Constelações são mais jovens que continentes

 (lesswrong.com)
2 pontos por GN⁺ 2023-12-26 | 1 comentários | Compartilhar no WhatsApp
  • A letra da música que diz que Orion testemunhou a ascensão e a queda de reis e continentes não combina com a escala de tempo astronômica, pois a duração real das constelações é muito menor do que as mudanças continentais
  • Continentes mudam ao longo de dezenas de milhões a centenas de milhões de anos, mas constelações são padrões projetados em 2D no céu noturno, e sua forma muda apenas pelas diferenças nas velocidades relativas das estrelas
  • A maioria das constelações não é, de fato, um grupo de estrelas próximas; por causa das diferenças de órbita e velocidade ao redor do centro da galáxia, elas se reorganizam em escalas de dezenas de milhares a centenas de milhares de anos
  • Orion é uma exceção, pois muitas de suas estrelas brilhantes pertencem à mesma associação estelar, mas essas estrelas são jovens, grandes e brilhantes, não vivem muito, e algumas podem desaparecer em supernovas
  • Mesmo que estrelas do porte do Sol possam viver bilhões de anos, os padrões que humanos reconhecem como constelações não duram tempo suficiente para testemunhar a formação e o desaparecimento de continentes

Letras de música e a escala de tempo das constelações

  • A música Bold Orion, ouvida no Bay Area Solstice, canta que Orion viu a “ascensão e queda de reis e continentes”
  • Mas é difícil dizer que Orion tenha testemunhado a ascensão e a queda dos continentes
    • A escala de tempo em que continentes mudam é de dezenas de milhões a centenas de milhões de anos
    • Constelações geralmente mudam de forma em escalas de dezenas de milhares a centenas de milhares de anos
  • O ponto central é distinguir estrelas de constelações
    • Uma estrela do tamanho do Sol pode viver por bilhões de anos, existindo por mais tempo que continentes
    • Uma constelação não é a própria estrela nem um grupo de estrelas fisicamente ligado, mas um padrão do céu noturno visto da Terra

Por que as constelações mudam rapidamente

  • Algumas constelações têm estrelas que também são próximas no espaço real e ligadas gravitacionalmente
    • Um exemplo é as Plêiades
    • As Plêiades estão juntas há centenas de milhões de anos e provavelmente continuarão próximas
    • Este texto considera as Plêiades a constelação mais antiga
  • No entanto, a maioria das constelações não é um conjunto de estrelas próximas no espaço real
    • Na projeção 2D do céu noturno, elas parecem próximas, mas a distância até cada estrela pode ser muito diferente
    • As estrelas estão em órbitas diferentes ao redor do centro da Via Láctea
  • O Sol e muitas estrelas próximas levam cerca de 230 milhões de anos para dar uma volta ao redor do centro da galáxia
    • Esse período em si não é a escala de tempo central que determina a mudança das constelações
    • A mudança das constelações é determinada pelas diferenças de velocidade entre as estrelas nesta região da Via Láctea
  • Astrônomos medem esses movimentos acompanhando pequenas mudanças na posição ou no brilho de muitas estrelas

Por que Orion é quase uma exceção

  • Orion tem mudanças de posição relativamente lentas nas suas 7 estrelas mais brilhantes, em comparação com outras constelações
  • Muitas das estrelas de Orion são, de fato, relacionadas entre si
    • Elas formam uma associação estelar (stellar association) chamada Orion OB1 Association
    • Formaram-se em épocas semelhantes, movem-se de modo parecido e interagem gravitacionalmente de forma fraca
  • As estrelas de Orion mudarão de posição umas em relação às outras dentro da constelação, mas muitas delas provavelmente permanecerão próximas durante suas vidas
  • Algumas estrelas mais fracas que hoje estão em Orion não pertencem a essa associação estelar e estão apenas de passagem

Por que as estrelas brilhantes de Orion não duram muito

  • As estrelas pertencentes à associação estelar de Orion são jovens, com idade de no máximo cerca de 12 milhões de anos
    • Rigel: cerca de 8 milhões de anos
    • Alnilam: cerca de 6 milhões de anos
    • Alnitak: cerca de 7 milhões de anos
    • Saiph: cerca de 11 milhões de anos
  • Essas estrelas são excepcionalmente grandes e brilhantes
    • Quanto maior a estrela, menor sua vida
    • A maioria das estrelas brilhantes de Orion não viverá até 20 milhões de anos
  • Betelgeuse costuma ser a segunda estrela mais brilhante de Orion, tem uma cor vermelha marcante e varia muito em brilho
    • Formou-se na associação estelar há cerca de 8 milhões de anos, mas agora está se afastando dela
    • Deve se tornar uma supernova em cerca de 100 mil anos
    • Nesse momento, brilhará por cerca de 3 meses tanto quanto meia-lua, sem ser perigosamente brilhante

Uma duração curta demais para conter a história dos continentes

  • A maioria das constelações muda em escalas de dezenas de milhares a centenas de milhares de anos por causa do movimento relativo das estrelas
  • Orion, excepcionalmente, pode se manter por mais tempo, permanecendo por milhões de anos
  • Ainda assim, a duração de Orion é limitada ao período antes que suas estrelas brilhantes se esgotem ou se tornem supernovas
  • Seja uma constelação comum, seja uma exceção como Orion, padrões de constelações não permanecem tempo suficiente para testemunhar a formação e o desaparecimento de continentes

Leituras relacionadas

1 comentários

 
GN⁺ 2023-12-26
Opiniões no Hacker News

  • Há uma teoria interessante sobre o aglomerado das Plêiades https://arxiv.org/abs/2101.09170
    As Plêiades são bem visíveis no céu e ficam próximas do equador celeste, então todos os povos da Terra podiam vê-las; por isso, quase todas as culturas criaram histórias sobre esse aglomerado
    Em cerca de 2/3 das culturas aparecem sete elementos, como sete irmãs, sete meninos ou sete galinhas; no 1/3 restante aparecem seis
    Surpreendentemente, também há muitas histórias em que originalmente eram sete, mas uma desapareceu. Duas estrelas do aglomerado ficam tão próximas que é difícil distingui-las a olho nu, e astrônomos calcularam seus movimentos próprios e dizem que, dezenas de milhares de anos atrás, é possível que as duas parecessem suficientemente separadas
    Assim, é possível interpretar que os primeiros humanos percebiam as Plêiades como sete estrelas e que, mesmo depois que a sétima estrela deixou de ser visível, essa lembrança permaneceu por dezenas de milhares de anos nos mitos da maioria das culturas

    • A ideia é boa, mas não parece necessário pressupor que o mito da estrela desaparecida tenha sido preservado por dezenas de milhares de anos
      Em boas condições, ainda hoje é possível ver todas as sete irmãs, e no passado, sem a intensa poluição luminosa e atmosférica de hoje, é bem provável que essas condições fossem muito mais comuns
      https://skyandtelescope.org/astronomy-news/many-pleiades-can-see10222014/
    • Essa é uma das minhas histórias favoritas
      Gosto especialmente da parte da lenda das sete irmãs nas tradições aborígenes australianas
      Se essa lenda for muito anterior ao primeiro contato com europeus, pode ter sido uma história trazida pelos primeiros colonizadores aborígenes quando vieram da África
      Nesse caso, seria uma das histórias mais antigas da história, talvez até a mais antiga
    • Quando olho para as Plêiades, parece que consigo ver 5 tomando as estrelas mais brilhantes como referência e, em boas condições, talvez 8 ou 9; não sei bem como alguém as veria como 6 ou 7
    • É uma ideia simpática, mas parece muito improvável que seja verdadeira
      Acima de tudo, a tendência humana de se sentir atraída pelo número 7 é uma explicação muito mais plausível. O 6 não é um número tão importante nesse sentido, e em mitos e contos de fadas aparecem com muito mais frequência 1, 2, 3 e 7

  • A estrela Polaris também é mais jovem que os tubarões
    Só que, como observação geral sobre escalas de tempo, isso é menos interessante. Polaris é uma estrela bem jovem, e tubarões são seres vivos bem antigos

    • Polaris como estrela polar é mais jovem até que o Império Romano
      Por causa da precessão do eixo de rotação da Terra, Polaris só se tornou a estrela polar por volta do ano 500 d.C.
      Para os antigos egípcios, a estrela polar era Thuban; e na época em que a humanidade descobriu a agricultura pela primeira vez, há 12.000 anos, Vega era a estrela polar
      A Wikipedia tem uma boa tabela mostrando o ciclo das estrelas polares: https://en.m.wikipedia.org/wiki/Pole_star#Precession_of_the_equinoxes
    • Como o texto sugere, todas as estrelas mais brilhantes de Orion são mais jovens que os ancestrais humanos
      Na verdade, elas se formaram por volta da época em que viveu o último ancestral comum de humanos e chimpanzés
    • Árvores também são mais jovens que tubarões
    • Outro fato divertido: o Australopithecus, um humano muito primitivo, coexistiu com o enorme tubarão megalodon, que provavelmente conseguiria engolir inteiro um macaco sem pelos
    • A história dos tubarões remonta a mais de 3% do tempo até o início do universo

  • Esses fatos sempre me deixam meio atordoado. Por exemplo, o Sol dá uma volta na Via Láctea a cada cerca de 212 milhões de anos
    Isso significa que, mesmo que o Sol existisse desde o Big Bang até hoje, ele teria completado apenas cerca de 63 voltas em torno de Sagittarius A*
    Se considerarmos o momento de formação da Via Láctea, esse número diminui ainda mais. Não sou especialista, então talvez isso pareça natural para quem entende do assunto, mas para mim definitivamente soa estranho

    • Eu tive a mesma dúvida e perguntei ao Sean Carroll https://www.preposterousuniverse.com/podcast/2023/10/09/ama-october-2023/
      Ele não entrou em muitos detalhes, mas respondeu que não é evidente por que deveríamos relacionar o número de rotações da Via Láctea com sua estrutura complexa e simétrica
      Segundo ele, os braços espirais vistos em galáxias como a Via Láctea não são estruturas que giram juntas como um corpo rígido; são mais como regiões onde ocorre formação de estrelas e a galáxia parece mais brilhante
      Então, se a preocupação é como a estrutura espiral se forma, a resposta foi que ela pode se formar com bastante facilidade em apenas uma ou duas rotações, e que ele não vê necessidade de 68 rotações, muito menos de um número ainda maior
    • Outro fato divertido: o número de árvores na Terra é de cerca de 3×10¹², maior que o número de estrelas da Via Láctea, estimado em 1–4×10¹¹
      [1] "Mapping tree density at a global scale" https://www.nature.com/articles/nature14967
    • Concordo. Outra coisa que me surpreendeu foi que a idade da própria Terra é cerca de 1/3 da idade do universo
      Antes, eu tinha uma ideia vaga de que a escala de tempo do universo era esmagadoramente maior que a vida útil da Terra
    • É impressionante que seja possível medir, de alguma forma, o período orbital

  • Há um ótimo simulado em um episódio de Cosmos, de Sagan, mostrando como as constelações mudam com o tempo
    Nele, ele também explica a paralaxe e outros fenômenos importantes

    • Em The Stars (1952), de H. A. Rey, havia uma sequência de quadrinhos em que um homem primitivo, um homem de terno cinza de flanela e um homem do futuro olhavam, cada um em sua época, para a Ursa Maior
      When They Severed Earth From Sky (2004), de Barbers, parte da hipótese de que, em várias mitologias antigas, as histórias de mudança da realeza celeste correspondem à precessão dos solstícios e equinócios ao longo do zodíaco
      Por exemplo, para a mitologia grega, ele associa CHAOS/OURANOS/KRONOS/ZEUS a pontos sazonais como Libra·Cancer, Virgo·Gemini, Leo·Taurus e Cancer·Aries, respectivamente, e também apresenta tabelas paralelas das mitologias babilônica, hitita, fenícia e nórdica
      Segundo essa hipótese, quando, em 6 a.C., o ponto do equinócio de outono se moveu para Virgo e Saturn e Jupiter entraram em conjunção em Pisces, muitos povos antigos podem ter interpretado isso como a chegada de um novo reino celeste que governaria uma nova era, tornando mais fácil a aceitação de novas religiões como o Mithraism, que se espalhou a partir do Oriente Médio naquele período
      A Fourth Eclogue 4-10, escrita por Virgil por volta de 40 a.C., também pode ser lida como uma profecia de uma nova era. No entanto, por esse cálculo, a "Age of Aquarius" só começaria por volta de 2160, então, na percepção de vida das pessoas dos anos 1960, ainda era um futuro bem distante
    • Lembro de ter visto, em um livro de ciências no ensino fundamental, alguns diagramas mostrando a Ursa Maior de hoje e sua aparência daqui a 50 mil anos
      Isso foi nos anos 1970
      Quando criança, era uma sensação estranha “ver” algo que eu considerava estático mudar, e isso levou a reflexões mais profundas

  • Fiquei surpreso ao saber que se acredita que a Pangaea tenha se formado e se separado pelo menos cinco vezes até agora

    • Pangaea é apenas o nome do supercontinente mais recente
      Os supercontinentes do passado têm seus próprios nomes: https://en.wikipedia.org/wiki/Supercontinent
    • O próprio Tolkien não tinha certeza se estamos na Sexta Era ou na Sétima Era
      Ele escreveu que esperava que o intervalo longo, mas indefinido, entre a queda de Barad-dûr e os dias atuais fosse suficiente para dar credibilidade literária até mesmo a leitores familiarizados com o que se sabia ou se supunha sobre a “pré-história”
      Ele imaginava esse intervalo como algo em torno de 6.000 anos e, se a duração das eras fosse parecida com a da Segunda e da Terceira Era, hoje estaríamos no fim da Quinta Era; mas, considerando que as eras se aceleraram, imaginava que na verdade estaríamos no fim da Sexta Era ou já na Sétima Era
      A fonte é The Letters of J.R.R. Tolkien, Letter 211

  • Mais uma: os dinossauros existiram do outro lado da galáxia
    Desde então, a galáxia girou cerca de meia volta

    • A Via Láctea também está se movendo pelo espaço
      Portanto, é bem possível que os dinossauros na verdade estivessem em um ponto muito distante do espaço intergaláctico

  • Este texto me fez lembrar de quando eu brincava com softwares de simulação astronômica como o Redshift, da Maris Multimedia
    Pesquisando, como costuma acontecer em posts do HN, acabei chegando até a uma versão moderna: https://redshiftsky.com
    Também há uma breve história de produtos famosos. A parte de aviação também vale a pena ver: http://archaic.maris.com/content/indexe5cc.html
    Versões antigas do Redshift podem ser baixadas ou encontradas no Internet Archive: https://archive.org/details/redshift_202204, https://archive.org/details/redshift2, https://archive.org/details/Redshift_3_Maris_Multimedia_1998

  • Com que precisão dá para prever quando Betelgeuse vai explodir? Qual seria o intervalo de confiança?

    • Literalmente, pode ser a qualquer momento nos próximos 10 mil anos
      Pelo que sei, a distribuição de probabilidade é bastante plana, e o intervalo pode ser de 1 mil anos, 10 mil anos ou até 1 milhão de anos
    • Parte do problema é que há poucas observações diretas de supernovas, e elas são indiretas
      Há poucos casos registrados que possam ser usados para julgamento

  • Animação feita com dados da GAIA: https://www.esa.int/ESA_Multimedia/Videos/2020/12/Gaia_s_stellar_motion_for_the_next_1.6_million_years