A evolução dos instrumentos de observação Astronômica

Nesse post vamos falar sobre a evolução desses instrumentos a partir do olho humano, considerado o mais importante dentre os instrumentos de observação visual.

Olhando para o céu

A visão de um céu estrelado numa noite límpida tem fascinado a Humanidade desde os tempos pré históricos.

O homem começou a “fazer ciência” a partir do momento em que se perguntou o que eram as estrelas e porque estavam ali, desenhando a aparência do céu e tentando predizer os fenômenos celestes.

A partir do momento em que Galileu apontou sua luneta para céu, iniciou-se uma estreita relação entre a evolução dos instrumentos astronômicos, a tecnologia, a história e a ciência.

Usando uma luneta, Galileu deu suporte às idéias de Copérnico, culminando com a teoria da Gravitação Universal de Newton.

Os instrumentos antigos da Astronomia

Quando se começou a exigir maior precisão quanto ao posicionamento dos astros, é que novos instrumentos começaram a ser elaborados e usados para estudar os astros.

Ainda assim, eram instrumentos sem veículos ópticos e, portanto, as observações ainda eram a olho nu. E assim foi até o início do século XVII com o aparecimento da luneta.

Gnômon

O gnômon deve ter sido o mais antigo instrumento astronômico construído pelo homem. Em sua forma mais simples consistia apenas de uma vareta fincada, geralmente na vertical, no chão.

O gnómon é a lâmina triangular neste relógio de sol.

Gnômon
Gnômon

A observação da sombra desse instrumento, provocada pelos raios solares, permitia materializar a posição do Sol no céu ao longo do tempo.

Astrolábio

Na sua forma mais simples, o astrolábio era um disco circular, graduado em sua borda em unidades angulares, e uma régua linear que vinculada ao disco podia pivotear em torno de um eixo passando pelo centro do disco.

Astrolábio
Astrolábio

Alcançava-se o astrolábio pela sua parte superior, geralmente no dedo do observador, e apontava-se a régua ao astro desejado, lendo-se a graduação correspondente à altura do astro.

Sextante

O sextante pode ser considerado o sucessor do astrolábio. Consta de um setor circular de 60º, graduado em sua borda, e com uma régua linear pivoteante em torno de um eixo passando pelo vértice central do setor circular.

Sextante
Sextante

Direcionava-se a régua em direção ao astro e fazia-se a leitura da graduação do setor, obtendo-se a altura ou a distância zenital do astro.

Quadrante Mural

Foi o primeiro instrumento astronômico a ser introduzido na navegação. O quadrante mural não é nada mais que um sextante com um setor circular de 90º em vez dos 60º do sextante, mas o quadrante mural foi concebido para ser fixo em um local.

Com a régua lia-se a altura do astro. Sendo instrumentos fixos, puderam ter suas dimensões bastante ampliadas, tornando-se um dos instrumentos mais precisos da astronomia antiga.

Quadrante Mural
Quadrante Mural

Podemos dizer que os navegadores foram capazes de pesquisar, nas informações e conhecimentos dos antigos astrônomos, os elementos mais convenientes para a solução dos seus problemas de navegação.

De uma forma prática, juntando o entusiasmo à necessidade, a coragem à força de vontade, souberam utilizar, para seu benefício, o conhecimento sempre presente das estrelas.

E isso permitiu-lhes abrir, para as gerações futuras, as grandes estradas de comunicação dos oceanos.

Instrumentos astronômicos modernos

Até 1609 todas as observações astronômicas eram feitas a olho nu.

Foi nesse ano que Galileu Galilei, tendo ouvido falar sobre um instrumento capaz de aproximar as imagens, construiu uma luneta, e pela primeira vez, o homem pode ver o céu de mais perto.

Binóculos

Depois da observação a olho nu, a evolução natural para um astrônomo amador é a aquisição de uns binóculos.

Os binóculos devem ter uma determinada relação entre o diâmetro da lente de seu aumento.

Binóculo, o instrumento mais acessível para deslumbrar o céu
Binóculo, o instrumento mais acessível para deslumbrar o céu

Quanto maior o número desta relação, mais luz entrará nos olhos, portanto um número maior de objetos poderão ser observados.

Luneta ou Telescópio Refrator

A luneta foi descoberta na Holanda e usada por Galileu para observar o céu.

É composta basicamente de um tubo, sendo que em uma das extremidades há uma lente convergente, a objetiva, que coleta a luz, e na outra, a lente ocular, que serve para ampliar a imagem.

O diâmetro da objetiva chama-se abertura da luneta.

Luneta / Telescópio Refrator
Luneta / Telescópio Refrator

O foco da objetiva é o ponto para onde convergem os raios luminosos, e a distância até a objetiva é chamada de distância focal.

A razão entre as distâncias focais da objetiva e da ocular definem o aumento da luneta.

Telescópio Refletor

No início do século XVII, Newton propôs substituir a lente coletora por um espelho côncavo, que faria o mesmo trabalho: coletar a luz proveniente dos astros e focalizá-la num ponto para poder ser observada pela ocular.

Assim nasceu o telescópio refletor, baseado em espelhos e não mais em lentes.

Com o barateamento do custo da parte óptica, grandes telescópios refletores puderam ser construídos.

Telescópio Refletor que fica no Observatório de Amparo
Telescópio Refletor que fica no Observatório de Amparo

Atualmente ao invés de se fazer um único grande espelho côncavo, constrói-se diversos espelhos menores e então eles são agrupados lado a lado (como um ladrilho no chão) e orientados por um computador como se fossem um único espelho enorme.

Os telescópio com essas características recebem o nome de multi-espelhos.

Radiotelescópios

O olho humano só é capaz de perceber radiações que correspondem à faixa visível do espectro eletromagnético, que engloba as ‘cores’, os raios-X, o ultravioleta, o infravermelho e as ondas de rádio.

Muitos astros emitem parte de sua energia em forma de ondas de rádio.

Para estudar melhor tais astros, foram concebidos e construídos os radiotelescópios, que conseguem detectar as ondas nesta faixa do espectro eletromagnético.

Radiotelescópio ALMA - Localizado no Chile
Radiotelescópio ALMA – Localizado no Chile

Devido às características das ondas de rádio, os radiotelescópios costumam ter antenas coletoras de vários metros de diâmetro, chegando até a algumas centenas de metros.

Os radiotelescópios são os responsáveis pelos estudos de pulsares, quasares, regiões nebulosas ricas em hidrogênio, etc..

Telescópios Espaciais

Um dos grandes empecilhos para a melhoria nas imagens obtidas por telescópios baseados em solo terrestre é a atmosfera da Terra.

Para eliminar estas influências sobre as observações, optou-se por instalar telescópios em satélites artificiais e pô-los em órbita da Terra, numa altura em que a atmosfera terrestre é quase inexistente, surgindo assim a Astronomia Espacial.

Isentos da interferência da atmosfera terrestre, os telescópios espaciais puderam observar os astros de uma forma totalmente impossível antes do advento da tecnologia espacial.

Telescópio Hubble
Telescópio Hubble

Astros que emitem luz numa região do espectro que era totalmente absorvida pela nossa atmosfera, puderam ser observados e estudados a partir do espaço.

Assim, podemos afirmar que:

Os instrumentos permitem aumentar a potência dos nossos sentidos e revelar os fenômenos que não poderíamos apreender por nós próprios.

Com isso, conseguimos evoluir os estudos sobre corpos celestes (como estrelas, planetas, cometas, nebulosas, aglomerados de estrelas, galáxias) e fenômenos que se originam fora da atmosfera da Terra (como a radiação cósmica de fundo em micro-ondas).

Os astrônomos amadores têm contribuído para muitas e importantes descobertas astronômicas.

A astronomia é uma das poucas ciências onde os amadores podem desempenhar um papel ativo, especialmente na descoberta e observação de fenômenos transitórios.

Bora começar a olhar o céu de uma forma diferente? 🙂