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Brilho de estrelas, tamanho e distância

Por que algumas estrelas menores e mais distantes são mais brilhantes que algumas estrelas maiores e mais próximas? Ex: Rigel é menor, mais distante e mais brilhante que Betelgeuse.

Respondido por: Profa. Cristina Furlanetto - IF-UFRGS

Ao olharmos o céu noturno, vemos que algumas estrelas são mais brilhantes que outras. O brilho (magnitude) aparente de uma estrela depende da sua luminosidade, que é uma grandeza intrínseca da estrela, e de sua distância até nós.

A luminosidade de uma estrela, por sua vez, depende tanto da sua temperatura efetiva quanto do seu tamanho. A luminosidade é proporcional ao raio da estrela ao quadrado e à temperatura efetiva elevada à quarta potência. Assim, uma estrela mais quente é mais luminosa que uma estrela mais fria de mesmo tamanho (mesmo raio) e uma estrela maior é mais luminosa que uma estrela menor para a mesma temperatura efetiva.

Embora todas as estrelas estejam a uma vasta distância de nós, algumas estão relativamente mais próximas que outras. Para duas estrelas de tamanhos e temperaturas idênticos, a que estiver mais próxima de nós parecerá mais brilhante. Uma analogia são os postes de iluminação pública na rua, os mais próximos parecem mais brilhantes que os que estão mais longe.

Outro fator que não pode ser negligenciado é a quantidade de matéria na linha de visada entre os observadores e a estrela. O espaço interestelar não é um vácuo perfeito. Gás e poeira que estejam na linha de visada podem absorver e espalhar a luz da estrela, levando a uma redução do seu brilho (além de tornar a cor da estrela mais avermelhada).

Rigel e Betelgeuse fazem parte da constelação de Órion — constelação icônica da qual também fazem parte as ‘Três Marias’. Rigel encontra-se um pouco mais distante de nós (~860 anos-luz) do que Betelgeuse (~720 anos-luz). Entretanto, este não é o principal fator que determina sua diferença de brilho aparente. Embora o raio de Betelgeuse seja aproximadamente 10 vezes maior do que o de Rigel, Rigel é muito mais quente que Betelgeuse. A temperatura efetiva de Rigel é aproximadamente 4 vezes maior do que de Betelgeuse. Como mencionado anteriormente, a dependência da luminosidade é maior com a temperatura efetiva do que com o tamanho, o que faz com que Rigel tenha brilho aparente maior do que Betelgeuse nos comprimentos de onda do visível.

É importante notar que tanto Rigel quanto Betelgeuse (conforme a Figura 1 mostra) são estrelas variáveis, ou seja, apresentam flutuações na sua luminosidade. Isso é causado por contrações e expansões nas suas camadas mais externas, conforme a estrela retém e libera energia, buscando manter o equilíbrio. Na maior parte do tempo, Rigel parece mais brilhante do que Betelgeuse. Entretanto, devido à variabilidade da luminosidade das duas estrelas, em alguns períodos Betelgeuse pode ter brilho aparente maior que Rigel. Além disso, elas podem ter diferentes brilhos aparentes em diferentes partes do espectro eletromagnético.


Um comentário em “Brilho de estrelas, tamanho e distância

  1. Hugo Sousa disse:

    Eu já tinha uma ideia básica que era por causa da temperatura. Porém a resposta foi muito mais do que eu pensava. Muito obrigado por responderem.

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