxima Centauri b. Segundo os novos resultados, o erro angular seria semelhante ao tamanho da estrela, o que exigiria correções no estudo da sua órbita.

Além disso, no contexto de futuras missões, como as do telescópio espacial Euclid, tais cálculos são essenciais para observações mais precisas e poderiam gerar mapas mais exatos da distribuição de massa em aglomerados galáticos.

Referência da notícia:

An accurate equation for the gravitational bending of light by a static massive object, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 2024. Oscar del Barco et. al.