nº 006
18 de Setembro de 2004

O Sistema
Alpha Centauri

 
Irineu Gomes Varella*
 
 

Na grande constelação austral do Centauro, que envolve quase totalmente o Cruzeiro do Sul, encontra-se a terceira estrela mais brilhante do céu noturno - a Alpha Centauri, conhecida, também, pelos nomes próprios de Toliman e Rigil Kentaurus ( o pé do Centauro ). É o sistema estelar mais próximo do Sol e foi a terceira estrela a ter sua distância anunciada (T. Henderson, 1839).

Fig. 1 - Projeção, sobre o plano do céu, da órbita relativa de Alpha Cen B ao redor de Alpha Cen A.

À vista desarmada destaca-se apenas pelo seu forte brilho aparente ( m = -0,29 ). Quando, porém, é observada, mesmo por um pequeno telescópio, revela-se como um par de estrelas de brilhos aproximadamente iguais. Entretanto, Centauri é, na realidade, um sistema triplo de estrelas, isto é, três estrelas associadas gravitacionalmente. As duas componentes mais brilhantes, chamadas Cen A ( = HD 128.620 ) e Cen B ( = HD 128.621 ) são estrelas com dimensões muito próximas às do nosso Sol e distam entre si 23,32 UA ( 23,32 Unidades Astronômicas ), em média.

A figura 1 ilustra a projeção da órbita relativa da componente B, em um plano tangente à esfera celeste no ponto onde se localiza Cen A ( plano do céu ), assinalando suas posições no período de 2000 a 2080. Como se depreende, a separação angular entre as estrelas A e B é variável, indo de 2" a 22". No ano 2000 ela será de 14,2", estando a estrela B com 222º de ângulo de posição, contado a partir da direção norte, no sentido N-E-S-O. A menor separação ocorrerá em 2037 e a maior deu-se em 1980 (datas aproximadas). Na tabela I estão os valores dos ângulos de posição (AP), em graus, e das separações angulares (DIST), em segundos de arco, entre as duas estrelas, para o período de 1985 a 2020.


TABELA I - POSIÇÕES RELATIVAS DE ALPHA Cen B

ANOS
AP ( º )
DIST ( " )
1985
212
21,2
1990
215
19,7
1995
218
17,3
2000
222
14,2
2005
230
10,6
2010
245
6,8
2015
289
4,1
2020
346
5,5

A variação da distância entre as estrelas A e B, na órbita real ( não em projeção ) é de 11,29 UA (periastro) a 35,35 UA (apoastro). Vale lembrar ao leitor que 1 Unidade Astronômica (1 A = 1 UA) equivale, aproximadamente, a 150 milhões de quilômetros.

Assim, quando Cen B está a 11,29 UA da componente A do sistema, a distância entre elas é um pouco superior à do Sol ao planeta Saturno e na ocasião do máximo afastamento (35,35 UA), a separação entre ambas é equivalente à do Sol a um ponto intermediário entre as órbitas de Netuno (que está, em média, a 30 A do Sol) e Plutão (a 40 UA do Sol, em média). Na figura 2 está representada a órbita real da estrela Cen B ao redor de Cen A, sobreposta às órbitas dos planetas do Sistema Solar, como se Cen A estivesse no lugar do Sol.

Fig. 2 - Órbita da estrela Alpha Centauri B sobreposta ao Sistema Solar.

A duplicidade dessa estrela foi descoberta em dezembro de 1689 pelo padre jesuita e astrônomo Richaud em Pondicherry, na Índia, enquanto observava um cometa que havia descoberto naquele ano. Desde as primeiras medidas da posição da componente B em relação à componente A realizadas por N. L. Lacaille em 1751/52 na Cidade do Cabo, já foram observadas três voltas de B ao redor de A. O movimento orbital de Cen B completa-se a cada 79,92 anos. Os demais elementos da órbita real de Cen B ao redor de Cen A, calculados por W.D. Heintz em 1960, estão na tabela II. Com base neles e com o conhecimento da paralaxe do sistema ( = 0,751" ), podemos, então, determinar:

  1) Semi-eixo maior da órbita: a = ( / )" = 23,32 UA;
  2) Distância no periastro: dP = a ( 1 - e ) = 11,29 UA;
  3) Distância no apoastro: dA = a ( 1 + e ) = 35,35 UA.


TABELA II - ELEMENTOS DA ÓRBITA REAL DE ALPHA Cen B

ELEMENTO ORBITAL
VALOR
Semi-eixo maior ( a )
17,515"
Excentricidade orbital ( e )
0,516
Inclinação do plano orbital com o plano do céu ( I )
79,24°
Longitude do periastro ( )
231,56°
Angulo de posição da linha dos nodos ( )
204,87°
Época de passagem pelo periastro ( T )
1955,56
Período orbital ( P )
79,92 anos

 

A ESTRELA MAIS PRÓXIMA DO SISTEMA SOLAR

Uma terceira componente, denominada Cen C, foi descoberta em 1915 pelo astrônomo escocês ROBERT THORBURN AYTON INNES ( 1862-1933 ) quando estava trabalhando no Union Observatory em Joanesburgo, África do Sul.

Fig. 3 - Comparação entre os tamanhos das componentes do sistema Alpha Centauri ABC e o Sol.


Alpha Centauri C é uma pequena estrela anã vermelha de fraco brilho e com diâmetro aproximado de 6 vêzes o da Terra. Não nos é possível observá-la com telescópios de pequeno porte pois a sua luminosidade é bastante reduzida. Ela está situada a 1º51’ em declinação ao sul e a 10 min, em ascensão reta, a oeste do par AB. A distância que a separa de Cen AB é da ordem de 1/5 de ano-luz (cerca de 13.000 Unidades Astronômicas), o que equivale a aproximadamente 325 vêzes a distância do Sol ao planeta Plutão. Estima-se que Cen C empregue ao redor de 500.000 anos para completar uma revolução ao redor do baricentro do sistema Cen AB.

Além de seu reduzido tamanho e brilho, sua massa é da ordem de 1/10 da massa do Sol. Embora com estas características que a colocam, aparentemente, como uma estrela de pouca importância, Cen C tem, no entanto, pelo menos duas peculiaridades importantes:

(a) é a estrela mais próxima do Sistema Solar estando a apenas 4,22 anos-luz do Sol, sendo, por isso, denominada PROXIMA CENTAURI ( Proxima escreve-se sem acentuação. Em Astronomia utiliza-se a expressão PROXIMA CENTAURI em latim ). Mais recentemente (1993), o astrônomo George F. Benedict e sua equipe, da Universidade do Texas, revisaram o valor da distância de Cen C, utilizando as observações feitas com o Hubble Space Telescope (HST) a partir de março de 1992, encontrando o valor de 4,249 ± 0,003 anos-luz;

(b) é uma estrela do tipo “flare”, isto é, tem seu brilho abruptamente alterado por erupções de curta duração que ocorrem em intervalos irregulares. Por esse fato, é designada, também, como V645 Centauri ( nomenclatura utilizada na Astronomia para as estrelas variáveis ).

Além dessas, destaca-se, ainda, a descoberta anunciada em 1993 por George F. Benedict que, a partir de observações efetuadas com o HST, encontrou variações periódicas no brilho de Cen C com intervalos de 41 dias. Segundo Benedict, a variação detectada de 0,01 magnitude pode ser atribuída à presença de enormes grupos de manchas cobrindo grande parte de um hemisfério da estrela que se volta para o observador terrestre durante o período de rotação da estrela ao redor de seu eixo em 41 dias.


PARÂMETROS FÍSICOS, GEOMÉTRICOS E CINEMÁTICOS DO SISTEMA

Na tabela III estão agrupadas algumas características físicas e geométricas das três componentes do sistema, a saber: a classe espectral ( CE ), a cor, a luminosidade ( L ), o diâmetro ( D ), a massa ( M ), a magnitude aparente ( m ) e a magnitude absoluta ( M ). A luminosidade, o diâmetro e a massa estão apresentadas tomando-se o correspondente valor para o Sol como unidade.


TABELA III : CARACTERÍSTICAS FÍSICAS E GEOMÉTRICAS

ESTRELA
CE
COR
L
D
M
m
M
Cen A
G2V
Amarela
1,56
1,07
1,10
- 0,01
+ 4,37
Cen B
K1V
Alaranjada
0,45
1,22
0,85
+ 1,33
+ 5,71
Cen C
M5.5Ve
Vermelha
6 x 10-5
0,05
0,1
+11,05
+15,49

As posições e as velocidades das três componentes do sistema: a ascensão reta (AR) e a declinação (DECL) para a época 2000.0, a distância (DIST) ao Sistema Solar em anos-luz (Karl Kamper & Adriaan Wesselink, 1978), os movimentos próprios anuais em segundos de arco (MP) e as velocidades radiais (R), tangenciais (T) e espaciais (S), em relação ao Sol, em km/s, encontram-se relacionadas na tabela IV. Os sinais negativos nas velocidades radiais significam que as estrelas se aproximam do Sistema Solar.


TABELA IV : POSIÇÕES E VELOCIDADES

ESTRELA
AR
DECL
DIST
MP
R
T
S
Cen A
14h 39m 36,7s
-60º 50' 02"
4,34 ± 0,03
3,678
-25
23
34
Cen B
14h 39m 35,4s
-60º 50' 13"
4,34 ± 0,03
3,678
-21
23
31
Cen C
14h 29m 42,0s
-62º 41' 07"
4,22 ± 0,02
3,850
-16
24
29

Com base nos valores das duas tabelas é possível estimar que daqui a 28.000 anos, a distância ao Sol do sistema Cen AB será de apenas 3,2 anos-luz, correspondendo a um aumento de brilho do conjunto de 0,7 magnitudes. A magnitude combinada do par Cen AB será m = - 0,99 não chegando, portanto, a superar o atual brilho da estrela Sirius ( CMa ), cuja magnitude aparente é -1,46.

O leitor que não esteja familiarizado com as constelações poderá localizar a estrela Alpha Centauri ( e outras ) no céu, com o auxílio do livro RECONHECIMENTO DO CÉU de Paulo G. Varella (Editora da Universidade de Brasília, 1993) ou com os mapas especialmente preparados para a observação do céu de São Paulo editados pelo autor e por Priscila Di Cianni Ferraz de Oliveira ( ATLAS DO CÉU DE SÃO PAULO ).

Fig.4 - Mapa com a localização da estrela Alpha Centauri, à leste do Cruzeiro do Sul.


Para facilitar a localização de Alpha Centauri no céu, apresentamos um mapa mostrando a sua posição em relação à constelação do Cruzeiro do Sul (fig.4). Dispondo de uma pequena luneta (com objetiva entre 5 e 10 cm de diâmetro) poder-se-á observar as duas estrelas principais do sistema que se encontram separadas atualmente por cerca de 14". Já a observação de Cen C é muito mais difícil, não só pelo seu fraco brilho mas, principalmente, pelo fato dela se encontrar em meio a uma quantidade muito grande de estrelas com brilhos semelhantes, em plena faixa da faixa da Via Láctea. Na figura 5 encontra-se o campo estelar com a posição da Proxima Centauri em relação ao par AB.

Fig. 5 - Localização da estrela Proxima Centauri ( Alpha Cen C ) em relação ao par Alpha Cen AB.
Montagem do autor sobre uma fotografia de John R. Henley ( Austrália ).


BIBLIOGRAFIA:

1. A NEW distance for Proxima Centauri. In: Sky & Telescope. Cambridge (MA): v.86, nº4, p.13, Oct.1993.

2. DIBON-SMITH, R. StarList 2000: a quick reference star catalog for astronomers. New York: Wiley Science editions |c1992| 400p.

3. SKY CATALOGUE 2000.0 / Alan Hirshfeld; Roger W. Sinnott (ed.). Cambridge (MA): Sky Publishing Co. v.1 1982; v.2 1985.

4. SPOTTED Proxima Centauri. In: Sky & Telescope. Cambridge (MA): v.85, nº 4, p.9, Apr. 1993.

5. VARELLA, I.G. O sistema Alpha Centauri. São Paulo: Planetário e Escola Municipal de Astrofísica, 1984.

6. ____________ . O sistema Alpha Centauri. Boletim do CARJ, Rio de Janeiro, vol.15, nº 2, Abr.-Jun., 1990.

7. ____________ . O sistema Alpha Centauri. Zodíaco-Ouranos - Informativo Astronômico, Fortaleza, dez.1991.

 

 
Produção, autores e contatos

* Irineu Gomes Varella

Astrônomo. Diretor do Planetário do Ibirapuera
e da Escola Municipal de Astrofísica
de São Paulo, no período de 1980 a 2002.

Priscila D. C. F. de Oliveira

Coordenadora do Centro de Documentação Técnica e Científica em Astronomia do Planetário e Escola
Municipal de Astrofísica de São Paulo, desde 1991.

Web Designer: Irineu Gomes Varella
Ultima revisão: 08 de maio de 2010 - 17:47 TU

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