Brilho e distância

Sirius parece mais brilhante que Rigel, mas Rigel emite milhares de vezes mais luz; ela está cerca de 100 vezes mais distante.

Dois tipos de brilho

Uma vela na mesa pode parecer mais brilhante que um farol no horizonte. Astrônomos separam essas duas ideias. O brilho aparente é o brilho da estrela vista daqui. A luminosidade é a quantidade de luz que ela realmente emite, medida em watts ou em Sóis. Sirius é a estrela mais brilhante do céu noturno porque tem luminosidade relativamente alta, cerca de 26 Sóis pela fórmula da unidade anterior, e está perto, a 8.6 anos-luz. Rigel, a cerca de 860 anos-luz, emite aproximadamente 120 000 Sóis de luz, mas parece menos brilhante que Sirius.

A regra que relaciona as duas é a lei do inverso do quadrado. A luz estelar se espalha por uma esfera, e a área da esfera cresce com o quadrado do raio. Ao dobro da distância, a mesma luz cobre quatro vezes a área, então cada metro quadrado recebe um quarto da luz. A dez vezes a distância, recebe um centésimo. Rigel está 860 ÷ 8.6 = 100 vezes mais distante que Sirius, o que por si só reduz seu brilho em 10 000 vezes. Sua luminosidade é apenas cerca de 4700 vezes a de Sirius A, por isso ela acaba parecendo menos brilhante.

Anos-luz e parsecs

As distâncias estelares são tão grandes que quilômetros deixam de ser úteis. Um ano-luz é a distância percorrida pela luz em um ano, cerca de 9.46 trilhões de km. É uma distância, não um tempo. A NASA situa Proxima Centauri a 4.24 anos-luz, cerca de 40 trilhões de km, e Alpha Centauri A e B a 4.37. Como a luz leva tempo para viajar, vemos cada estrela como ela era: a NASA observa que, ao olhar Betelgeuse, a cerca de 700 anos-luz por sua estimativa, você vê luz que saiu de lá há cerca de 700 anos.

Astrônomos profissionais usam mais o parsec, que vem diretamente do método de medir distâncias próximas. Conforme a Terra orbita o Sol, uma estrela próxima parece mudar um pouco de posição em relação a estrelas muito distantes, como seu polegar parece saltar quando você fecha um olho e depois o outro. Metade desse deslocamento anual é o ângulo de paralaxe. Uma estrela com paralaxe de um segundo de arco (1/3600 de grau) está a um parsec, cerca de 3.26 anos-luz. Distância em parsecs = 1 ÷ paralaxe em segundos de arco. A paralaxe de Proxima é de cerca de 0.77 segundo de arco, a maior entre as estrelas. A missão Gaia, da ESA, mede paralaxes de bem mais de um bilhão de estrelas.

Magnitudes

A escala de brilho mais antiga costuma ser atribuída ao astrônomo grego Hiparco, que teria chamado as estrelas mais brilhantes de primeira magnitude e as mais fracas que conseguia ver de sexta. A versão moderna mantém a ordem inversa, com números menores para brilhos maiores, e fixa os intervalos: 5 magnitudes equivalem a um fator de exatamente 100, então 1 magnitude equivale a cerca de 2.512. A magnitude aparente solar é −26.74 e a de Sirius é cerca de −1.46, por isso o Sol parece cerca de 13 bilhões de vezes mais brilhante. A magnitude absoluta é o brilho que uma estrela teria à distância padrão de 10 parsecs; para o Sol, é +4.83, uma estrela fraca, quase no limite da visão em um local escuro.