Como devemos classificar o cosmos?

Compreender a paisagem celestial é difícil. Aqui está um novo sistema de classificação fácil de usar, projetado para ajudar.

Crédito: EvgeniT (Pixabay)

Tanta coisa está acontecendo na astronomia atualmente que é difícil acompanhar o zoológico cósmico, muito menos como cada objeto se encaixa na paisagem celestial geral. Os cientistas normalmente organizam seus respectivos domínios por meio de sistemas de classificação, como os cinco reinos e três domínios da biologia, a tabela periódica da química e o modelo padrão da física. Encontrar ordem na natureza é uma importante característica evolutiva da mente humana — e um objetivo importante de investigadores em muitos campos, incluindo a astronomia.

Ao longo dos anos, os astrônomos desenvolveram muitos sistemas de classificação para estrelas, planetas, galáxias, asteróides, meteoritos e cometas. Mas não existiu nenhum sistema abrangente para todos os objetos do universo – até agora! O sistema dos Três Reinos que apresento abaixo representa exatamente isso, uma estrutura que permite a qualquer pessoa colocar instantaneamente um objeto específico no contexto dos outros habitantes do universo.

Classificação em astronomia

Primeiro, um pouco de contexto.

A classificação é por vezes considerada enfadonha, mas a história recente mostra o quão importante e controversa pode ser. O grande debate sobre o estatuto de Plutão como planeta causou alvoroço internacional entre os astrónomos e também entre o público em geral. A reclassificação de Plutão como planeta anão mudou a nossa imagem do sistema solar, acrescentando os planetas anões como uma classe subplanetária menor.

Esta é apenas a ponta do iceberg de muitos desses episódios fascinantes ao longo da história astronômica, incluindo como as “nebulosidades” de William Herschel – ilustradas em seu famoso artigo de 1811 “Observações astronômicas relacionadas à construção dos céus” – foram eventualmente separadas em pelo menos cinco Aulas. Mais recentemente, no século XX, muitas novas classes de galáxias — rádio galáxias, quasares, blazares e Seyferts — foram descobertas, e hoje os astrónomos ainda tentam determinar a linha divisória entre planeta, anã castanha e estrela.

A astronomia tem uma longa e fascinante história de classificação de objetos. As estrelas foram as primeiras a serem classificadas, acompanhando o desenvolvimento da espectroscopia no século XIX. A sequência espectral de Harvard classifica as estrelas de acordo com a temperatura (os familiares O, B, A, F, G, K, M e suas extensões), e o diagrama mais sofisticado de Hertzsprung-Russell leva em consideração o que hoje chamamos de classes de luminosidade (variando de anãs e subanãs da sequência principal até gigantes, supergigantes e hipergigantes pós-sequência principal). Esses sistemas de classificação bem conhecidos estão no cerne da astronomia estelar.

Mais tarde, a classificação de galáxias em “diapasão” de Edwin Hubble, desde elípticas e espirais até lenticulares anômalas e irregulares que ele também observou, tornou-se parte do léxico astronômico na década de 1930, o primeiro de muitos sistemas de classificação de galáxias. 

A classificação dos planetas veio mais tarde, provavelmente porque tão poucos eram conhecidos até recentemente. Os gigantes gasosos não foram reconhecidos como uma classe separada até o final do século XIX e início do século XX, uma vez determinada a sua composição física. Netuno e Urano não foram classificados como gigantes de gelo até a década de 1990, depois que a Voyager 2 forneceu dados que restringiram os modelos de seus interiores.

Além do nosso sistema solar, os planetas pulsares foram identificados pela primeira vez como uma classe separada em 1992. E há agora um frenesi de classificação, já que mais de 5.000 exoplanetas (e muitos mais chegando!) precisam ser classificados, muitas vezes na ausência de dados físicos suficientes para faça isso. Se as designações preliminares, como planetas oceânicos ou super-Terras, devem ser oficialmente consideradas novas classes de planetas, dependerá de mais observações.

Uma visão geral de cima para baixo do sistema dos Três Reinos (3K) para classificação de objetos astronômicos. Crédito: Steven J. Dick

Os três reinos da astronomia, 18 famílias e 82 classes

O sistema que chamei de Três Reinos da astronomia (abreviadamente o sistema 3K) é de natureza hierárquica. Começa com três reinos abrangentes: planetas, estrelas e galáxias. Estas são as divisões canônicas adotadas nos livros didáticos de astronomia no último século. Construo então um sistema de classificação em torno desses três reinos, começando com seis famílias de objetos dentro de cada reino. As famílias baseiam-se na origem, localização, estatuto subsidiário e tendência para formar sistemas.

A simetria das seis famílias de cada reino reflete a sua base física na ação da gravidade. Assim, o sistema apresenta a protofamília (protoplanetária, protoestelar, protogaláctica), os próprios objetos homônimos ou “centrais” (planetas, estrelas e galáxias), a circunfamília (circunplanetária, circunstelar, circungaláctica), a subfamília ( subplanetário, subestelar, subgaláctico), a interfamília (interplanetária, interestelar e intergaláctica) e a família de sistemas (sistemas planetários, sistemas estelares, sistemas galácticos).

Finalmente, sob estas 18 famílias vêm 82 classes de objetos, que incorporam e complementam a variedade de sistemas de classificação que os astrónomos já desenvolveram.

Como em qualquer sistema de classificação, existem ambiguidades, inclusive ao nível da classe. Estas podem ser mitigadas por um sistema de princípios de classificação. Para o sistema 3K, estas incluem cinco diretrizes quando se trata da determinação de classes e da colocação de objetos dentro das classes.

Primeiro, as classes são delineadas com base na natureza física do objeto (isto é, composição, quando possível). Segundo, um objeto deve sempre ser colocado em sua classe mais específica. Terceiro, sempre que possível, as classes já em uso são mantidas, como as classes de luminosidade para estrelas e as classes de Hubble para galáxias, complementadas por novos conhecimentos. Quarto, as recomendações da União Astronômica Internacional são seguidas — por exemplo, um planeta anão não é uma classe de planeta, mas sim um subplanetário. E quinto, classes potenciais, mas não verificadas, não estão incluídas.

Há espaço para argumentos construtivos sobre certas classes. Por exemplo, os buracos negros são colocados sob pontos finais evolutivos estelares, mas e os buracos negros de massa intermediária e supermassivos? O mecanismo de formação de buracos negros supermassivos nos centros das galáxias permanece desconhecido, e os primeiros buracos negros supermassivos podem ser o resultado do colapso de massivas nuvens de gás, em vez da morte de estrelas. Assim, se os buracos negros supermassivos devem ser uma classe separada dependerá de mais pesquisas – como em qualquer sistema em desenvolvimento.

No entanto, eu argumentaria a utilidade do sistema no que diz respeito aos insights obtidos ao colocar os objetos em seus devidos lugares. Por exemplo, e as nebulosidades de Herschel? Ao longo de dois séculos foram distinguidas e designadas como nebulosas de reflexão (Classe S 28), nebulosas planetárias (S 17), regiões H II (S 24), aglomerados globulares (S 35) e galáxias espirais (G 4) .

O sistema 3K permite ver que as nebulosas de reflexão se enquadram na subfamília de poeira do meio interestelar, enquanto as regiões H II estão entre seus constituintes gasosos. As nebulosas planetárias são de natureza circunstelar, o resultado de uma estrela moribunda ejetando seu envelope externo. Os aglomerados globulares pertencem à família dos sistemas estelares, enquanto as nebulosidades extragalácticas vão para as subfamílias de galáxias.

Fonte: Astronomy.com