Versão 1: Dentro do Celeiro
Como eu procuraria uma agulha no palheiro? Bom, primeiro preciso de uma forma prática para diferenciar a agulha de um pedaço de palha (assumindo que ambos tenham a mesma forma geométrica). Vou supor que a agulha em questão seja facilmente detectada por um detector de metais da ACME que eu comprei. Dessa forma, posso utilizar as diferenças na composição desses dois objetos em meu favor, pois o objeto de interesse será detectado pelo aparelho. Então, só preciso pegar meu detector e fazer uma busca sistemática em locais onde o acesso ao palheiro seja mais fácil.
Versão 2: Dentro da Galáxia
Como eu procuraria uma estrela pobre em metais no halo da Galáxia? Bom, primeiro preciso de uma forma prática para diferenciar a estrela pobre em metais de uma estrela “normal” (assumindo que ambas tenham a mesma massa). Vou supor que a estrela pobre em metais em questão seja facilmente detectada por um telescópio com espelho de 4m de diâmetro. Dessa forma, posso utilizar as diferenças na composição desses dois objetos em meu favor, pois o espectro do objeto de interesse apresentará uma diferença em relação aos demais. Então, só preciso pegar meu telescópio e fazer um survey em porções do céu menos obscurecidas pela poeira interestelar.
Foi examente esse o procedimento utilizado por Norbert Christlieb e colaboradores em seu estudo publicado em 2008 no periódico Astronomy e Astrophysics. Eles utilizaram uma amostra de 4.5 milhões de estrelas observadas no halo da Via Láctea (nem vou comentar aqui o trabalhão que foi observar tudo isso). Assim, tendo todos esses espectros estelares, como diferenciar a quantidade de metais presentes em cada estrela?
Existe uma certa característica presente em espectros tomados em baixa resolução que pode colaborar para essa procura. Estrelas de baixa massa parecidas com o Sol apresentam uma assinatura muito peculiar do átomo de cálcio uma vez ionizado (Ca II). Foi notado por estudos na década de 80 que a intensidade da linha K do Ca II (localizada em 3933 angstrons) era um indicador da metalicidade das estrelas. Assim, foi criado um índice que sistematicamente media a força desta linha em todos os espectros e, através de comparação com outros espectros de estrelas bem conhecidas, foi criada uma escala que poderia dizer (com certo grau de confiança) se uma estrela era ou não pobre em metais. O trabalho de 2008 citado acima contribuiu para encontrar 20.000 estrelas candidatas a pobres em metais dentro da amostra maior de 4.5 milhões.
Agora a pergunta: Isso tudo serve para quê mesmo?
Olha… a questão é a seguinte: Para fazer um estudo detalhado de uma estrela em especial, os astrônomos recorrem à observações em alta resolução com grandes telescópios. Porém, para conseguir tempo de observação dedicado apenas a um objeto, é necessário justificar muito bem a escolha do alvo de estudo. E, para isso, você precisa ao menos de algum indício de que seu objeto é interessante. Nesse momento é que os métodos apresentados acima são utilizados. Ou seja, partindo de uma grande amostra, você utiliza as ferramentas disponíveis para, pelo menos, criar uma subamostra menor de objetos interessantes e que possam ser elegíveis para observações em alta resolução. E se você fizer direito a lição de casa, talvez consiga achar a tal da agulha no palheiro…
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Christlieb, N., Schörck, T., Frebel, A., Beers, T., Wisotzki, L., & Reimers, D. (2008). The stellar content of the Hamburg/ESO survey Astronomy and Astrophysics, 484 (3), 721-732 DOI: 10.1051/0004-6361:20078748
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PS: Claro que eu poderia simplesmente queimar todo o palheiro e pegar a agulha em seguida, mas aí a analogia com as estrelas não ia funcionar…
Café com Ciência 