“Ecos de luz” melhoram as medições das distâncias extragaláticas

Medir a distância que nos separa de um objecto astronómico é uma tarefa extremamente árdua. Se para estrelas que se encontram próximas de nós esta tarefa pode ser realizada geometricamente usando a “paralaxe terrestre”, para objectos mais distantes, como as galáxias, não existe nenhuma forma directa de o fazer. Deste modo, os métodos utilizados baseiam-se em processos indirectos, sendo um dos mais importantes a chamada “relação período-luminosidade” (PL) das estrelas cefeidas.
As cefeidas são estrelas gigantes e extremamente luminosas que pulsam de forma regular. Devem o seu nome à estrela δ da constelação do Cefeu, a primeira deste tipo a ser descoberta.
Desde o início do século XX que se sabe que o “período desta variação” é proporcional à “luminosidade” da estrela. Assim, conhecido o “período”, podemos deduzir o seu “brilho absoluto”, e medindo o “brilho relativo” (magnitude da estrela observada na Terra), podemos deduzir a distância a que a cefeida se encontra.
Contudo, as incertezas que ainda existem na relação “período-luminosidade” das Cefeidas fazem com que as medições diminuam de exactidão à medida que aumenta a distância que se está a estimar, pelo que é fundamental uma calibração o mais precisa possível, para que a nossa escala de distâncias extragalácticas esteja correcta.

O estudo agora efectuado com o auxílio do "New Technology Telescope" do ESO (European Southern Observatory) centrou-se na estrela RS Pup, uma estrela Cefeida localizada na direcção da constelação da Popa (Puppis). Em comparação com o Sol, a RS Pup possui 10 vezes mais massa, é 200 vezes maior e, em média, 15 mil vezes mais luminosa e é a única Cefeida conhecida que se encontra numa grande nebulosa, constituída por poeiras muito finas que reflectem parte da luz emitida pela estrela.
A presença da nebulosa permite aos astrónomos observar "ecos de luz" e fazer uso destes para medir, de uma forma puramente geométrica, a distância à estrela.

O intervalo de tempo que a luz da estrela leva a viajar até um grão de poeira da nebulosa e de seguida para o telescópio, é ligeiramente maior que o intervalo de tempo que a luz demora a viajar directamente da estrela até ao telescópio. Isto faz com que numa medição do brilho de uma porção isolada da nebulosa, se obtenha uma curva de brilho com a mesma forma que a da Cefeida, embora desfasada no tempo. Este desfasamento é designado por "ECO DE LUZ", por analogia com o eco originado pela reflexão das ondas de som.




Na imagem, podemos ver (a azul) o raio de luz reflectido por uma porção brilhante da nebulosa e o raio de luz que chega ao telescópio proveniente directamente da estrela (a branco). Com as mesmas cores, podemos ver no canto inferior direito da imagem as respectivas curvas de luz da porção da nebulosa e da estrela.

A distância das porções mais brilhantes da nebulosa à estrela é o atraso temporal a que aludimos acima, multiplicado pela velocidade da luz.
Com o conhecimento desta distância e da separação aparente no céu entre a estrela e as porções da nebulosa observadas, os astrónomos puderam determinar a distância à RS Pup.

Após a observação e medição dos "ecos" de várias porções da nebulosa, a distância da Terra à RS Pup foi determinada como sendo de 6500 anos-luz, com um erro de mais ou menos 90 anos-luz.
Esta medição é muito importante pois é puramente geométrica, não se baseia em hipóteses acerca da física que envolve as estrelas em si e o seu elevadíssimo grau de precisão ajuda a calibrar melhor a relação “período-luminosidade” das Cefeidas e, consequentemente, a MELHORAR A DETERMINAÇÃO DE DISTÂNCIAS A OUTRAS GALÁXIAS.

(Adaptação do ASTRONOVAS, publicação do OAL/FCL)