Crédito da imagem: Jason Ware
Astronomia amadora não é para todos. Mas, diferentemente de outros interesses, poderia ser! Afinal, há muito céu por aí. E para apreciar o céu não é preciso muito. Para começar, apenas o poder da visão humana e a capacidade de "continuar olhando para cima".
Apreciar o céu noturno e seus numerosos habitantes é como apreciar qualquer grande obra de arte. Qualquer pessoa cativa a uma pintura de Van Gogh, estátua de Roden, sonata de Beethoven, peça de Shakespeare ou poema de Tennyson, certamente pode apreciar uma constelação feita pela mão esculpida da natureza. Assim, como grandes obras de arte, é possível cultivar uma bela apreciação do céu noturno. Contudo, diferentemente de tais obras, há algo muito mais primordial e imediatamente evocativo nos céus - algo que desafia qualquer necessidade de estudo profundo ou inculturação de outros.
Embora seja verdade que alguns dispositivos engenhosos (como o quadrante) foram desenvolvidos no início da história da astronomia, não foi até a época de Galileu (início do século XVII) que os astrônomos começaram a sondar o universo em detalhes. Antes desse tempo, o olho humano impunha tais restrições ao que se podia ver que tudo o que sabíamos dos céus era limitado a dois grandes corpos luminosos (Sol e Lua), numerosas luzes fracas (as estrelas fixas e as novas e infreqüentes) e um intermediário grupo (os planetas e cometas ocasionais). Usando instrumentos como o quadrante (para posição) e o relógio d'água (para tempo), tornou-se possível prever os movimentos de todos esses corpos. E foi a previsão - não o entendimento - que levou à observação usando apenas o olho humano.
Por fim, foi o telescópio que fez a descoberta - e não a medição - a força motriz por trás da ciência da astronomia. Pois sem o telescópio, o Universo seria um lugar muito menor e povoado por muito, muito menos coisas. Considere que, em 2,3 milhões de anos-luz, o objeto celeste mais distante visível sem ajuda - a Grande Galáxia de Andrômeda - nunca poderia ter esse nome. De fato, ele pode nem ter recebido seu nome antigo: O Grande Nebulosa em Andrômeda. Observado pela primeira vez no texto do século X “Livro de estrelas fixas”, Abd-al-Rahman Al Sufi, de olhos afiados, descreveu a Grande Galáxia como "uma pequena nuvem". E isso - sem o telescópio - é tudo o que jamais teríamos visto disso:
Por causa do telescópio, agora sabemos muito mais sobre Sol, Lua, planetas, cometas e estrelas do que simplesmente onde eles podem ser encontrados no céu. Entendemos que nosso Sol é uma estrela próxima e que nossa Terra, os planetas e aqueles "precursores da destruição" - os cometas - fazem parte de um sistema solar. Detectamos outros sistemas estelares além do nosso. Sabemos que vivemos em uma galáxia que - a uma distância de dois milhões de anos-luz - pareceria muito com o M31 -1. Determinamos que, daqui a vários bilhões de anos, nossa galáxia e o M31 abraçarão braços em espiral. E reconhecemos que o Universo é extraordinário em sua vastidão, diversidade, beleza e harmonia de interconexão.
Sabemos tudo isso porque possuímos o telescópio - e instrumentos similares - que podem tocar as profundezas do cosmos através de numerosas oitavas de vibração espectral.
Mas tudo começa com o olho humano ...
O funcionamento do olho humano é baseado em três das quatro principais propriedades da luz. A luz pode ser refratada, refletida, difratada ou absorvida. A luz entra no olho como feixes paralelos à distância. Por ter uma abertura limitada, o olho é capaz de coletar apenas uma proporção muito pequena dos raios provenientes de qualquer coisa. Essa área de coleta - cerca de 38 milímetros quadrados (totalmente dilatada e adaptada ao escuro), permite que o olho veja estrelas até aproximadamente a magnitude 6. Astrônomos antigos - livres dos efeitos de fontes modernas de iluminação atmosférica (poluição luminosa) - conseguiram catalogar cerca de 6000 estrelas individuais (com uma pitada de outros objetos). Os mais fracos deles foram classificados da "sexta magnitude" e os mais brilhantes dos "primeiros".
Mas o olho também é limitado pelo princípio da difração. Esse princípio nos impede de ver detalhes extremamente bons. Como o olho é limitado na abertura, feixes de luz paralelos começam a "espalhar-se" ou a propagar-se após a entrada na íris. Tal difusão significa que - apesar do uso da refração para focar - os fótons só podem se aproximar. Por esse motivo, há um limite máximo para a quantidade de detalhes que pode ser vista por qualquer abertura - e isso inclui o próprio olho.
O olho, é claro, explora o princípio da refração para organizar os feixes de luz. Os fótons entram na córnea, dobram-se e passam para as lentes atrás dela. (A córnea faz a maior parte do foco e deixa cerca de um terço até a lente.) A própria lente ajusta os ângulos dos raios para trazer as coisas - próximas ou distantes - ao foco. Faz isso alterando o raio de curvatura. Dessa maneira, raios paralelos à distância ou raios divergentes nas proximidades podem projetar uma imagem na retina, onde pequenos neurônios convertem a energia da luz em sinais para interpretação pelo cérebro. E é o cérebro - principalmente os lobos occipitais na parte de trás da cabeça - que realiza o "processamento de imagem" necessário para dar coerência ao fluxo constante de sinais neurais que chegam do olho.
Para detectar a luz, a retina emprega o princípio da absorção. Os fótons fazem com que os neurônios sensoriais despolarizem. A despolarização projeta sinais quimioelétricos de axônios a dendritos mais profundos no cérebro. Os neurônios da retina podem ser em forma de bastonete ou cônicos. As hastes detectam luz de qualquer cor e são mais sensíveis à luz que os cones. Os cones detectam apenas cores específicas e são encontrados em maior concentração ao longo do eixo principal do olho. Enquanto isso, as hastes dominam fora do eixo. O olho desviado pode ver estrelas aproximadamente duas vezes e meia mais fracas do que aquelas mantidas diretamente.
Além da aversão, os sinais neurais que passam da retina (através do quiasma óptico) são primeiro processados pelo colículo superior. O colículo nos dá nossa resposta visual de "vacilada" - mas mais importante - faz menos filtragem do campo visual do que os lobos occipitais. Por causa disso, o colículo pode detectar fontes de luz ainda mais fracas - mas apenas quando em movimento aparente. Assim, o observador perspicaz pode detectar estrelas fracas - e objetos fracamente brilhantes - cerca de 4 vezes mais fracas do que aquelas vistas através da visualização "direta" comum. (Isso é feito varrendo o olho pelo céu noturno - ou pelo campo de visão do telescópio.)
Além da aversão e movimento dos olhos, os olhos aumentam a sensibilidade ao se adaptar a condições de pouca luz. Isso é feito de duas maneiras: primeiro, os músculos finos retraem a íris (localizada entre a córnea e a lente) para admitir o máximo de luz possível. Segundo, em cerca de 30 minutos de exposição à escuridão, o “visual roxo” (rodopsina) nas hastes da retina assume uma cor transmissiva vermelho-rosada. Essa alteração aumenta a sensibilidade das hastes até o ponto em que um único fóton de luz visível pode ser detectado.
Além das limitações impostas pela difração, existe um segundo limite natural para a quantidade de detalhes que podem ser vistos pelo olho. Pois os neurônios podem ser feitos apenas tão pequenos e colocados tão próximos uns dos outros. Enquanto isso, com cerca de 25 mm de distância focal, o olho pode ver apenas "1x". Acrescente isso ao fato de que a maior abertura alcançada pelo olho (pupila de entrada) é de 7 mm e os olhos humanos se tornam o equivalente efetivo de um par de binóculos "1x7mm".
Todos esses fatores limitam o olho - mesmo nas melhores condições de observação (como o vácuo do espaço) - para ver estrelas (usando a visão direta) de oitava magnitude (1500 vezes mais fracas que as estrelas mais brilhantes) e resolver pares próximos em cerca de 2 arcos minutos da separação angular (1/15 do tamanho aparente da lua).
A astronomia observacional começa com os olhos. Mas a nova instrumentação evoluiu porque alguns olhos têm dificuldade em focalizar a luz. Por causa da proximidade e da visão humana, as primeiras lentes de óculos foram retificadas. E era apenas uma questão de experimentação antes que alguém combinasse uma lente de cada tipo para formar o primeiro telescópio ou "instrumento de visão longa".
Os astrônomos de hoje são capazes de aumentar a capacidade do olho humano até o ponto em que podemos quase olhar de volta para o início do tempo. Isso é feito através do uso de princípios químicos e de estado sólido incorporados na fotografia e nos dispositivos acoplados a carga (CCDs). Tais ferramentas são capazes de acumular fótons de uma maneira que os olhos não conseguem. Como resultado desses "recursos visuais", descobrimos coisas que antes eram inimagináveis sobre o universo. Muitas dessas descobertas eram desconhecidas para nós - mesmo recentemente, no início da era dos Grandes Observatórios (início do século XX). A astronomia de hoje expandiu o alcance da visão cósmica através de inúmeras bandas do espectro eletromagnético - do rádio aos raios X. Mas fazemos muito mais do que simplesmente encontrar coisas e medir posições. Procuramos entender mais do que a luz - mas também a compreensão…
Os astrônomos amadores de hoje - como o autor - usam telescópios produzidos à mão e em massa de todas as partes do mundo para espiar bilhões de anos-luz nas profundezas do Universo.-2 Esse tipo de visão de longo alcance é possível porque o olho e o telescópio podem trabalhar juntos para coletar “mais e mais luz” do alto.
Quão longe você pode ver?
-1De acordo com a NASA, a galáxia da Via Láctea pareceria muito com 15.3 MLY de espiral barrada distante M83 encontrada na constelação Hydra (como pode ser visto à direita). Um ser humano no espaço seria capaz de manter a parte central brilhante desta galáxia de magnitude 8,3 como uma "estrela difusa" usando a visão desviada. O M83 pode ser facilmente encontrado usando binóculos de baixa potência da Terra.
-2Com uma magnitude visual variável de 12,8, o quasar distante 3C273 de 2 bilhões de anos-luz pode ser mantido diretamente pelo olho humano quando aumentado por um telescópio de abertura de 15 cm / 150 mm a 150x através de céus noturnos de magnitude 5,5 sem auxílio e 7 / 10p vendo estabilidade. Um par de binóculos de 10x50 mm revelaria 3C273 como uma estrela fraca da órbita da Terra.
Inspirado na obra-prima do início de 1900: "O céu através de telescópios de três, quatro e cinco polegadas", Jeff começou na astronomia e na ciência espacial aos sete anos de idade. Atualmente ele dedica um tempo considerável mantendo o site Astro.Geekjoy.
