Qual a diferença entre magnitude aparente e magnitude absoluta?

Desde os tempos antigos os astrônomos já percebiam que as estrelas tinham brilhos diferentes. Eles concluíram, então, que as estrelas teriam tamanhos diferentes, classificando-as em primeira grandeza, segunda grandeza, até a sexta grandeza. As de primeira grandeza eram as mais luzentes, as de sexta grandeza estavam no limiar da visão humana. Hoje, o termo grandeza foi substituído por magnitude aparente. Mas a magnitude aparente não representa o brilho real de uma estrela, logo, surgiu também uma nova medição: a magnitude absoluta.

Qual a diferença entre as duas? Como elas são calculadas?

Magnitude aparente

Como o nome sugere, a magnitude aparente nos diz o quão brilhante um corpo celeste é quando visto da Terra.

Vamos citar dois exemplos. Vênus é o ponto mais brilhante do céu. Mas isso não quer dizer que Vênus seja mais brilhante que outras estrelas, apenas que Vênus está bem mais perto de nós — cerca de 60 milhões de quilômetros; e Sirius, na constelação de Canis Majoris, é a estrela mais brilhante do céu, mas isso não quer dizer que Sirius seja a estrela com a maior classificação de luminosidade de todas, apenas que ela está bem próxima de nós, apenas 8,6 anos-luz.

A técnica para a medição da magnitude aparente se chama fotometria e o cálculo usa medição de fluxo luminoso de uma estrela dentro de uma escala logarítmica. Para a observação astronômica na Terra usamos muito a magnitude aparente, pois ela diz o quão brilhante é um objeto quando visto a olho nu, por um telescópio ou fotografado com uma câmera. A magnitude também diz a quantidade de corpos celestes que podem ser vistos de acordo com a escala de poluição luminosa (chamada de escala Bortle).

É muito importante lembrar que os objetos mais brilhantes têm escala de magnitude negativa, enquanto os objetos mais apagados têm magnitude positiva. Na magnitude aparente, Vênus tem escala -4,2 e Sirius tem -1,46, enquanto Bellatrix tem +1,64 e a nebulosa de Órion tem +4,00. O “marco zero” para a definição da magnitude é a estrela Vega.

Em uma noite de céu claro e baixa poluição luminosa, o limiar da visão humana é de estrelas com até +6,5 de magnitude visual.

Magnitude absoluta

Como o brilho de uma estrela não varia apenas devido ao seu tamanho, mas também devido às distâncias envolvidas, a magnitude absoluta foi uma forma encontrada para normalizar o brilho dos corpos celestes. Essa escala absoluta mostra qual seria o brilho das estrelas se todas elas estivessem em uma mesma distância de 10 parsecs — aproximadamente 32,6 anos-luz.

A magnitude absoluta também desconsidera qualquer extinção, ou seja, desconsidera quaisquer absorção ou dispersão de luz causada por nuvens de poeira cósmica ou matéria interestelar.

Um exemplo de como isso é importante: Capella aparenta ser muito mais brilhante do que Deneb, no entanto, Deneb é uma estrela supergigante azul, muito maior e mais luminosa. É a distância mais curta que faz Capella aparentar mais brilhante do que Deneb. Enquanto Capella está a 43 anos-luz de nós, Deneb está muito mais distante, 2.620 anos-luz.

Na tabela acima podemos ver que Deneb é tão grande e luminosa que se estivesse a uma distância de 32,6 anos-luz ela aparentaria mais brilhante que Vênus!

É importante mencionar também que a magnitude pode variar de acordo com o comprimento de onda. Estrelas podem ser extremamente brilhantes no espectro infravermelho (como anãs marrons), mas quase invisíveis nos telescópios ópticos. Por isso, quando falamos em magnitude de forma mais generalizada, estamos falando da magnitude visual absoluta, ou seja, nos comprimentos de onda de luz visível.

A medição da magnitude absoluta é importante na astronomia para aferir distâncias e determinar a correta classificação espectral de uma estrela, dessa forma podemos facilmente identificar se uma estrela vermelha é uma anã vermelha, como Próxima Centauri, ou uma supergigante vermelha, como Betelgeuse.

O Sol é quantas vezes mais brilhante que a Lua?

A magnitude aparente do Sol é -26,74, enquanto a magnitude aparente de uma Lua cheia é de -12,74. Lembre-se, a escala é logarítmica (uma redução de 5 magnitudes representa uma queda de brilho num fator de 100), portanto não é só pegar a magnitude da Lua e multiplicar por dois. Como calcular, então?

Primeiro, vamos simplesmente pegar a diferença das magnitudes fazendo uma subtração (que chamaremos apenas de $x$):

$$x = m_1 – m_2 = (-12,74) – (-26,74) = 14,00$$

Agora calcularemos o fator de brilho (obtido em outros cálculos mais complexos):

$$v_b = 10^{0,4x} = 10^{0,4 \times 14,00} = 398107$$

Portanto, o Sol é cerca de 400 mil vezes mais brilhante do que a Lua cheia. 🙂

Ilustrando este post, o aglomerado de Plêiades, na constelação de Touro.