Em 1922, ano em que morreu, Jacobus Kapteyn publicou o resultado de décadas de contagens de estrelas. A Via Láctea aparecia como um disco achatado, com a densidade de estrelas diminuindo em todas as direções a partir de um centro a apenas 2 mil anos-luz do Sol. William Herschel tinha chegado a um quadro parecido em 1785, também contando estrelas. Quase quatro séculos depois de Copérnico, o Sol continuava perto do centro de tudo o que conhecíamos.

Entretanto, Harlow Shapley tinha chegado a uma conclusão contrária em 1918 usando uma técnica diferente de Herschel e Kapteyn. Usou estrelas variáveis para medir a distância de aglomerados globulares e viu que eles se distribuem em torno de um ponto na direção de Sagitário, a dezenas de milhares de anos-luz.

A discordância aconteceu porque Herschel e Kapteyn não consideraram a absorção da luz no espaço. Kapteyn desconfiava dela, tanto é que em 1909 disse que ela deixaria as estrelas distantes mais vermelhas. Porém, Shapley mostrou em 1916 que, com a absorção estimada por Kapteyn, as estrelas dos aglomerados globulares deveriam estar mais avermelhadas do que o medido. Kapteyn aceitou o argumento, mas nenhum dos dois cogitou que a poeira pudesse estar concentrada no plano da Galáxia, longe da maior parte dos aglomerados.

Apenas em 1930 Robert Trumpler, do Observatório Lick, conseguiu entender a origem do problema. Ele estimou a distância de 100 aglomerados abertos, que ficam no plano da Galáxia, por dois métodos. Um usava o tamanho aparente, supondo diâmetros semelhantes, e o outro o brilho das estrelas. Num espaço transparente os dois dariam o mesmo resultado. No entanto, as distâncias calculadas pelo brilho saíram sistematicamente maiores, e a diferença crescia com a distância. Trumpler concluiu que uma poeira fina, numa camada estreita ao longo do plano, absorvia a luz. Pelas contas dele, uma estrela perdia quase metade do brilho a cada 3 mil anos-luz.

Trumpler resolveu o conflito. Como a poeira enfraquece a luz em todas as direções ao longo do plano, as estrelas parecem rarear de modo semelhante em volta de quem observa, e por isso o observador se acha no centro. Com a correção, o sistema de Kapteyn cresceu cerca de 3 vezes e o de Shapley encolheu pela metade, em parte pela poeira e em parte por um erro na calibração das variáveis.

Costumamos lembrar desse episódio só pela conclusão de que não estamos no centro da Galáxia. Mas considero a outra descoberta tão importante quanto essa. Até 1930 o espaço entre as estrelas era tratado como transparente nas medidas de distância. O incômodo das contagens de estrelas passou a ser objeto de estudo, e dali cresceu uma área inteira da Astrofísica, a do meio interestelar. As duas descobertas não poderiam ter sido feitas uma sem a outra.

Herschel e Kapteyn estavam no centro do que conseguiam ver, e o erro deles foi tomar o limite da própria visão pelo limite do sistema. Kapteyn também supunha que a mistura de estrelas era a mesma em toda parte. Corrigida a poeira, as contagens dele e os aglomerados de Shapley passaram a descrever partes diferentes da Galáxia, um disco fino com o Sol e a poeira e um halo muito maior. Foi a primeira evidência de que a Via Láctea tem uma anatomia, e não é um mero aglomerado de estrelas.

Prof. Alexandre Zabot

Referências

• Shapley, H. (1918). Studies based on the colors and magnitudes in stellar clusters. VII. The distances, distribution in space, and dimensions of 69 globular clusters. ApJ, 48, 154. ADS

• Trumpler, R. J. (1930). Preliminary results on the distances, dimensions and space distribution of open star clusters. Lick Observatory Bulletin, 14, 154. ADS

• van der Kruit, P. C. (2014). Lessons from the Milky Way: the Kapteyn Universe. arXiv