Observações telescópicas de Galileu entre 1609 e 1610

O telescópio de Galileu

Apesar de existirem controvérsias sobre quem teria inventado o telescópio, é absoluto consenso que cabe a Galileu Galilei o crédito de tê-lo imortalizado como instrumento astronômico, iniciando de forma revolucionária o processo de ampliação de nossa visão do universo e da própria humanidade.

Em maio de 1609, Galileu ouviu falar de um “instrumento para olhar coisas a distância”, constituído por um tubo com uma lente em cada extremidade,

que um a um fabricante de óculos holandês chamado Hans Lippershey teria inventado no ano anterior.

Sem nunca ter visto o aparelho de Lippershey , Galileu construiu seu primeiro telescópio (que ele chamava perspicillum) em junho, com um aumento de 3 vezes; rapidamente aprimorou-o e em novembro já tinha um telescópio com um aumento de 20 vezes, muito mais potente e nítido que qualquer outro existente nessa época. Com esse intrumento ele começou, ainda nesse mes, as meticulosas observações que marcaram o início da astronomia moderna.

Os telescópios mais potentes contruídos por Galileu chegaram a um aumento de 30x.

Um dos dois únicos telescópios galileanos remanescentes dos vários que Galileu construiu. O tubo principal, com 1273 mm de comprimento, consiste de dois tubos semicilíndricos presos com fio de cobre, tudo envolto em papel. A objetiva é um lente biconvexa de 51 mm de diâmetro; a ocular é uma lente plano-convexa de 26 mm de diâmetro. Tem aumento de 14x e campo de visão de 15minutos de arco, aproximadamente metade do diâmetro da Lua cheia. Acervo do Instituto e Museu de História da Ciência, em Florença.

Em maio de 1610 publicou um pequeno livro de astronomia, o "Sidereus Nuncius"("A Mensagem das Estrelas"), que o tornou famoso. Nele relata em detalhes as observações feitas entre fim de 1609 e início de 1610, que resultaram em suas descobertas sobre o relevo da Lua, a composição estelar da Via Láctea e os satélites de Júpiter. No livro, ele se refere aos satélites de Júpiter como "quatro planetas até então nunca vistos", e os chama "Medicea Sidera" ( Astros Mediceus) em homenagem a Cósimo de Médici, grão-Duque da Toscana, a quem dedica o livro.

A lente objetiva do telescópio com que Galileu fez as primeiras observações sobre o relevo lunar, as estrelas da Via Láctea e os satélites de Júpiter, publicadas no “Sidereus Nuncius”. A lente, em uma moldura de ébano e marfim, está exposta no Instituto e Museu de História da Ciência, em Florença.

Observaçoes da Lua

Ao apontar seu “perspicillum” para a Lua, em novembro de 1609, Galileu mostrou

que a superfície da Lua não era "polida, regular e de uma esfericidade perfeita”, mas sim “áspera e irregular, cheia de vastas proeminências e cavidades profundas”, à semelhança da superfície da própria Terra.

Até então, a ciência era dominada pelo modelo aristotélico, segundo o qual todos os corpos celestes, inclusive a Lua, eram esferas lisas livres de imperfeições. As manchas escuras visíveis desde sempre da superfície da Lua eram atribuídas a regiões que refletiam e absorviam a luz de maneira diferente, mas não poderiam jamais ser reentrâncias e saliências... Ao afirmar que a Lua tinha montanhas e crateras, tal como a Terra, Galileu pos em cheque a perfeição dos corpos celestes e consequentemente a infalibilidade dos ensinamentos aristotélicos.

Na figura acima, os desenhos da esquerda são originais de Galileu, em aquarela, mostrando a Lua em diferentes fases, como vista em suas observações feitas entre outubro de 1609 e janeiro de 1610, e evidenciam a superioridade do telescópio de Galileu frente aos de seus contemporâneos, como pode ser visto pela comparação com o desenho superior da esquerda, feito pelo astrônomo inglês Thomas Harriot, em 1609 (de acordo com alguns historiadores, meses antes das observações de Galileu).

As figuras do canto inferior direito da painel são um desenho da Lua como aparece no Sidereus Nuncius, em comparação com uma fotografia da Lua. Não existe consenso sobre a razão pela qual Galileu exagerou tanto no tamanho da cratera mostrada.

Não se sabe se o exagero foi proposital, com o intuito de salientar o efeito da sombra na cratera (ele conhecia a importância da sombra para dar a noção da profundidade) ou se foi uma incorreção causada pelo pequeno campo visual do telescópio de Galileu, que não abrangia toda a superfície da Lua, obrigando-o a fazer um desenho em mosaico.

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Galileu foi o primeiro a observer objetos celestes difusos, então agrupados sob o nome comum de nebulosas. Ficou espantado pelo imenso número de estrelas que apareciam ao seu telescópio e que não podiam ser vistas a olho nu. Descobriu que a Via Láctea, percebida até então como uma “nebulosidade esbranquiçada", era constituída por uma infinidade de estrelas.

Galileu notou que mesmo através do telescópio as estrelas continuavam aparecendo como pontos de luz, sugerindo que elas estavam a enormes distâncias da Terra.

Isso explicava por que os astrônomos não conseguiam detectar a paralaxe das estrelas, que seria esperada estando a Terra em movimento.

Desenho das Plêiades, como apresentado no Sidereus Nuncius. A olho nu pode-se ver somente 7 dessas estrelas.

No final de 1609, Júpiter estava em oposição e era o objeto mais brilhante do céu noturno, depois da Lua. Galileu estava então terminando suas observações da Lua e voltou sua atenção para Júpiter.

Nos dias 7 e 8 de janeiro de 1610, notou perto de Júpiter três pequenos pontos brilhantes, que mudavam de posição de uma noite para outra.

Na noite do dia treze do mesmo mês, observou que os pontos brilhante se movendo em torno de Júpiter eram quatro. Depois de algumas semanas de observações ele concluiu que os corpos que descreviam círculos menores ao redor de Júpiter se movimentavamm mais rápido do que aqueles que faziam círculos maiores (como Mercúrio e Vênus ao redor do Sol. Os satélites de Júpiter provavam a existência de corpos celestes girando em torno de um planeta diferente da Terra, em contradição com o sistema geocêntrico.

As ilustrações do painel acima são anotações de Galileu sobre observações telescópicas de Júpiter feitas entre janeiro e fevereiro de 1610; abaixo uma ilustração dos satélites de Júpiter, como publicado no “Sidereus Nuncius” (1610).

Em seu livro Sidereus Nuncius (Mensageiro das Estrelas), em que relata as suas descobertas sobre o relevo da Lua, a composição estelar da Via Láctea e os satélites de Júpiter, Galileu se refere aos satélites de Júpiter como "quatro planetas até" então nunca vistos", e os chama "Medicea Sidera" ( Astros Mediceus) em homenagem a Cósimo de Médici, grão-Duque da Toscana, a quem dedica o livro.

(Os nomes Io, Europa, Ganimede e Calisto, pelos quais esses satélites são conhecidos, foram dados pelo astronômo alemão Simon Marius, que os observou praticamente à mesma época que Galileu.)

A publicação do Sidereus Nuncius foi inicialmente recebida com desconfiança pelos cientistas aristotélicos, que negavam a existência dos satélites de Júpiter e recusavam-se a olhar pelo telescópio, alegando que ele produzia efeitos caleidoscópicos. Apesar disso, No entanto, Kepler, que já era dos astrônomos mais respeitado da época, deu imediato aval às descobertas de Galileu, enviando-lhe uma carta confirmando a existência dos satélites.

O livro se tornou um enorme sucesso e Galileu ficou famoso em toda a Europa.

Como recompensa pelas descobertas (e certamente tocado pela homenagem recebida tendo seu nome nos satélites de Júpiter) , Cósimo de Médice chamou Galileu para Florença para ser nomeado Filósofo e Matemático do Grão Duque da Toscana, um cargo de grande prestígio, excelente salário, e sem obrigação de lecionar.

Observações entre 1610-1613

Fases de Vênus:

Na segunda metade do ano de 1610 Galileu observou Vênus e percebeu que o planeta passa por um ciclo de fases, tal como a nossa Lua: no início de suas observações, em agosto ou setembro, o planeta tinha a aparência como um pequeno disco; em dezembro já aparecia como uma meia-lua em miniatura. (Anunciou sua descoberta em uma carta enviada para o embaixador de Toscana em Praga, Giuliano de Médice, em 1.o de janeiro de 1611, em que revela o anagrama anteriormente enviado, o qual diria “A mãe do amor (Vênus) simula as fases da Lua”. Afirma ainda que as fases de Vênus lançam luz sobre duas questões importantes:

(1) que todos os planetas são opacos por natureza e

(2) que Vênus orbita o Sol.

A descoberta das fases de Vênus constituíram um dos mais importantes argumentos a favor da teoria copernicana, pois provavam que Vênus não poderia estar sempre entre a Terra e o Sol, como propunha o modelo ptolomaico. Galileu considerou que constituíam uma prova de que Vênus orbitava o Sol, além de provar também que os planetas eram corpos opacos por natureza, e que brilhavam por refletir a luz do Sol.

Ilustração de Saturno, Júpiter, Marte e Vênus com suas fases, publicado no “Il Saggiatore” em 1623.

http://www.pacifier.com/~tpope/Venus_Page.htm

diagrama do ciclo de fases de Vênus entre a conjunção superior em 1610 e a conjunção superior em Dezembro de 1611. De acordo com o modelo geocêntrico (esquerda), visto da Terra. Vênus sempre apareceria como um crescente; no modelo heliocêntrico (direita) as fases de Vênus o ciclo completo fica explicado.

Observações de Saturno:

Observando Saturno, Galileu notou que o planeta apresentava um apêndice de cada lado, como se fosse um planeta triplo. Somente em 1656 Christian Huygens explicou que eram anéis.

Manchas solares

Em 1611, Galileu começou suas observaçoes do Sol (o que ele fazia por projeção), notando a existência de regiões escuras que pareciam se mover em sua superfície. Essas manchas também foram observadas independentemente, ao mesmo tempo que Galileu, por Thomas Harriot, por Johann Fabricius e por Christoph Scheiner.

Schreiner sustentava que eram “satélites” do Sol; Galileu concluiu corretamente que eram fenômenos na superfície do Sol e a partir do seu movimento deduziu que o Sol gira em torno do próprio eixo em um período de aproximadamente um mês lunar.

Em 1613 publica, através da Academia del Lincei, Istoria intorno alle macchie (História sobre as manchas solares), em que argumenta que a existência das manchas demonstra a rotação do Sol.

Nesse ano, entre em disputa com Schreiner sobre a autoria da descoberta das manchas solares.

Como Schreiner era um padre jesuita, a disputa acaba colocando os jesuítas e a Inquisição contra Galileu. Após um longo processo o Cardeal Roberto Bellarmino lê a sentença do Santo Ofício de 19 de fevereiro de 1616, proibindo-o de difundir as idéias heliocêntricas.