Como os cientistas pesam os planetas e outros objetos celestes?

É verdade que não se pode simplesmente colocar um planeta ou galáxia numa escala para medir o seu peso. Felizmente, os astrônomos têm alguns truques na manga.

Não existe uma escala grande o suficiente para pesar galáxias como a NGC 7714. ESA, NASA; Agradecimento: A. Gal-Yam (Instituto Weizmann de Ciência) 

O primeiro truque é compreender que a gravidade e a massa estão inerentemente ligadas. É importante notar que o peso – que mede a força da atração gravitacional local sobre um objeto – pode mudar, enquanto a massa não.

Por exemplo, se você subir em uma balança na Terra e pesar 150 libras (68 kg), essa mesma balança indicaria 379 libras (172 kg) em Júpiter. Sua massa pessoal não é o que está mudando, mas seu peso muda porque os planetas mais massivos exercem maior atração gravitacional sobre você do que os menos massivos.

Assim, para encontrar a massa de um objeto, os astrônomos podem simplesmente observar quanto tempo leva para os corpos próximos orbitarem esse objeto. Desde que conheçam a distância entre os corpos, podem calcular a massa do corpo central. No caso de estrelas binárias, os astrônomos podem observar as estrelas orbitando umas às outras para determinar sua massa combinada.

Se as estrelas estiverem próximas e os astrônomos puderem ver o quão perto cada estrela orbita seu centro de massa comum, eles poderão determinar a massa individual de cada estrela. Para as galáxias é um pouco diferente, mas examinando a velocidade de rotação de uma galáxia , os investigadores podem determinar de forma semelhante a sua massa.

Há outro truque comum que os astrônomos podem usar para estimar a massa: a luminosidade. Na maioria dos casos, a luminosidade de uma estrela ou galáxia – o quão intensamente ela brilha – é aproximadamente proporcional à sua massa. Então, desde que você conheça um, você pode resolver o outro.

No caso das estrelas, os cientistas utilizam simulações computacionais de como estes objetos evoluem para compreender melhor a relação entre a massa de uma estrela e a sua luminosidade — bem como outros parâmetros que podem ser observados, como temperatura e composição.

Astronomy.com