ADE-ARTE: HISTÓRIA DA ASTRONOMIA : William Herschel

Céu da Semana Ep. #220 - História da Astronomia:

William Herschel - 8 a 14/12/2014

Labi UFScar

Publicado em 12 de dez de 2014

Céu da Semana é produzido pela Univesp TV, em parceria com o Laboratório Aberto de Interatividade da UFSCar. Todas as semanas, Gustavo Rojas apresenta dicas de como olhar para o céu, quais constelações estão em destaque, fases da lua e os principais fenômenos astronômicos.

O Céu da Semana é um quadro também no Paideia, programa radiofônico sobre cultura científica apresentado ao vivo todas às 3ª feiras, às 18h, na Rádio UFSCar.

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Tema do Programa: História da Astronomia: William Herschel

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Sir William Herschel

Sir William Herschel (Hanôver, 15 de Novembro de 1738 — Slough, 25 de Agosto de 1822) foi um astrônomo e compositor alemão naturalizado inglês. Aos 19 anos mudou-se para a Inglaterra onde passou a ensinar música, antes de se tornar um organista. Com o tempo passou a estudar astronomia e ficou famoso por sua descoberta do planeta Urano, assim como de duas de suas luas (Titania e Oberon), ele também descobriu duas luas de Saturno e a existência da radiação infravermelha. Ele é também conhecido pelas vinte e quatro sinfonias que compôs.

Primeiros anos

Friedrich Wilhelm Herschel nasceu em Hanôver, Alemanha, filho de Anna Ilse Moritzen e Issak Herschel.1 Seu pai era músico da Guarda Hanoveriana - para a qual entrou aos catorze anos. Mais tarde abandonou os serviços militares, devido a sua saúde frágil,2 sendo acusado de deserção, e sendo posteriormente perdoado pelo rei George III, em 1782. Seu pai ajudou-o a mudar-se para a Inglaterra em 1957, onde começou a ganhar a vida como músico e organista.

Descobertas científicas

Astronomia

Por volta de 1766 começou a estudar seriamente astronomia e matemática, e acabou adquirindo um telescópio, e com sua irmã Caroline construiu telescópios para observar o céu noturno.3 . Ele começou a observar os planetas e as estrelas em maio de 1773, e em 1 de março de 1774 começou um jornal, anotando suas observações sobre os anéis de Saturno e a Nebulosa de Orion.

Urano

Em 1781, mais precisamente no dia 13 de Março, durante sua procura por Estrelas duplas Herschel percebeu a existência de um corpo estelar, que inicialmente tomou por um cometa ou uma estrela. Após maiores observações ele chegou a conclusão de que devia se tratar de um planeta, com órbita mais distante que a de Saturno. No mesmo ano, Herschel foi premiado com a Medalha Copley e eleito membro da Sociedade Real. Em 1872 foi nomeado astrônomo da corte. Em 1787 descobriu dois satélites de Urano.

Outras descobertas na astronomia

A primeira das mais importantes descobertas de Herschel em astronomia foi o movimento intrínseco do Sol através do espaço, em 1783. Observou cuidadosamente o movimento de sete estrelas e demonstrou que estas convergiam para um ponto fixo (que interpretou como sendo o ápex solar).

De 1782 a 1785, Herschel catalogou estrelas duplas e publicou extensos catálogos, no primeiro dos quais sugeriu que muitas delas poderiam estar em movimento orbital relativo. Em 1793 mediu novamente as posições relativas de muitas estrelas duplas, comprovando assim sua hipótese. Desenvolveu também os primeiros conhecimentos sobre a constituição de Galáxia.

Durante sua carreira, Herschel também descobriu duas luas de Saturno, Mimas e Enceladus; assim como duas luas de Urano, Titania e Oberon, que foram nomeadas por seu filho, John, nos anos de 1847 e 1852, muito após sua morte.

Em 2007 evidências apresentadas por Dr. Stuart Eves sugerem que Hershel talvez tenha também descobertos os anéis ao redor de Urano.

Hershel também mediu a inclinacão do eixo de Marte e descobriu as calotas de gelo de marcianas, observadas pela primeira vez em 1666 por Giovanni Domenico Cassini e em 1672 por Christiaan Huygens, mudavam de tamanho de acordo com a estacão do planeta.

Ao estudar o movimento das estrelas, ele foi o primeiro a perceber que o sistema solar está se movendo no espaço, e determinou a direção aproximada do movimento. Ele também estudou a estrutura da Via Láctea e concluiu que ele possuía o formato de um disco.

Ele também foi o primeiro a usar a palavra 'asteróide', que deriva da palavra grega aster 'estrela' + -eidos 'forma, formato', em 1802, para descrever a aparência semelhante a das estrelas das pequenas luas dos planetas gasosos e dos planetas menores. No entanto, não foi até a década de 1850 que a palavra passou a ser usada para descrever certos planetas pequenos.

Como parte de suas tentativas de determinar se havia uma conexão entre a atividade solar e o clima terrestre, Herschel fez anotações a respeito do preço do trigo. Ele teorizou que preço do trigo estaria ligado a colheita e o clima ao longo do ano. Sua tentativa não foi bem sucedida devido a falta de observações solares anteriores para comparação, mas técnicas semelhantes foram posteriormente utilizadas com sucesso.

Apesar de suas inúmeras importantes descobertas científicas, Herschel não era contra especulações. Em particular, ele acreditava que todos os planetas eram habitados, inclusive o Sol: ele acreditava que o sol possuía uma superfície sólida e fresca protegida de sua atmosfera quente por uma camada opaca de nuvens, e que uma raça de seres adaptados ao seu estranho ambiente vivia lá e possuíam cabeças enormes, porque de acordo com seus cálculos uma cabeça de tamanho normal explodiria sob as mesmas circunstâncias. A crença original de que formas habitavam o Sol surgiu da observação de explosões solares na superfície do Sol.

Na biologia, Herschel usou um microscópio para estabelecer que coral não era uma planta, como muito acreditavam na época, pois não possuía a parede celular característica das plantas.

Radiação Infravermelha

Em 1800 Herschel fez outra descoberta importante. Ele havia notado que filtros de diferentes cores deixavam passar quantidade diferentes de calor em suas observações da luz solar, e desejava calcular essa quantidade de calor. Herschel pensava que as cores deveriam ter diferentes temperaturas. Em seu experimento ele direcionou luz solar através de um prisma de vidro com a intenção de criar um espectro (Dispersão (óptica) e então mediu a temperatura de cada uma das cores. Herschel usou três termômetros com bulbos pretos (para melhor absorver o calor) e, para cada cor do espectro, posicionou um bulbo em uma cor visível enquanto os outros dois foram posicionados fora do espectro para controle.

Conforme ele media a temperatura individual das cores do violeta ao vermelho, ele percebeu que todas as cores tinham temperaturas mais altas que a dos termômetros de controle, e que a temperatura aumentava na direção do sentido vermelho do espectro. Ele então decidiu medir a temperatura da região logo após a cor vermelha, onde aparentemente não havia luz solar, e descobriu que a temperatura nessa região do espectro era mais elevada que nos lugares onde havia luz incidente. Ele concluiu que naquela região devia haver alguma radiação que não era visível, e a nomeou que "raios caloríficos". Após mais experimentos ele descobriu que essa radiação sofria os efeitos de reflexão, refração, absorção e transmissão de forma semelhante à das radiações do espectro visível. Essa radiação foi depois renomeada de radiação infravermelha. Esse experimento foi importante para demonstrar que existem tipos de radiação que não são visíveis aos olhos humanos.3

Observatório Espacial Herschel

Telescópio Herschel- ESA

Um projeto da Agência Espacial Européia - ESA, foi lançado em 14 de maio de 20094 , tem o objetivo de estudar a origem e evolução das estrelas e galáxias para auxiliar na compreensão da formação do universo como conhecemos. Foi o primeiro observatório a cobrir a cobrir o espectro eletromagnético da faixa que vai do infravermelho distante até ondas com o comprimento de submilímetros, possibilitando o estudo de poeira estelar e regiões geladas do cosmos, tanto próximas como distantes. O telescópio possui duas câmeras e um espectrometro de alta resolução. Os detectores nesses instrumentos são resfriados a temperaturas próximas do zero absoluto por um sofisticado sistema criogênico. Sua lente principal de 3,5 metros de diâmetro é mais do que quatro vezes maior que qualquer telescópio infravermelho enviado anteriormente, e quase uma vez e meia maior que a lente do telescópio Hubble

O telescópio foi posicionado a 1,5 milhões de quilômetros da Terra, para que não houvesse interferência do calor emitido pela Terra e pelo Sol em seus instrumentos.

Em março de 2013 o telescópio Herschel encerrou suas atividades, devido a evaporação dos 2,3 mil litros de hélio utilizados na resfriação de seus instrumentos5 .

Entre as maiores descobertas do telescópio Herschel estão a detecção de oxigênio no espaço, a identificação da fonte de água na atmosfera superior de Saturno, e o registro do nascimento de estrelas maciças6 .

Legado na astronomia

Sua irmã, Caroline Lucretia Herschel, colaborou estreitamente em seu trabalho, descobrindo também cometas e organizando um catálogo de nebulosas. A tradição astronômica da família ainda continuaria com seu filho (John Herschel) e dois netos. Em 1813 foi eleito membro estrangeiro na Academia Real de Ciências Suíça. Ajudou na fundação da Sociedade Astronômica de Londres em 1820, na qual em 1831 recebeu uma carta real e se tornou a Academia Real de Astronomia.

Em 25 de agosto de 1822, Herschel faleceu em sua casa.

Seu filho John Herschel também se tornou um astrônomo famoso.

Sua casa em Bath, onde ele fez inúmeros telescópios e observou Urano pela primeira vez, abriga atualmente o Museu de Astronomia Herschel.