Plêiades

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Plêiades
As Plêiades, Digitized Sky Survey
As Plêiades, Digitized Sky Survey
Descoberto por Antiguidade
Dados observacionais (J2000)
Constelação Taurus
Tipo Aglomerado estelar aberto (II,3,r,n)
Asc. reta 3h 47m 24,00s[1]
Declinação +24° 7′ 00,0″[1]
Distância 391-456 anos-luz (120-140 parsecs[2] [3] [4] [5] )
Magnit. apar. 1,6[6]
Dimensões 110',0
Características físicas
Idade estimada 100 milhões de anos
Outras denominações
Messier 45
Plêiades
Taurus constellation map.png

As Plêiades (Messier 45) são um grupo de estrelas na constelação do Touro. As Plêiades, também chamadas de aglomerado estelar (ou aglomerado aberto) M45 são facilmente visíveis a olho nu nos dois hemisférios e consistem de várias estrelas brilhantes e quentes, de espectro predominantemente azul. As Plêiades tem vários significados em diferentes culturas e tradições.

O cluster é dominado por estrelas azuis quentes, que se formaram nos últimos 100 milhões de anos. Há uma nebulosa de reflexão formada por poeira em torno das estrelas mais brilhantes que acreditava-se a princípio ter sido formado pelos restos da formação do cluster (por isto receberam o nome alternativo de Nebulosa Maia, da estrela Maia), mas hoje sabe-se que se trata de uma nuvem de poeira não relacionada ao aglomerado, no meio interestelar que as estrelas estão atravessando atualmente. Os astrônomos estimam que o cluster irá sobreviver por mais 250 milhões de anos, depois dos quais será dispersado devido a interações gravitacionais com a vizinhança galática.

Visualização[editar | editar código-fonte]

É um excelente objeto para a visualização, desde os mais simples binóculos até os maiores telescópios, mostrando mais de 100 estrelas em um diâmetro aparente de cerca de 72 minuto de arco. Contém inúmeras estrelas duplas ou múltiplas. A nebulosa de Mérope, em torno da estrela Mérope, pode ser vista com telescópios amadores de 4 polegadas de abertura em um céu noturno de excelente qualidade.

Estão situadas próxima à eclíptica e ocultações lunares são frequentes. As conjunções com Mercúrio, Marte e Vênus também ocorrem, mas com menos frequência.

História[editar | editar código-fonte]

Comet Machholz parece passar perto das Plêiades, no início de 2005

As Plêiades estão entre os objetos do céu profundo conhecidos desde os tempos mais remotos por culturas de todo mundo, incluindo os Maoris (que as chamavam de Matakiri), os Aborígenes australianos, os Persas (que as chamavam Parveen/parvin e Sorayya), os Chineses, os Maias (que chamavam-nas de Tzab-ek), os Astecas (Tianquiztli) e os Sioux da América do Norte. Os catálogos de estrelas babilônicos chamavam-nas de MUL.MUL, ou "estrela de estrelas", e elas encabeçavam a lista de estrelas da eclíptica, refletindo o fato que elas estavam próximas do ponto do equinócio vernal em torno do século 23 AEC. Seis de suas estrelas são visíveis a olho nu em um céu noturno razoável, número que sobe para nove em boas condições, e para 12 em um céu com excelentes condições de visualização. Michael Maestlin desenhou 11 estrelas em sua carta estelar em 1579 e Johannes Kepler chega a mencionar que outros observadores do céu chegaram a contar 14 estrelas.[6]

Observações modernas contaram quase 500 estrelas pertencentes ao aglomerado aberto, espalhadas em uma área com dois graus de extensão na esfera celeste, correspondente a quatro vezes o diâmetro da Lua Cheia. Sua densidade estelar é muito baixa comparada a outros aglomerados abertos, razão pela qual os astrônomos afirmem que sua expectativa de vida é baixa.[6]

As primeiras referências às Plêiades são encontradas nos livros Ilíada, escrito por volta de 750 a.C., e Odisseia, escrito por volta de 720 a.C., ambos de Homero, além dos escritos de Hesíodo. Estavam conectadas ao calendário agrícola dos gregos antigos à epoca. Na Bíblia, consta três referências ao objeto (chamado de "Kiymah"), em 9:7-9, Jó 38:31-33 e Amós 5:8. Amós foi escrito à mesma época que Ilíada, mas não há certeza sobre a data da escrita de (especulada entre os séculos III e V a.C., em torno do ano 1000 a.C. durante as regências dos reis Davi e Salomão, ou mesmo nos séculos XIII a XVI a.C., escrita por Moisés).[6]

Uma imagem do Spitzer em infravermelho, mostrando a poeira associada. Crédito: NASA/JPL-Caltech

De acordo com a mitologia grega, o aglomerado recebeu o nome de "Sete Irmãs", representando sete filhas e seus pais. Em língua japonesa, seu nome é "Subaru", inspiração para a indústria de automóveis de mesmo nome. O nome persa é "Soraya", nome feminino comum em vários países. Os gregos Eudoxo de Cnido (entre 403 e 350 a.C.) e Arato (cerca de 270 a.C.) listou as Plêiades em uma constelação própria, "Os Aglomeradores".[6]

Segundo Robert Burnham Jr., o nome "Plêiades" pode ser derivado da palavra graga "navegar" ou de "pleios" (cheio, muitos). Entretanto, ha outros autores que afirmam que o nome é derivado da mãe das sete filhas, Pleione, que dá nome a uma das estrelas mais brilhantes do aglomerado. De acordo com a mitologia grega, as estrelas mais brilhantes do aglomerado receberam o nome das "sete filhas" de Atlas e Pleione: Alcíone, Asterope, Electra, Maia, Mérope, Taigete e Celeno.[6]

John Michell, em 1767, usou as plêiades para calcular a probabilidade de encontrar um grupo estelar semelhante em qualquer local do céu por alinhamento de chances. Concluiu que a chence era 1 de 496 000. Portanto, e por causa de haver outros mais aglomerados semelhantes, ele concluiu corretamente que os aglomerados deveriam ser grupos estelares fisicamente ligados.[7] O astrônomo francês Charles Messier incluiu as Plêiades como seu objeto número 45 na primeira versão do seu catálogo, em 1771. No catálogo de Messier, grandes e conhecidos objetos do céu profundo não foram incluídos, com as exceções da nebulosa de Órion, do aglomerado da Manjedoura e das Plêiades. Aparentemente, Messier decidiu fechar sua primeira edição do catálogo com 45 objetos, que seria o mais completo catálogo desse tipo na época, superando em três objetos o catálogo de Nicholas-Louis de Lacaille, publicado à mesma época.[6]

Johann Heinrich von Mädler, em 1846, concluiu que as estrelas do aglomerado não tinham movimento mensurável uma em relação a outra, afirmando categoricamente que as estrelas pertenciam a um sistema estelar maior, com a estrela Alcíone em seu centro. Entretanto, essa afirmação foi rejeitada por outros astrônomo, em particular por Friedrich Georg Wilhelm Struve.[6]

Características[editar | editar código-fonte]

Messier 45

Fotografias de longa exposição revelaram que as Plêiades estão aparentemente embebidas em material nebuloso. As nebulosas das Plêiades são azuis, que indicam que são nebulosas de reflexão, refletindo a luz das estrelas brilhantes próximas. A mais brilhante dessas nebulosas, que envolve Mérope, foi descoberta em 19 de outubro de 1859 por Wilhelm Tempel. A nebulosidade associada com a estrela Maia (NGC 1432) foi descoberta pelos irmãos Paul Henry e Prosper Henry, em Paris, de uma fotografia tirada em 16 de novembro de 1885. As nebulosidades em torno de Alcíone, Electra, Celeno e Taigete também foram descobertas em fotografias tiradas no final da década de 1880. Todo o complexo nebuloso em torno das Plêiades foi revelado com as primeiras astrofotografias, também do final da década de 1880. Em 1890, Edward Barnard descobriu uma concentração de matéria nebulosa, semelhante a uma estrela, muito próxima a Mérope, ganhando a designação IC 349. A análise de Vesto Slipher dos espectros das nebulosas das Plêiades, em 1912, revelaram sua natureza como nebulosas de reflexão, pois seus espectros são idênticos às estrelas que as iluminam.[6]

Fisicamente, a nebulosa de reflexão é provavelmente parte da poeira em uma nuvem molecular, sem relação ao aglomerado; esta poeira está cruzando o aglomerado. A matéria interestelar não é remanescente, pois a nebulosa e o aglomerado têm velocidades radiais diferentes, cruzando uma em relação a outra a uma velocidade de 11 km/s.[6]

De acordo com novos cálculos feitos por uma equipe de astrônomos em Geneva, Itália, liderada por Georges Meynet, a idade das Plêiades é de aproximadamente 100 milhões de anos. Também foi calculado que a expectativa de vida das Plêiades como um aglomerado aberto, segundo Kenneth Glyn Jones, é cerca de 250 milhões de anos. Após essa data, as estrelas pertencentes ao aglomerado se desligarão do sistema solar e cada uma seguirá por sua própria órbira em torno da Via-Láctea.[6]

Messier 45, Sylvain Billot

A distância do aglomerado aberto em relação à Terra foi recentemente determinada pelos estudos de paralaxe realizados pelo satélite Hipparcos, que concluiu que o objeto está a uma distância de 380 anos-luz do Sistema Solar. Entretanto, pesquisas subsequentes com o Telescópio Espacial Hubble e a partir dos observatórios de Palomar e de Monte Wilson mostraram que a distância das Plêiades em relação ao nosso planeta é de 440 anos-luz.[6]

De acordo com Robert Julius Trumpler, as Plêiades são um aglomerado aberto tipo II,3,r, ou I,3,r,n, segundo o Sky Catalogue 2000.0 e Woldemar Götz, significando que este aglomerado é destacado do restante da Via-Láctea e forte ou moderadamente concentrado em seu centro. Além do mais, as estrelas do aglomerado possuem uma grande variação de brilho e o aglomerado em si contém muitas estrelas, mais de 100.[6]

Algumas das estrelas das Plêiades estão em rápida rotação, a velocidades tangenciais de 150 a 300 km/s em suas superfícies, que é comum em estrelas da sequência principal de certas classes espectrais, especialmente das classes A e B. Devido à esta rotação, tais estrelas devem ser esferoides oblatos, e não completamente esféricos. A rotação pode ser detectada devido ao alargamento das linhas espectrais emitidas pelas estrelas devido ao efeito Doppler para onda eletromagnéticas: partes da superfície ora estão se afastando da Terra e ora estão se aproximando. A estrela Pleione gira tão rapidamente que expele continuamente gases quentes de suas superfície, como havia sido predito por Otto Sturve e observado espectroscopicamente em 1938 e 1952.[6]

As Plêiades e sua nebulosidade associada

Segundo Cecilia Payne-Gaposchkin, as Plêiades contêm algumas anãs brancas, que levantam uma questão astronômica intrigante: como um aglomerado aberto jovem pode conter anãs brancas? Tem-se a certeza que essas anãs brancas, fase final de certas estrelas na evolução estelar, fazem parte do aglomerado desde o início de sua vida e que não foram capturadas ao longo da existência do aglomerado. Como anãs brancas não têm massa superior a 1,4 massa solar (limite de Chandrasekhar), suas estrelas predecessoras também não devem ter sido mais maciças, pois se fossem, não gerariam anãs brancas, mas sim estrelas de nêutrons ou mesmo buracos negros. Contudo, estrelas de massa inferior a 1,4 massa solar usufruem de um tempo de vida de bilhões de anos e não apenas 100 milhões de anos, a idade do aglomerado. A única explicação plausível, segundo os astrônomos, é que as estrelas predecessoras das anãs brancas eram muito maciças e, que por isso, tiveram uma vida muito curta, mas de alguma maneira perderam suas massas na forma de vento estelar, por quase-colisões, pela rápida rotação ou pela ejeção de matéria na forma de nebulosas planetárias, diminuindo assim suas massas para valores menores do que o limite de Chandrasekhar, terminando suas vidas em anãs brancas.[6]

Também há vários candidatos a anãs marrons. Segundo a teoria de evolução estelar, anãs marrons são objetos astronômicos que têm massas intermediárias, entre a massa de planetas gigantes, como Júpiter, e pequenas estrelas, com massas entre 60 a 70 vezes a massa joviana. São visíveis no infravermelho e têm um diâmetro igual ou menor do que o diâmetro joviano, cerca de 143 000 km, mas com uma densidade entre 10 e 100 a densidade joviana.[6]

Distância[editar | editar código-fonte]

Plêiades, Digitized Sky Survey

A distância das Plêiades é um primeiro passo importante na assim chamada escada das distâncias cósmicas, uma sequência de escalas de distância para todo o Universo. O tamanho do primeiro passo calibra a escada toda, e a escala para este primeiro passo foi estimado por vários métodos. Como o cluster está bem perto da Terra, sua distância é relativamente fácil de medir. Um conhecimento preciso da distância permite que os astrônomos façam um diagrama de Hertzsprung-Russell para o aglomerado que, quando comparado para os desenhados para clusters cuja distância não é conhecida, permite que suas distâncias sejam estimadas. Outros métodos podem então estender a escala de distâncias de aglomerados abertos para galáxias e aglomerados de galáxias, e uma escada de distâncias cósmicas pode ser construída. Fundamentalmente o entendimento da idade e evolução futura do Universo é influenciada pelo seu conhecimento da distância das Plêiades.

Os resultados anteriores ao lançamento do satélite Hipparcos apontavam que a distância das Plêiades era de cerca de 135 parsecs da Terra. O satélite Hipparcos causou uma consternação entre os astrônomos ao descobrir que a distância era apenas de 118 parsecs ao medir a paralaxe das estrelas no aglomerado—uma técnica que deve dar os resultados mais diretos e precisos. Trabalhos posteriores tem consistentemente encontrado erros na medição da distância das Plêiades pelo Hipparcos, mas ainda não se sabe por que o erro aconteceu.[8] A distância das Plêiades atualmente é aceita como sendo de cerca de 135 parsecs (praticamente 440 anos-luz).[4] [5] [9]

Composição[editar | editar código-fonte]

Plêiades, Boris Stromar

O núcleo do aglomerado tem um raio de cerca de oito ano-luz e uma raio da maré de cerca de 43 anos luz. O aglomerado inclui mais de 1.000 membros confirmados estatisticamente, embora este valor exclui estrelas binárias não resolvidas.[10] É dominada por jovens e quentes estrelas azuis, 14 podem ser vistas a olho nu dependendo da observação e das condições locais. O arranjo das estrelas mais brilhantes é algo semelhante a Ursa Maior e Ursa Menor. A massa total contida no aglomerado é estimada em cerca de 800 massas solares.[10]

O aglomerado contém muitas anãs marrons, que são objetos com menos de cerca de 8% do da massa do Sol, não possuem massa o suficiente para a fusão nuclear (para iniciar reações em seus núcleos e tornar-se estrelas). Podem constituir até 25% da população total do aglomerado, embora elas contribuem com menos de 2% da massa total.[11] Os astrônomos têm feito grandes esforços para encontrar e analisar anãs marrons nas Plêiades e de outros jovens "aglomerados", porque são ainda relativamente brilhantes e observáveis, enquanto que anãs marrons nos aglomerados são mais "apagadas" e muito mais difíceis de estudar.

Idade e futura evolução[editar | editar código-fonte]

Plêiades, Telescópio Espacial Spitzer (IRAC)

A idade para os aglomerados estelares podem ser estimados comparando com o diagrama de Hertzsprung-Russell do cluster com modelos teóricos de evolução estelar. Utilizando esta técnica, foram estimadas idades entre 75 e 150 milhões de anos para as Plêiades. A dispersão nas idades estimadas é um resultado da incerteza nos modelos de evolução estelar. Em particular, modelos que incluem um fenômeno conhecido como superação convectiva, em que uma zona convectiva dentro de uma estrela penetra uma zona não convectiva, resultando em idades aparentes mais altas.

Outra maneira de estima a idade do cluster é olhando os objetos de menor massa. Em estrelas normais na sequência principal, o lítio é rapidamente destruído em reações de fusão nuclear, mas anãs marrons podem reter seu lítio. Devido à temperatura de ignição baixa do lítio, de 2,5 milhões de kelvin, as anãs marrons de maior massa irão queimá-lo eventualmente, assim a determinação das anãs marrons de maior massa que ainda contém lítio no aglomerado pode dar uma idéia de sua idade. A aplicação desta técnica às Plêiades dá uma idade de cerca de 115 milhões de anos.[12] [13]

O movimento relativo do aglomerado eventualmente irá levá-lo, conforme é visto da Terra, muitos milênios no futuro, passando pelo pé do que é atualmente a constelação de Órion. Além disso, como muitos aglomerados abertos, as Plêiades não vão ficar conectadas gravitacionalmente para sempre, já que algumas estrelas componentes serão ejetadas depois de encontros próximos e outras serão destruídas por marés de campos gravitacionais. Os cálculos sugerem que o aglomerado levará 250 milhões de anos para se dispersar, com interações gravitacionais com nuvens moleculares gigantes e os braços espirais de nossa galáxia também precipitando sua destruição.

Nebulosa de Reflexão[editar | editar código-fonte]

Imagem do Hubble de uma nebulosa de reflexão próxima a Merope

Observando sob condições ideais, alguns indícios de nebulosas podem ser vistos em torno do aglomerado e isto revela-se em fotografias de longa exposição. É uma nebulosa de reflexão, causada pela poeira que reflete a luz azul das quentes e jovens estrelas.

Antigamente, pensava-se que a poeira foi deixada ao longo da formação do aglomerado, mas com a idade de cerca de 100 milhões de anos geralmente aceitos, quase todas as poeiras "originais" presentes teriam sido dispersas pela pressão de radiação. Em vez disso, parece que o aglomerado está simplesmente passando por uma região de poeira do meio interestelar.

Estudos mostram que a poeira responsável pela nebulosa não é distribuída uniformemente, mas concentra-se principalmente em duas camadas, ao longo da linha de visão para o aglomerado. Estas camadas parecem ter sido formadas pela desaceleração devido à pressão de radiação conforme a poeira se move entre as estrelas.[14]

Estrelas mais brilhantes[editar | editar código-fonte]

As Plêiades e possíveis anãs marrons pertencentes ao aglomerado

As nove estrelas mais brilhantes nas Plêiades tem os nomes das Sete Irmãs da mitologia grega: Asterope, Mérope, Electra, Celeno, Taigete, Maia e Dríope, junto com seus pais, Atlas e Pleione. Como filhas de Atlas, as híades eram irmãs das Plêiades. O nome do aglomerado é em si de origem grega, apesar da etimologia não estar clara. Algumas derivações incluem: de πλεîν plein, navegar, fazendo das Plêiades "as navegantes"; de pleos, cheio ou muitos; ou então de peleiades, bando de pombas. A seguinte tabela dá detalhes das estrelas mais brilhantes no aglomerado:

Estrela Designação longitude em 2000 classe espectral
Electra 17 Tauri 29TAU25 B5
Celaeno 16 Tauri 29TAU26 B7
Taygeta 19 Tauri 29TAU34 B7
Maia 20 Tauri 29TAU41 B9
Merope 23 Tauri 29TAU42 B5
Asterope 21 Tauri 29TAU44 B9
Alcyone Eta (25) Tauri 00GEM00 B7
Pais das Plêiades
Atlas 27 Tauri 00GEM21 B9
Pleione 28 (BU) Tauri 00GEM23 B8

Referências

  1. a b SIMBAD Astronomical Database. Results for M45. Página visitada em 2007-04-20.
  2. van Leeuwen, F. "Parallaxes and proper motions for 20 open clusters as based on the new Hipparcos catalogue", A\&A, 2009
  3. Majaess, D.; Turner, D.; Lane, D.; Krajci, T. "Deep Infrared ZAMS Fits to Benchmark Open Clusters Hosting delta Scuti Stars", JAAVSO, 2011
  4. a b Percival, S. M.; Salaris, M.; Groenewegen, M. A. T.. (2005). "The distance to the Pleiades. Main sequence fitting in the near infrared". Astronomy and Astrophysics 429: 887. DOI:10.1051/0004-6361:20041694. Bibcode2005A&A...429..887P.
  5. a b Zwahlen, N.; North, P.; Debernardi, Y.; Eyer, L.; Galland, F.; Groenewegen, M. A. T.; Hummel, C. A.. (2004). "A purely geometric distance to the binary star Atlas, a member of the Pleiades". Astronomy and Astrophysics Letters 425: L45. DOI:10.1051/0004-6361:200400062. Bibcode2004A&A...425L..45Z.
  6. a b c d e f g h i j k l m n o p Hartmut Frommert e Christine Kronberg (21 de agosto de 2007). Messier Object 45 (em inglês). SEDS. Página visitada em 28 de maio de 2012.
  7. Michell J. (1767), An Inquiry into the probable Parallax, and Magnitude, of the Fixed Stars, from the Quantity of Light which they afford us, and the particular Circumstances of their Situation, Philosophical Transactions, v. 57, p. 234-264
  8. Soderblom D.R., Nelan E., Benedict G.F., McArthur B., Ramirez I., Spiesman W., Jones B.F. (2005), Confirmation of Errors in Hipparcos Parallaxes from Hubble Space Telescope Fine Guidance Sensor Astrometry of the Pleiades, The Astronomical Journal, v. 129, pp. 1616-1624.
  9. Turner, D. G. (1979),[1], Publications of the Astronomical Society of the Pacific, v. 91, pp. 642-647.
  10. a b Adams, Joseph D.; Stauffer, John R.; Monet, David G.; Skrutskie, Michael F.; Beichman, Charles A. (2001), The Mass and Structure of the Pleiades Star Cluster from 2MASS, The Astronomical Journal, v.121, p.2053.
  11. Moraux, E.; Bouvier, J.; Stauffer, J. R.; Cuillandre, J.-C. (2003), [http://adsabs.harvard.edu/abs/2003A%26A…400..891M Brown in the Pleiades cluster: Clues to the substellar mass function], Astronomy and Astrophysics, v.400, p.891.
  12. Basri G., Marcy G. W., Graham J. R. (1996), Lithium in Brown Dwarf Candidates: The Mass and Age of the Faintest Pleiades Stars, Astrophysical Journal v.458, p.600
  13. Ushomirsky, G., Matzner, C., Brown, E., Bildsten, L., Hilliard, V., Schroeder, P. (1998), Light-Element Depletion in Contracting Brown Dwarfs and Pre-Main-Sequence Stars, Astrophysical Journal v.497, p.253
  14. Gibson, Steven J.; Nordsieck, Kenneth H. (2003), The Pleiades Reflection Nebula. II. Simple Model Constraints on Dust Properties and Scattering Geometry, The Astrophysical Journal, v.589, p. 362

Ligações Externas[editar | editar código-fonte]