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O ano-luz é uma unidade de comprimento usada para expressar distâncias astronômicas e é equivalente a cerca de 9,46 trilhões de quilômetros (9,46×1012 km).[a] Conforme definido pela União Astronômica Internacional (IAU), um ano-luz é a distância que a luz viaja no vácuo em um ano juliano (365,25 dias).[2] Por incluir a palavra "ano", o termo ano-luz às vezes é mal interpretado como uma unidade de tempo.[3]
O ano-luz é mais frequentemente usado ao expressar distâncias a estrelas e outras distâncias em uma escala galáctica, especialmente em contextos não especializados e publicações científicas populares.[3] A unidade mais comumente usada na astronomia profissional é o parsec (símbolo: pc, cerca de 3,26 anos-luz) que deriva da astrometria: é a distância na qual uma unidade astronômica subtende um ângulo de um segundo de arco.[2]
Definições
Conforme definido pela União Astronômica Internacional (IAU), o ano-luz é o produto do ano juliano[b] (365,25 dias em oposição ao ano gregoriano de 365,2425 dias) e a velocidade da luz (7008299792458000000♠299792458 m/s). Ambos os valores estão incluídos no Sistema de Constantes Astronômicas IAU (1976), usado desde 1984.[5] A partir disso, as seguintes conversões podem ser derivadas. A abreviatura IAU reconhecida para ano-luz é ly,[2] embora outros padrões como ISO 80000 usem "l.y."[6][7] e abreviações localizadas sejam frequentes, como "al" em francês (de année-lumière), espanhol (de año luz), italiano (de anno luce), "Lj" e alemão (de Lichtjahr), etc.
Antes de 1984, o ano tropical (não o ano juliano) a velocidade da luz medida (não definida) foram incluídos no Sistema de Constantes Astronômicas da IAU (1964), usado de 1968 a 1983.[8] O produto do J1900.0 de Simon Newcomb com ano tropical médio de 31 556 925,9747 efemérides segundos e uma velocidade da luz de 7008299792500000000♠299792.5 km/s produziu um ano-luz de 9,460530×1015 m (arredondado para os sete dígitos significativos na velocidade da luz) encontrado em várias fontes modernas[9][10][11] foi provavelmente derivado de uma fonte antiga, como o trabalho de referência de Astrophysical Quantities de 1973 de Clabon Allen,[12] que foi atualizado em 2000, incluindo o valor IAU (1976) citado acima (truncado para 10 dígitos significativos).[13]
Outros valores de alta precisão não são derivados de um sistema coerente da IAU. Um valor de 9,460 536 207×1015 m encontrado em algumas fontes modernas[14][15] é o produto de um ano gregoriano médio (365,2425 dias ou 7007315569520000000♠31556952 s) e a velocidade definida da luz (7008299792458000000♠299792458 m/s). Outro valor, 9,460 528 405×1015 m,[16] é o produto da média do ano tropical J1900.0 e a velocidade da luz definida.
Abreviaturas usadas para anos-luz e múltiplos de anos-luz são
- "ly" para um ano-luz[2]
- "kly" para um quiloano-luz (1 000 anos-luz)[17]
- "Mly" para um megaano-luz (1 000 000 anos-luz)[18]
- "Gly" para um gigaano-luz (1 000 000 000 anos-luz)[19]
História
A unidade de ano-luz apareceu alguns anos após a primeira medição bem-sucedida da distância a uma estrela diferente do Sol, por Friedrich Wilhelm Bessel em 1838. A estrela era 61 Cygni, e ele usou um heliômetro de 6,2 polegadas (160 mm) projetado por Joseph von Fraunhofer. A maior unidade para expressar distâncias no espaço naquela época era a unidade astronômica, igual ao raio da órbita da Terra (1,50×108 km). Nesses termos, cálculos trigonométricos baseados na paralaxe de 61 Cygni de 0,314 segundos de arco, mostraram que a distância até a estrela era de 7005660000000000000♠660000 unidades astronômicas (9,9×1013 km). Bessel acrescentou que a luz levava 10,3 anos para percorrer essa distância.[20] Ele reconheceu que seus leitores apreciariam a imagem mental do tempo de trânsito aproximado da luz, mas se absteve de usar o ano-luz como uma unidade. Ele pode ter se ressentido de expressar distâncias em anos-luz porque isso reduziria a precisão de seus dados de paralaxe devido à multiplicação com o parâmetro incerto da velocidade da luz.
A velocidade da luz ainda não era conhecida com precisão em 1838; seu valor mudou em 1849 (Fizeau) e 1862 (Foucault). Ainda não era considerada uma constante fundamental da natureza, e a propagação da luz através do éter ou do espaço ainda era enigmática.
A unidade de ano-luz apareceu em 1851 em um artigo astronômico popular alemão de Otto Eduard Vincenz Ule.[21] Ule explicou a estranheza de um nome de unidade de distância terminando em "ano" comparando-o a uma hora de caminhada (Wegstunde).
Um livro astronômico popular alemão contemporâneo também notou que ano-luz é um nome estranho.[22] Em 1868, um jornal inglês rotulou o ano-luz como uma unidade usada pelos alemães.[23] Arthur Stanley Eddington chamou o ano-luz de uma unidade inconveniente e irrelevante, que às vezes se arrastou do uso popular para as investigações técnicas.[24]
Embora os astrônomos atuais geralmente prefiram usar o parsec, o ano-luz também são usados popularmente para medir as extensões do espaço interestelar e intergaláctico.
Uso do termo
As distâncias expressas em anos-luz incluem aquelas entre estrelas na mesma área geral, como aquelas pertencentes ao mesmo braço espiral ou aglomerado globular. As próprias galáxias têm diâmetro de alguns milhares a algumas centenas de milhares de anos-luz e são separadas das galáxias e aglomerados de galáxias vizinhas por milhões de anos-luz. As distâncias a objetos como quasares e a Grande Muralha Sloan chegam a bilhões de anos-luz.
Lista de ordens de magnitude para comprimento
| Escala (ly)
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Valor
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Item
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| 10−9
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7008382213511092264♠4.04×10−8 ly
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A luz solar refletida da superfície da Lua leva 1,2 a 1,3 segundos para percorrer a distância até a superfície da Terra (viajando cerca de 350 000 a 400 000 quilômetros).
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| 10−6
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7011149479541466776♠1.58×10−5 ly
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Uma unidade astronômica (a distância do Sol à Terra). Leva aproximadamente 499 segundos (8,32 minutos) para a luz percorrer essa distância.[25]
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| 7012120151277001776♠1.27×10−4 ly
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A sonda Huygens pousou em Titã, perto de Saturno, e transmite imagens de sua superfície, a 1,2 bilhões de quilômetros da Terra.
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| 7012476820815818072♠5.04×10−4 ly
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New Horizons encontra Plutão a uma distância de 4,7 bilhões de quilômetros, e a comunicação leva 4 horas e 25 minutos para chegar à Terra.
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| 10−3
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7013192998901640648♠2.04×10−3 ly
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A sonda espacial mais distante, a Voyager 1, estava a cerca de 18 horas-luz de distância da Terra em outubro de 2014.[26] Levará cerca de 17 500 anos para atingir um ano-luz em sua velocidade atual de cerca de 17 km/s (61 155 km/h) em relação ao Sol. Em 12 de setembro de 2013, os cientistas da NASA anunciaram que a Voyager 1 havia entrado no meio interestelar do espaço em 25 de agosto de 2012, tornando-se o primeiro objeto feito pelo homem a deixar o Sistema Solar.[27]
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| 7013215704654774842♠2.28×10−3 ly
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Voyager 1 em outubro de 2018, a quase 20 horas-luz da Terra
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| 100
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7016151371687561292♠1.6×100 ly
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A nuvem de Oort tem aproximadamente 2 anos-luz de diâmetro. Especula-se que seu limite interno esteja em 50 000 au, com sua borda externa em 100 000 au.
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| 7016189214609451616♠2.0×100 ly
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Extensão máxima da dominância gravitacional do Sol (Esfera de Hill), 125 000 au). Além disso, está o meio interestelar gravitacional ex-solar profundo.
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| 7016401134972037425♠4.24×100 ly
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A estrela conhecida mais próxima (além do Sol), Proxima Centauri, está a cerca de 4,24 anos-luz de distância.[28][29]
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| 7016813622820641948♠8.6×100 ly
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Sirius, a estrela mais brilhante do céu noturno. Duas vezes mais massivo e 25 vezes mais luminoso do que o Sol, ele supera as estrelas mais luminosas devido à sua proximidade relativa.
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| 7017112582692623711♠1.19×101 ly
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HD 10700 e, um candidato extra-solar para um planeta habitável. 6,6 vezes mais massivo que a Terra, está no meio da zona habitável da estrela Tau Ceti.[30][31]
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| 7017193944974687906♠2.05×101 ly
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Gliese 581, uma estrela anã vermelha com vários exoplanetas detectáveis.
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| 7018293282644650004♠3.1×102 ly
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Canopus, o segundo mais brilhante no céu atrás apenas de Sirius, um gigante brilhante tipo A9 10700 vezes mais luminoso que o sol.
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| 103
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7019283821914177424♠3×103 ly
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A0620-00, o segundo buraco negro conhecido mais próximo, está a cerca de 3,000 anos-luz de distância.
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| 7020245978992287100♠2.6×104 ly
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O centro da Via Láctea está a cerca de 26 000 anos-luz de distância.[32][33]
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| 7020946073047258079♠1×105 ly
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A Via Láctea tem cerca de 100 000 anos-luz de diâmetro.
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| 7021156102052797583♠1.65×105 ly
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RMC 136a1, na Grande Nuvem de Magalhães, a estrela mais luminosa conhecida com 8,7 milhões de vezes a luminosidade do Sol, tem uma magnitude aparente de 12.77, apenas mais brilhante do que 3C 273.
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| 106
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7022236518261814520♠2.5×106 ly
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A Galáxia de Andrômeda está a aproximadamente 2,5 milhões de anos-luz de distância.
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| 7022283821914177424♠3×106 ly
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A Galáxia do Triângulo (M33), a cerca de 3 milhões de anos-luz de distância, é o objeto mais distante visível a olho nu.
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| 7023558183097882267♠5.9×107 ly
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O grande aglomerado de galáxias mais próximo, o aglomerado de Virgem, está a cerca de 59 milhões de anos-luz de distância.
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| 7008150000000000000♠1.5×108 – 7024236518261814520♠2.5×108 ly
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O Grande Atrator fica a uma distância de algo entre 150 e 250 milhões de anos-luz (sendo a última a estimativa mais recente).
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| 109
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7025113528765670969♠1.2×109 ly
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A Grande Muralha Sloan (não deve ser confundida com a Grande Muralha e Her–CrB GW) foi medida como estando a aproximadamente 1 bilhão de anos-luz de distância.
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| 7025227057531341939♠2.4×109 ly
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3C 273, opticamente o quasar mais brilhante, de magnitude aparente 12,9, apenas mais escuro do que o RMC 136a1. 3C 273 está a cerca de 2.4 bilhões de anos-luz de distância.
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| 7026432355382596942♠4.57×1010 ly
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A distância comóvel da Terra até a borda do universo visível é de cerca de 45,7 bilhões de anos-luz em qualquer direção; este é o raio comovente do universo observável. Isso é maior do que a idade do universo ditada pela radiação cósmica de fundo.
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Unidades relacionadas
As distâncias entre objetos dentro de um sistema estelar tendem a ser pequenas frações de um ano-luz e geralmente são expressas em unidades astronômicas. No entanto, unidades menores de comprimento podem ser formadas de maneira semelhante, multiplicando as unidades de tempo pela velocidade da luz. Por exemplo, o segundo-luz, útil em astronomia, telecomunicações e física relativística, tem exatamente 7008299792458000000♠299792458 metros ou 1⁄7007315576000000000♠31557600 de um ano-luz. Unidades como minuto-luz, hora-luz e dia-luz são algumas vezes usadas em publicações científicas populares. O mês-luz, aproximadamente um duodécimo de um ano-luz, também é usado ocasionalmente para medidas aproximadas.[34][35] O Planetário Hayden especifica o mês-luz com mais precisão como 30 dias de tempo de viagem na luz.[36]
A luz viaja aproximadamente um pé em um nanossegundo; o termo "pé-luz" às vezes é usado como uma medida informal de tempo.[37]
Notas
- ↑ Um trilhão aqui é uma escala curta, ou seja 1012
- ↑ Um ano juliano tem exatamente 365.25 dias (ou 7007315576000000000♠31557600 s com base em um dia exatamente 86 400 segundos SI)[4]
Referências
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- ↑ a b c d e International Astronomical Union, Measuring the Universe: The IAU and Astronomical Units, consultado em 10 de novembro de 2013
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