Para quem anda nisto da astronomia, ouvir falar da magnitude de um objecto celeste não é espanto nenhum, embora possa eventualmente não saber muito bem o que é a escala de magnitudes, saberá que a magnitude do objecto tem a ver com o seu brilho.

Para os mais leigos, ou não tão habituados às andanças das observações astronómicas ou à astronomia em geral, o conceito de magnitude provavelmente os lembrará das magnitudes da Escala de Richter, referentes a fenómenos sismológicos. Vendo bem as coisas, as duas escalas de magnitude são parecidas em fundamento, como poderemos observar mais adiante.

Quando um astrónomo diz que a estrela Vega (alfa Lyrae) tem magnitude 0 (zero), está a dar uma indicação muito precisa do seu brilho aparente. Vega, é uma das estrelas mais brilhantes do céu nocturno. "Mas então, se Vega tem magnitude 0 (zero) e é das mais brilhantes, uma menos brilhante tem magnitude negativa." - Errado! De facto, quanto mais brilhante o objecto, menor o valor da sua magnitude. Por exemplo, a Lua cheia tem magnitude à volta de -12 e os objectos mais ténues que se podem ver a olho nu, num local com céu mesmo escuro sem poluição luminosa tem magnitude de cerca de 6.

A Escala de Magnitudes tem uma história própria, que será aqui contada e explicada. É minha intenção explicar os mecanismos de funcionamento da escala e como a utilizar. A actual escala de magnitudes, teve a sua origem num astrónomo inglês chamado Pogson (1829-1891). Mas ainda antes dele, houve quem tentasse catalogar as estrelas com base nas magnitudes.

Para começarmos a entender isto, temos de nos aperceber de que quando contemplamos o céu nocturno (para além do belo espectáculo) as estrelas mais brilhantes não soa necessariamente as maiores e/ou mais quentes. Os brilhos aparentes das estrelas que se nos apresentam à noite, têm mais a ver com as distâncias a que as estrelas se encontram de nós do que propriamente o seu brilho intrínseco . Uma estrela muito brilhante intrinsecamente, pode parecer-nos de facto muito ténue por estar muito longe de nós assim como que uma estrela de brilho mais fraco nos parecerá muito mais brilhante pelo simples facto de estar mais próxima de nós.

No entanto, o facto de as estrelas terem brilhos diferentes, é uma vantagem para as conhecermos. Sabendo identificar o brilho além da posição relativa das estrelas, é mais fácil saber qual é qual.

O primeiro a identificar essa vantagem e a trabalhar sobre ela foi Hiparco (190 - 120 a.C.). Ele foi o primeiro a dar-se ao trabalho de elaborar um documento que catalogasse as estrelas. Era um catalogo já algo extenso, pois continha 1080 estrelas. A ideia de Hiparco era ter um registo que permitisse aos astrónomos futuros, pudessem reconhecer uma eventual alteração que ocorresse no céu.

Esta catalogo assentava numa classificação arbitraria das estrelas, com base em 6 grandezas. As de 1ª grandeza eram as mais brilhantes (e as que apareciam primeiro no céu), depois por ordem decrescente de brilho, seguiam-se as outras grandezas até à 6ª, que eram as estrelas menos brilhantes (e as últimas a surgir no céu) estando no limite da nossa capacidade visual. Hiparco também assumiu que as estrelas estavam todas à mesma distancia de nós, logo as mais brilhantes eram as maiores, tendo por isso adoptado a palavra grandeza...

Ora hoje sabemos que isto é errado e por causa da confusão que a palavra grandeza pode gerar, adoptou-se magnitude. A magnitude é assim, uma forma de exprimir o brilho aparente das estrelas, ou seja, o brilho que elas nos parecem ter, utilizando uma determinada escala, a Escala de Magnitudes.

A escala de magnitudes foi criada para substituir a de Hiparco, que começou a deixar muito a desejar com as novas medições e descobertas.

Assim sendo, foi necessário começar a busca por um melhor sistema de classificação dos brilhos estelares que suplantasse as deficiências da escala antiga. Descobriu-se que o brilho das estrelas de magnitude 1 era 100 vezes maior que o das estrelas de magnitude 6, que são as mais fracas visíveis a olho nu. Notem que entre as 1ª magnitude e a 6ª magnitude existe uma variação de 5 magnitudes.

Se admitirmos que o brilho de determinada estrela é x vezes maior que o de uma outra estrela, ou seja, uma estrela de magnitude 1 é x vezes mais brilhante que uma de 2ª magnitude, uma de 4ª magnitude é x vezes mais brilhante que uma de 5ª. Tudo isto, é claro, em termos de brilho aparente. Nesta linha de pensamento, temos que uma estrela de 1ª magnitude é x^2 vezes mais brilhante que uma de 3ª magnitude e assim sucessivamente:

Matematicamente verificamos que , ou seja, arredondando por defeito, 2.5. Assim, na escala actual, que se deve a Pogson - tal como referi no inicio deste texto - , as estrelas que sejam 2.5 vezes mais brilhantes que as de magnitude 1, pertencem à magnitude 0, as 2.5 vezes mais brilhantes que as de magnitude 0 são as de magnitude (-1) e por aí adiante. Esta escala, conforme está pensada e desenvolvida, pode expandir-se nos dois sentidos da recta Real.

Apenas como curiosidade, uma luneta com objectiva de 60 mm mostra-nos estrelas até à magnitude 10.7. Já o telescópio do monte Palomar, que possui como objectiva um espelho de 5000mm de diâmetro, permite observar visualmente estrelas de magnitude 20 e fotografar estrelas de magnitude 24. Outro ponto interessante é o facto de uma estrela de 1ª magnitude representar o brilho de uma vela normal situada a 1.2km de nós enquanto uma estrela de 5ª magnitude brilha como uma vela a 7.6km de nós.

O Sol tem uma magnitude (-26.8) e a Lua cheia uma magnitude de (-12.7). Isto significa que o Sol é somente 2 vezes mais brilhante que a Lua cheia? Não. Como referi anteriormente, a cada magnitude de diferença, o brilho aumenta 2.512 vezes, ou seja, para o caso do Sol e da Lua:

Verificamos assim que a diferença de magnitudes entre o Sol e a Lua é de cerca de 14. Por isso, o brilho aparente do Sol é

Como podem ver, a escala de magnitudes é muito versátil e precisa. Se quiserem saber mais sobre este assunto e estes cálculos, aconselho a leitura do livro Introdução à Astronomia e às Observações Astronómicas, de Guilherme de Almeida e Máximo Ferreira, editado pela Plátano Edições Técnicas.

Pois muito bem, até aqui estivemos de facto a falar de magnitudes e penso ter explicado o que é a escala de magnitudes e para que serve. No entanto, falávamos de magnitudes aparentes e existem também as magnitudes absolutas.

Obviamente, uma estrela muito brilhante, pode ser muito brilhante porque está muito próxima de nós, como o Sol por exemplo, ou pode ser brilhante porque intrinsecamente é mesmo muito brilhante, como é exemplo Betelgeuse. Para os astrónomos, o mais interessante é o "verdadeiro" brilho das estrelas. Por isso mesmo dá jeito ter uma base de comparação dos brilhos entre estrelas sem as variações introduzidas pelas distâncias a que se encontram.

Os astrónomos definem as magnitudes absolutas como se fosse a magnitude aparente de uma dada estrela, caso ela estivesse a uma distância da Terra de 10 parsecs (ou seja 32.6 anos-luz).

Não há nada de mágico ou especial na distância escolhida de 10 parsecs. Poderiam ter optado por qualquer outra distância como padrão, mas escolheram a distância de 10 parsecs para o efeito. E em conjunto com isto, existe uma convenção comum de designar a magnitude aparente com um 'm' minúsculo e a magnitude absoluta com um 'M' maiúsculo.

É de fazer notar que para se determinar a magnitude aparente, basta conhecer o brilho que ela aparenta ter, mas para se determinar a magnitude absoluta, temos de conhecer também a distância à estrela em questão, o que não é, geralmente, propriamente tarefa fácil...

Mas ainda há outras complicações a introduzir na questão. O comprimento de onda a que observamos a estrela, também influencia a determinação das magnitudes, tanto aparente como absoluta. É que quando observamos a olho nu, só conseguimos observar nos comprimentos de onda da chamada "luz visível" do espectro electromagnético, mas estamos mais sensíveis à região amarelo-verde desses comprimentos de onda. Já no caso dos filmes fotográficos, esses são mais sensíveis às regiões do azul. E isto também é levado em conta na determinação das magnitudes.

Fontes:
Introdução à Astronomia e às Observações Astronomicas -Máximo Ferreira e Guilherme de Almeida, Plátano Edições técnicas
Observatórios Virtuais – Fundamentos de Ast ronomia – Cap. 8 (Gregorio-Hetem & Jatenco-Pereira)
Sky & Telescope

« Voltar