ASTROFÍSICA: OBJETO DE ESTUDO, HISTÓRIA, TEORIAS, RAMOS - ARTE - 2025

A astrofísica é responsável por combinar as abordagens da física e da química para analisar e explicar todos os corpos no espaço como estrelas, planetas, galáxias e assim por diante. Aparece como um ramo da astronomia e faz parte das ciências relacionadas ao estudo do Universo.

Parte do objeto de estudo tem a ver com a busca de compreender a origem da vida no Universo e a função ou papel do ser humano nele. Por exemplo, tente descobrir como os ambientes com condições favoráveis ​​ao desenvolvimento da vida se desenvolvem dentro de um sistema planetário.

A astrofísica estuda objetos no espaço em termos de sua estrutura e composição química e física. O espectro eletromagnético é sua principal fonte de informação. Imagem por WikiImages de Pixabay

Objeto de estudo

A astrofísica tem como objeto de estudo explicar a origem e a natureza dos corpos astronômicos. Alguns dos fatores que examina são densidade, temperatura, composição química e luminosidade.

Este ramo da astronomia usa o espectro eletromagnético como a principal fonte de informação para qualquer objetivo astronômico no universo. São estudados planetas, estrelas e galáxias, entre outros. Hoje, além disso, ele se concentra em alvos mais complexos ou distantes, como buracos negros, matéria escura ou energia escura.

Grande parte da tecnologia moderna implementada na abordagem astrofísica torna possível obter informações por meio da luz. Com o estudo do espectro eletromagnético, esta disciplina é capaz de estudar e conhecer os corpos astronômicos visíveis e invisíveis ao olho humano.

História da astrofísica

O surgimento da astrofísica como um ramo da astronomia ocorre durante o século XIX. Sua história está repleta de antecedentes relevantes nos quais a química está intimamente relacionada às observações ópticas. A espectroscopia é a técnica de estudo mais crucial para o desenvolvimento da ciência e é responsável por analisar a interação entre a luz e a matéria.

A espectroscopia, assim como o estabelecimento da química como ciência, foram elementos que influenciaram notavelmente o avanço da astrofísica. Em 1802, William Hyde Wollaston, químico e físico de origem inglesa, descobre alguns traços escuros no espectro solar.

Mais tarde, o físico alemão Joseph von Fraunhofer observou por conta própria que esses traços do espectro óptico do Sol se repetem em estrelas e planetas como Vênus. A partir daqui, ele deduziu que esta era uma propriedade inerente da luz. A análise espectral da luz, preparada por Fraunhofer, foi um dos padrões a serem seguidos por vários astrônomos.

Outro dos nomes mais proeminentes é o do astrônomo William Huggins. Em 1864, por meio de um espectroscópio que montou em seu observatório, ele descobriu com esse instrumento que era possível determinar a composição química e obter alguns parâmetros físicos das nebulosas.

Por exemplo, a temperatura e a densidade podem ser encontradas. A observação de Huggins foi feita para estudar a nebulosa NGC6543, mais conhecida como "Olho de Gato".

Huggins baseou-se nos estudos de Fraunhofer para aplicar a análise espectral da luz solar e empregá-la da mesma forma para estrelas e nebulosas. Além disso, Huggins e o professor de química do King's College London, William Miller, passaram muito tempo realizando estudos de espectroscopia em elementos terrestres para poder identificá-los nos estudos das estrelas.

No século XX, a qualidade das descobertas foi prejudicada pelas limitações dos instrumentos. Isso motivou a construção de equipes com melhorias que permitiram os avanços mais significativos até o momento.

Teorias proeminentes para o estudo da astrofísica

Teoria inflacionária do universo

A teoria inflacionária foi postulada pelo físico e cosmólogo Alan H Guth em 1981. Tem como objetivo explicar a origem e expansão do universo. A ideia de "inflação" sugere a existência de um período de tempo de expansão exponencial ocorrido no mundo em seus primeiros momentos de formação.

A proposta inflacionária contraria a teoria do Big Bang, uma das mais aceitas na hora de buscar explicações sobre a origem do universo. Enquanto o Big Bang espera que a expansão do universo tenha desacelerado após a explosão, a teoria inflacionária afirma o oposto. A "inflação" propõe uma expansão acelerada e exponencial do universo que permitiria grandes distâncias entre os objetos e uma distribuição homogênea da matéria.

Teoria eletromagnética de Maxwell

Uma das contribuições mais interessantes na história das ciências físicas são as "equações de Maxwell" dentro de sua teoria eletromagnética.

Em 1865, James Clerk Maxwell, especializado em física matemática, publicou Uma teoria dinâmica do campo eletromagnético em que expôs as equações através das quais revela o trabalho conjunto entre eletricidade e magnetismo, relação que se especula desde o século XVIII..

As equações cobrem as diferentes leis associadas à eletricidade e ao magnetismo, como a lei de Ampère, Faraday ou a lei de Lorentz.

Maxwell detectou a relação entre a força da gravidade, atração magnética e luz. Anteriormente, dentro da astrofísica, apenas propriedades como gravidade ou inércia eram avaliadas. Após a contribuição de Maxwell, o estudo dos fenômenos eletromagnéticos foi introduzido.

Métodos de coleta de informações

O espectrômetro

O físico Gustav Kirchhoff e o químico Robert Bunsen, ambos alemães, foram os criadores do primeiro espectrômetro. Em 1859, eles demonstraram que cada substância em seu estado puro é capaz de transmitir um espectro específico.

Espectrômetros são instrumentos ópticos que permitem medir a luz de uma parte específica de um espectro eletromagnético e, posteriormente, identificar materiais. A medição usual é feita determinando a intensidade da luz.

Os primeiros espectrômetros eram prismas básicos com gradações. Atualmente são dispositivos automáticos que podem ser controlados de forma computadorizada.

Fotometria astronômica

Na astrofísica, a aplicação da fotometria é importante, já que muitas das informações vêm da luz. Este último é responsável por medir a intensidade da luz que pode vir de um objeto astronômico. Ele usa um fotômetro como instrumento ou pode ser integrado a um telescópio. A fotometria pode ajudar a determinar, por exemplo, a possível magnitude de um objeto celeste.

Astrofotografia

É sobre a fotografia de eventos e objetos astronômicos, isso também inclui áreas do céu à noite. Uma das qualidades da astrofotografia é ser capaz de traduzir elementos distantes em imagens, por exemplo, galáxias ou nebulosas.

Ramos implementados em astrofísica observacional

Esta disciplina tem como foco a coleta de dados por meio da observação de objetos celestes. Utiliza instrumentos astronômicos e o estudo do espectro eletromagnético. Muitas das informações obtidas em cada sub-ramo da astrofísica observacional têm a ver com radiação eletromagnética.

Radioastronomia

Seu objeto de estudo são objetos celestes capazes de emitir ondas de rádio. Ele presta atenção aos fenômenos astronômicos que geralmente são invisíveis ou escondidos em outras partes do espectro eletromagnético.

Para observações neste nível, um radiotelescópio é usado, um instrumento projetado para perceber atividades de ondas de rádio.

Astronomia infravermelha

É um ramo da astrofísica e da astronomia em que a radiação infravermelha de objetos celestes no universo é estudada e detectada. Este ramo é bastante largo, pois todos os objetos são capazes de emitir radiação infravermelha. Isso implica que esta disciplina abrange o estudo de todos os objetos existentes no universo.

A astronomia infravermelha também é capaz de detectar objetos frios que não podem ser percebidos por instrumentos ópticos que trabalham com luz visível. Estrelas, nuvens de partículas, nebulosas e outros são alguns dos objetos espaciais que podem ser percebidos.

Astronomia ótica

Também conhecida como astronomia de luz visível, é o método de estudo mais antigo. Os instrumentos mais usados ​​são o telescópio e os espectrômetros. Este tipo de instrumento funciona dentro da faixa de luz visível. Esta disciplina difere dos ramos anteriores porque não estuda objetos de luz invisíveis.

Impressão artística de uma explosão de raios gama

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Astronomia de raios gama

É o encarregado de estudar os fenômenos ou objetos astronômicos capazes de gerar raios gama. Os últimos são radiações de altíssima freqüência, superiores aos raios X, e sua fonte é um objeto radioativo.

Os raios gama podem estar localizados em sistemas astrofísicos de altíssima energia, como buracos negros, estrelas anãs ou remanescentes de supernovas, entre outros.

Conceitos relevantes

Espectro eletromagnético

É uma faixa de distribuição de energia relacionada às ondas eletromagnéticas. Em relação a um objeto específico, é definido como a radiação eletromagnética capaz de emitir ou absorver qualquer objeto ou substância tanto na Terra como no espaço. O espectro inclui tanto a luz visível ao olho humano quanto a invisível.

Objeto astronômico

Em astronomia, um objeto astronômico ou celestial é denominado qualquer entidade, conjunto ou composição física encontrada naturalmente na parte observável do universo. Os objetos astronômicos podem ser planetas, estrelas, luas, nebulosas, sistemas planetários, galáxias, asteróides e outros.

Radiação

Refere-se à energia que pode vir de uma fonte e viajar pelo espaço e ainda ser capaz de penetrar em outros materiais. Alguns tipos conhecidos de radiação são ondas de rádio e luz. Outro tipo de radiação familiar é a "radiação ionizante", gerada por fontes que emitem partículas carregadas ou íons.

Referências

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