Chuva de meteoros

Ao olharmos cuidadosamente o céu limpo noturno, podemos observar uma série de fenômenos interessantes. Um deles é o popularmente chamado de estrela cadente, que não é propriamente uma estrela, mas um fragmento muito pequeno originário de cometas e asteróides. Estes objetos vagam pelo espaço e, por vezes, encontram a Terra. Ao cruzarem velozmente a atmosfera terrestre, esquentam rapidamente devido à resistência do ar, ficando incandescentes e formando os rastros brilhantes que chamamos de estrelas cadentes ou meteoros. Devido às altas temperaturas, boa parte deles vaporiza-se por completo, e não chega à superfície da Terra. Quando observamos este fenômeno em abundância, dizemos que estamos vendo uma chuva de meteoros e, neste caso, sua origem se deve geralmente à passagem de algum cometa. Se, no entanto, algum pedaço do meteoro não vaporiza e cai no solo, é então chamado meteorito. Os meteoritos de tamanho apreciável podem abrir grandes crateras, como a do Arizona, nos Estados Unidos.
Mas como os cometas participam deste fenômeno? Para entendermos isso, vamos voltar um pouco no tempo. A chuva de meteoros é objeto recente de estudo dos astrônomos, que passaram a acompanhá-la metodicamente somente a partir do século 19. Entretanto, há anotações históricas que descrevem o seu aparecimento em épocas e lugares tão remotos como, por exemplo, a China. A mais antiga descrição conhecida pode ser encontrada nos Anais da primavera e do outono, do chinês Ch'un Ch'iu, que registrou a chuva de 23 de fevereiro de 687 a.C!
 
No começo, sua origem era, ao mesmo tempo, fonte de exaltação e perplexidade. As civilizações pré-científicas consideraram os meteoros, à semelhança dos cometas, mensageiros de algum sinal, geralmente de má sorte. Na África Ocidental, certas culturas consideravam os meteoritos excrementos solares. Em outras, os meteoritos representavam as almas dos mortos regressando à Terra para renascerem, ou ainda, os Arautos de Mbomvei, o ser supremo. Para os Jukun, o meteoro representou uma oferta de alimentos vinda das estrelas. Na África Islâmica, crê-se que a estrela cadente seja um punhal enviado pelos anjos para impedir que os espíritos subam ao céu.
Já a maioria dos astrônomos pensava que os meteoros estavam associados a simples fenômenos meteorológicos, como relâmpagos, nuvens, arco-íris ou pequenos pedaços de rochas que retornavam à Terra após terem sido expelidos durante uma erupção vulcânica. Na antigüidade, foram raras as vezes em que se falou a respeito de pedras de ferro vindas do céu. O filósofo grego Aristóteles (384-322 a.C.) imaginou que fossem de origem puramente atmosférica. O nome meteoro quer dizer, em grego, "elevado no ar", naturalmente associado com o fato de ocorrerem nas camadas mais elevadas da atmosfera.
 
Esta visão começou a passar por profundas transformações rapidamente. Os contínuos relatos de "pedras que caíam do céu" começou a instigar a mente dos cientistas modernos. Em particular, o alemão Ernst Florens Friedrich Chladni (1756-1827) foi um dos primeiros a investigar seriamente a questão. Como resultado de minucioso estudo que incluiu coleta de pedras caídas do céu, publicou em 1794 um livro onde afirmava, corretamente, que pequenas partículas de matéria no espaço colidiam vez por outra com a Terra. A quantidade de informação cresceu rapidamente em 11 de novembro de 1799, data do primeiro fenômeno observado cientificamente, que ocorreu em várias regiões da América. O relato mais preciso ficou por conta do cientista alemão Alexander Humboldt (1769-1859). Em sua obra, ficou estabelecido, pela primeira vez, que as estrelas cadentes de um mesmo enxame aparentavam vir de um único ponto. Em 1865, o meteorologista R. P. Cregeste chamou o ponto de onde as pedras aparentavam vir, de radiante.
Um dos mais interessantes pesquisadores do tema, Edward Herrick (1811-1862), curiosamente não era astrônomo, sequer completou estudos secundários. Portador de uma inflamação visual crônica e, portanto, suscetível ao fracasso nos estudos, seus pais preferiram não dar continuidade ao seu aprendizado. Portanto, aos 16 anos, trabalhava numa livraria que atendia aos freqüentadores da Universidade de Yale em New Haven, e aos 24, já era um dos sócios da livraria. Nos três anos seguintes, seu negócio enfrentou sérios problemas, até que teve que encerrá-lo. Na noite de 9 de agosto de 1837, em meio ao colapso financeiro, Herrick percebeu uma quantidade fora do comum de meteoros. Era o começo de um trabalho brilhante, que resultou em importantes resultados para o meio astronômico.
Naquele momento, a sociedade astronômica em massa voltava-se pela primeira vez para estes objetos ainda incompreendidos. Estavam então, sob efeito do grandioso espetáculo acontecido quatro anos antes. Na noite de 12-13 de novembro de 1833, percebeu-se mais de mil estrelas cadentes por minuto, vindas da constelação do Leão! Houve quem achasse que todas as estrelas do céu estavam caindo, como fora previsto no Apocalipse de São João;o sinal de que o fim dos tempos havia chegado. Até mesmo observadores menos atentos perceberam este excepcional acontecimento, muito semelhante a uma tempestade. Herrick começou, então, um profundo estudo histórico de relatos de chuvas de meteoros. Seu objetivo era vasculhar, no passado, a existência de semelhante fenômeno em meados de agosto. Encontrou vários casos, a começar por acontecimentos verificados no Egito, em 1029, estimulando-o a escrever um artigo onde previu a existência de uma segunda chuva anual de meteoros que ocorreria em agosto.
 
O alemão Heinrich W. Brandes mediu velocidades de meteoros, encontrando valores que chegaram a 58 quilômetros por segundo, o que equivale a duas vezes a velocidade orbital da Terra. Ele ressaltou que este resultado continha importantes implicações, uma vez que nenhum corpo orbitando ao redor do Sol pode viajar com velocidades acima de 42 quilômetros por segundo nas proximidades da Terra, do contrário, este sairia do sistema solar. Portanto, se um meteoro é visto cortando a atmosfera terrestre com uma velocidade de 58 km/s, é porque deve estar viajando praticamente de frente para a Terra, ao seu encontro. Herrick questionou-se sobre a possibilidade de estas colisões desacelerarem a Terra, levando-a à inusitada situação de espiralar lentamente em direção ao Sol. Para isso, procurou evidências de que a duração do ano sofria uma gradual diminuição, o que não ocorreu. De fato, apesar de seu grande número (estima-se que 25 milhões de meteoros cruzem a atmosfera terreste todo dia) e velocidade, os meteoros são corpos de massa desprezível.
Herrick, ajudado por um grupo de amigos, realizou contagens de ocorrências de meteoros em diferentes épocas do ano, encontrando que, em média, pode-se ver 20 meteoros por hora, perfazendo cerca de 3 milhões por dia. O que podemos perceber, estava bem abaixo das estimativas atuais. E ele não considerou as chuvas de meteoros! Esta prodigiosa quantidade levou-o a outra conclusão. Estes corpos deveriam vir de uma região extremamente grande para sustentar, durante centenas de anos, a periodicidade das ocorrências. Em seus escritos, já sugeria, corretamente, que as chuvas de meteoros derivavam de corpos cometários. Esta hipótese viria a ser confirmada 28 anos depois, quando a conexão entre as órbitas de cometas e de meteoros seria demonstrada.
Isto se deu em 1864, a partir da pesquisa do astrônomo norte-americano H. A. Newton, que investigou os meteoros de novembro e previu a chuva das Leônidas, ocorrida em 1866. Concomitantemente, oastrônomo italiano Giovanni Virgínio Schiaparelli (1835-1910) anunciou a semelhança entre as órbitas do cometa 1862 III e da chuva de agosto, que pode ser percebida pelos elementos orbitais abaixo:

 

 


Perseidas
1862 III
Período
105 anos
123,4 anos
Direção do movimento
retrógrado
retrógrado
Passagem pelo periélio
1862, julho,13
1862,
agosto,22
Distância do periélio
0.9643
0.9626
Longitude do periélio
343º 28'
344º 41'
Nodo ascendente
138º 16'
137º 27'
Inclinação da órbita
64º03'
66º25'
Com base nestes números, conseguiu-se, já em 1875, prever o seu provável retorno em 1985.
Logo em seguida, o astrônomo francês Urbain Jean Joseph Leverrier (1811-1877) e o astrônomo inglês John Conch Adam (1819-1892), pesquisando independentemente, determinaram a órbita dos Leonídios e verificaram ser semelhante a uma órbita de cometa.
Sabemos que os cometas são corpos celestes de aspecto nebuloso que apresentam núcleo, coma e cauda quando se aproximam do Sol. O núcleo pode ter um diâmetro de até vários metros. À medida que o núcleo do cometa sublima, ele vai liberando partículas pelo espaço. Os fragmentos liberados passarão a percorrer a mesma órbita elíptica que o cometa descreve. Eventualmente, após algumas passagens do cometa, toda a sua trajetória estará preenchida por estes restos cometários. Este fato, a origem cometária, foi definitivamente comprovado pelo astrônomo austríaco Edmund Weiss (1837-1917), que demonstrou que os Andromedídios seguem a órbita do cometa de Biela, destroçado provavelmente na década de 1860. A chuva de meteoros do dia 27 de novembro de 1872 (mais intensa do que a dos anos anteriores) coincidiu com a data em que o cometa Biela deveria aparecer, se existisse. Já os Aquarídeos seguem a órbita do cometa de Halley, constituindo uma forte prova da gradual destruição do mais conhecido de todos os cometas, com as repetidas aproximações ao Sol. Orbitando ao redor do Sol, a Terra, por vezes, encontra estes fragmentos, que por ela são atraídos por ação de forças gravitacionais, gerando uma chuva de meteoros.
 
As chuvas de meteoros são coleções de partículas que viajam paralelamente umas às outras. Entretanto, o efeito de perspectiva faz com que elas pareçam vir de um ponto comum (radiante). Um observador visual pode, por meio das medidas de direção e velocidade angular da chuva, associar cada chuva de meteoros a um grupo particular. Assim, por exemplo, a chuva de meteoros que aparenta vir da constelação de Órion, é chamada de Oriônidas. As principais chuvas de meteoros visíveis no nosso hemisfério (Sul) são mostradas na tabela abaixo:

 
Chuva de meteoros
Data
Constelação do radiante
Quantidade por hora
Cometa associado
eta Aquáridas* 
4-6 maio
Aquário
20
Halley 
delta Aquáridas
22 julho - 
5 agosto
Aquário
20
?
Oriônidas
20-22 outubro
Órion
25
Halley
Táuridas
20 novembro-
20 dezembro
Touro
15
Enke
Leônidas*
16-18 novembro
Leão
15
Temple-Tuttle
Gemínidas
12-15 dezembro
Gêmeos
50
Phaeton (asteróide)
      *Observadas somente após a meia-noite.
Como curiosidade, o cometa Halley está provavelmente associado a duas chuvas de meteoros: Eta Aquáridas, que ocorre em maio, e Oriônidas, em outubro. A incidência de meteoros tende a ser maior logo após a passagem do cometa responsável pela chuva, pois neste caso as partículas ainda estão concentradas em determinados pontos de sua órbita.
 
Qualquer pessoa interessada pode fotografar a próxima chuva de meteoros. Para isso, recomenda-se olhar atentamente para a direção da constelação de Órion, após a meia-noite. Neste momento, ela estará a meia altura para o leste. Esta constelação é de fácil identificação, visto que possui estrelas bem conhecidas, como as Três Marias, estando próxima da constelação de Cão Maior, onde encontramos a estrela Sirius, a mais brilhante do céu. Deve-se usar uma câmera com uma relação distância focal/diâmetro da lente, baixa, de 1,2 a 2,0. O filme a ser usado deve ser, de preferência, a partir de 200 ASA. O lugar onde as fotos serão obtidas é também importante. Dê preferência a lugares onde não haja interferência luminosa das grandes cidades (serras, sítios, cidades pequenas). Este último conselho deve ser seguido por aqueles que desejarem acompanhar o fenômeno a olho nu, o que pode ser, com uma boa dose de paciência, um belo espetáculo.



Sugestões para leitura:

 ASIMOV, I. Guia para entender o cometa Halley, Ed. Brasiliense, São Paulo, 1985.

 MOURÃO, R. R. F. Introdução aos cometas, Ed. Francisco Alves, Rio de Janeiro, 1985.

 MATSUURA, O. T. Atlas do universo, Ed. Scipione, São Paulo, 1996.

 Sky & Telescope, pág. 68, agosto, 1996.

 SCALIZE JÚNIOR, E. A volta do cometa Halley, Ed. Diagrama & Texto, São Paulo, 1985.

Ref:  Fundação Planetário do Rio de Janeiro
Autor:  Paulo C. R. Pereira (Astrônomo da Fundação Planetário)