O Céu de Inverno 🇵🇹The Winter Sky 🇬🇧

O Céu de Inverno

As noites longas e frias do inverno não são muito convidativas para a observação do céu. No entanto, quem desafia o desconforto térmico é recompensado por vistas magníficas das brilhantes constelações da estação.

Os principais destaques na observação celeste nos próximos meses incluem belas conjunções planetárias, e algumas chuvas de meteoros de atividade moderada. Sobretudo, é a época ideal para explorar as brilhantes nebulosas encontradas nas constelação de Orion, e contemplar a maior galáxia da nossa vizinhança cósmica: M31, a Grande Espiral de Andrômeda.

Neste tema do mês, veremos os principais fenômenos astronômicos dos próximos meses, suas constelações características, e objetos celestes de interesse. Pegue um bom agasalho, enfrente o frio, e olhe para o céu!

Autor: Gustavo Rojas

Doutor em Astronomia pela Universidade de São Paulo (2008), Gustavo Rojas iniciou sua carreira profissional na Universidade Federal de São Carlos, Brasil. Atua há mais de 10 anos nas áreas de divulgação científica e ensino de ciências. É membro da União Astronômica Internacional, Sociedade Astronômica Brasileira, e Sociedade Portuguesa de Astronomia. Faz parte da comissão organizadora da Olimpíada Brasileira de Astronomia e Astronáutica, e foi líder das delegações brasileira (2012-2018) e portuguesa (2019) na Olimpíada Internacional de Astronomia e Astrofísica (IOAA). Foi representante brasileiro do ESO Outreach and Science Network de 2011 a 2018. Atualmente é coordenador de projetos no NUCLIO – Núcleo Interactivo de Astronomia.

Nota: o autor do texto escreve em português do Brasil.

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Parte 1

O Céu Inverno – Parte 1

Afinal, quando é o inverno?

Na astronomia, o início do inverno é marcado pelo solstício de dezembro, quando o Sol atinge a posição mais ao sul na esfera celeste. Nessa data, temos o dia mais curto do ano no hemisfério norte. No entanto, as menores temperaturas geralmente são registradas um ou dois meses mais tarde. Em 2020, o solstício aconteceu em 21 de dezembro às 10:02 (hora de Portugal).
Constelações típicas
No hemisfério norte, o céu do inverno é marcado pelo chamado Hexágono do Inverno, formado pelas estrelas brilhantes Rigel, Aldebaran, Capella, Pollux, Procyon e Sirius. Estas estrelas indicam algumas das principais constelações da estação: Orion, Touro, Cocheiro, Gêmeos, Cão Menor, e Cão Maior.

O Hexágono de Inverno. Crédito: J. Westlake.

Destas, destaca-se Orion, uma das mais conhecidas constelações do firmamento. Sua figura é facilmente reconhecível pelo grande quadrilátero com vértices em Bellatrix, Betelgeuse, Rigel e Saiph. Ao centro, o inconfundível trio de Alnitak, Alnilam e Mintaka formam o asterismo das Três Marias. Conhecida em todo mundo, Orion tem vários mitos interessantes em diferentes culturas.

A lenda mais conhecida vem da cultura greco-romana. Em uma das versões da lenda grega, Orion era um gigante caçador, filho de Poseidon, o deus dos mares, com uma mortal.

Orion conheceu a deusa grega da caça, Ártemis, que era irmã do deus da razão, Apolo. Ártemis e Orion tornaram-se amigos e se apaixonaram, despertando ciúmes em Apolo. Para matar Orion, Apolo enviou um escorpião gigante para picá-lo.

Representação clássica de Orion num mapa celeste do século XIX. Crédito: Wikimedia Commons.

Tentando fugir do escorpião, Orion entrou no mar, ficando apenas com a cabeça para fora. Percebendo isso, Apolo desafiou Artemis a acertar com uma flecha um ponto escuro no mar, que na verdade era a cabeça de Orion. Ártemis acertou, matando Orion. Ao perceber o que havia feito, Ártemis pediu a Zeus para que colocasse Orion no céu.

Zeus atendeu ao pedido, entretanto colocando também o escorpião no céu. Esse seria o motivo pelo qual Orion e Escorpião nunca aparecem juntos no céu: Orion está sempre a fugir do escorpião.

Já para os povos indígenas brasileiros, as estrelas de Orion fazem parte de uma constelação maior, o Homem Velho, que inclui também o vizinho Touro. A lenda Guarani conta que o Homem Velho casou-se com uma mulher muito mais nova, que ficou interessada em seu jovem cunhado e matou seu esposo, cortando sua perna na altura do joelho direito.

Representação da constelação indígena brasileira do Homem Velho. Crédito: A.F: Rodrigues.

Os deuses ficaram com pena do homem e o transformaram em uma constelação, com Betelgeuse indicando o ponto em que sua perna foi cortada. A cabeça do Homem Velho é formada pelas estrelas de Touro: o enxame das Híades forma o rosto, e acima dela está um penacho, indicado pelo enxame das Plêiades.

A principal atração da constelação é a Grande Nebulosa de Orion, indicada pelo número 42 no catálogo de Messier. Distante 1340 anos luz da Terra, M42 é conhecida desde a antiguidade. Ela pode ser vista a olho nu até mesmo em regiões urbanas, como uma pequena mancha esfumaçada na região da espada dessa figura mitológica.

Com um binóculo ou pequeno telescópio já é possível perceber melhor a natureza gasosa da nebulosa. Com aumentos modestos de 30 vezes ou mais já se consegue separar as estrelas mais brilhantes do aglomerado do Trapézio, bem no coração da nebulosa.

A Grande Nebulosa de Orion vista pelo VLT Survey Telescope. Crédito: ESO/G. Beccari.

O Trapézio recebe este nome por causa da figura geométrica formada por suas quatro estrelas mais brilhantes. Cada uma delas é uma supergigante azul com dezenas de vezes a massa do nosso sol. A luz ultravioleta dessas estrelas excita o gás da nebulosa, fazendo-a brilhar intensamente

No total, estima-se que a nebulosa contenha material para dar origem a centenas de milhares de estrelas como o Sol. Este processo, porém, é muito lento comparado com a escala de tempo humana. Uma estrela como o Sol, por exemplo, leva alguns milhões de anos para se formar. Por causa disso, acredita-se que M42 ainda irá brilhar por pelo menos mais um milhão de anos.

Graças à sua proximidade e dimensão, a nebulosa de Orion é a região de formação estelar mais bem estudada pelos astrônomos. Nela, foram observadas as etapas iniciais da formação estelar, como proplídeos, objetos Herbig-Haro e discos protoplanetários.

Messier também catalogou uma outra nebulosa em Orion muito próxima a M42, que recebeu o número seguinte no catálogo. M43 também é conhecida como Nebulosa de De Mairan, em homenagem ao seu descobridor, o também francês Jean Jacques De Mairan.

Messier 43. Crédito: NASA, ESA, M. Robberto.

A rigor, M43 faz parte da Grande Nebulosa de Orion. Porém, parece ser um objeto independente graças à presença de uma espessa faixa de poeira que separa visualmente as duas nebulosas. Portanto, compartilha as mesmas características gerais da sua irmã mais famosa.

M43 também é uma região de intensa formação estelar. A nebulosa brilha graças à radiação ultravioleta emitida pelas suas estrelas mais massivas, em particular o sistema triplo NU Orionis.

M42 e M43 fazem parte de uma estrutura ainda maior conhecida como Grande Complexo Molecular de Orion. Esta gigantesca acumulação de gás e poeira estende-se por mais de mil anos luz e
engloba um grande número de nebulosas bem conhecidas.

Dentre os objetos que fazem parte desse complexo destaca-se a incrível Barnard 33, mais conhecida como Nebulosa da Cabeça de Cavalo. A alcunha vem da silhueta curiosa criada pela poeira à frente da nuvem de gás brilhante, cuja coloração avermelhada é originária do hidrogênio, que brilha excitado pela estrela quente Sigma Orionis.

A emblemática Nebulosa da Cabeça de Cavalo. Crédito: SPECULOOS Team/E. Jehin/ESO.

A Nebulosa da Cabeça do Cavalo é uma das imagens mais icônicas da astronomia, e já foi cenário de muitas obras de ficção científica, incluindo O Guia do Mochileiro das Galáxias. É na nebulosa que fica o planeta Magrathea, onde estaria a civilização que construiu a Terra.

Observar a Cabeça do Cavalo requer céus muito escuros e um telescópio de pelo menos 20 cm de abertura. Filtros especiais para observação de nebulosas podem ajudar. Com esse equipamento, basta procurá-la próximo à estrela Alnitak, a mais ao leste das Três Marias.

Completando a lista de objetos de Messier em Orion temos M78. Assim como suas vizinhas M42 e M43, M78 também faz parte da enorme estrutura conhecida como Complexo Molecular de Orion, uma gigantesca nuvem molecular de mais de mil anos luz de extensão.

M78 é o objeto mais brilhante do grupo que também inclui as nebulosas NGC 2064, NGC 2067 e NGC 2071. Pode ser localizada com telescópios de pequeno porte, na região entre a gigante vermelha Betelgeuse e Alnitak.

A região de M78 contém um grande número de estrelas em formação, incluindo dezenas estrelas variáveis do tipo T Tauri, que ainda têm ao seu redor discos de poeira onde planetas estão a se
formar. Fotografias de longa exposição revelam uma intrincada variedade de regiões de emissão, reflexão e absorção, manifestações do gás e poeira associados ao fenômeno de formação estelar.

Messier 78. Crédito: ESO/Igor Chekalin.

Outro objeto bastante interessante associado com M78 é NGC 2024, mais conhecida pelo seu nome popular de Nebulosa da Chama. Esta nebulosa também está muito próxima da estrela Alnitak.

Assim como sua vizinha Nebulosa da Cabeça de Cavalo, a Nebulosa da Chama é um alvo predileto dos astrofotógrafos, mas é de difícil visualização com telescópios. Somente instrumentos de grandes
aberturas permitem apreciar todo o esplendor dessa região de formação estelar.

O que ver no céu em janeiro

2/1: A Terra mais perto

Nosso percurso anual ao redor do Sol não se faz em uma trajetória circular. A órbita terrestre é ligeiramente ovalada, e como resultado, a distância Terra-Sol varia ligeiramente ao longo do ano. A aproximação máxima, chamada periélio, acontece em janeiro e mede aproximadamente 147,1. milhões de km. Em julho, é a vez de ficarmos alguns milhões de quilômetros mais longe da nossa estrela. Este ponto na órbita é conhecido como afélio, e nele a distância até o Sol atinge 152,1 milhões de quilômetros.

Embora 4 milhões de quilômetros seja um número extremamente grande (mais de 10 vezes a distância até a Lua), não podemos perceber qualquer variação do tamanho aparente do Sol. Apenas em registros fotográficos é que essa diferença de cerca de 3,5% pode ser notada.

3/1: Meteoros Quadrantídeos

A primeira chuva de meteoros do ano leva o nome de uma constelação extinta: Quadrans Muralis, proposta pelo francês Jerôme Lalande no século XVII. A constelação simbolizava um grande instrumento usado para medir ângulos no céu, mas nunca foi adotada nos mapas celestes modernos.

Apesar disso, esta sugestão de Lalande ainda é utilizada até hoje para designar a chuva de meteoros Quadrantídeos, cujo radiante fica situado na área atualmente ocupada por Boieiro e Dragão. Esta chuva foi observada pela primeira vez em meados de 1830 na Europa e na América do Norte.

Para observar os Quadrantídeos, olhe para o norte, na direção da estrela Arcturus, a alfa do Boieiro, no final da madrugada. Não é uma chuva espetacular, mas em condições ideais podem ser vistos até 30 meteoros por hora.

24/1: Mercúrio em Máxima Elongação

Mercúrio atinge seu maior afastamento com relação ao Sol, brilhando com magnitude aparente -0,7. Pode ser visto no horizonte Oeste após o pôr do Sol, na fronteira entre as constelações de Aquário e Capricórnio.

Na próxima Semana …

O Tema do Mês continua com mais curiosidades das constelações do inverno, e as dicas de observação para fevereiro. Até breve!

Parte 2

O Céu de Inverno – Parte 2

Cães Celestes

Ao redor de Orion encontramos outras duas constelações típicas do inverno, que simbolizam os cães do gigante caçador. 

A maior e mais brilhante é o Cão Maior, cuja cabeça é simbolizada por Sirius, a estrela mais brilhante do céu. Outras duas estrelas bastante brilhantes ajudam a formar a figura do animal. Em sua pata está a estrela Mirzam, nome árabe que significa “a anunciadora”, já que essa estrela aparece no céu um pouco antes de Sirius.

Constelação de Cão Maior. Crédito: Jeff Dai.

Do outro lado, formando as costas do cão, está a estrela Wezen, nome também de origem árabe, que significa “pesada”. Curiosamente, Wezen é de fato uma estrela bastante massiva, com mais de 10 vezes a massa do nosso Sol.

Bem menos impressionante é a constelação do Cão Menor, que possui apenas uma estrela brilhante, Procyon. É uma estrela bastante próxima de nós estando a apenas 11 anos luz de distância. Essa também é a 8ª estrela mais brilhante do céu, formando um triângulo com Sirius e Betelgeuse, a estrela avermelhada de Orion.

Devido a seu brilho, Sirius tem lugar de destaque nas culturas do mundo. A alfa da constelação do Cão Maior foi venerada pelas civilizações antigas em todos os continentes, que lhe batizaram com mais de 50 nomes diferentes.

Uma das estrelas mais próximas de nós, Sirius também desperta o interesse dos astrônomos. No século 19, o famoso fabricante de telescópios americano Alvan Clark descobriu a fraca estrela companheira de Sirius, inspirado nos cálculos feitos pelo astrônomo alemão Friedrich Bessel.

Sirius e sua companheira anão branca (abaixo e à esquerda). Crédito: NASA, ESA, H. Bond, and M. Barstow.

Sirius B, como foi chamada, é uma das maiores anãs brancas conhecidas. Possui quase a mesma massa do Sol, mas compactada em um volume similar ao da Terra.

Essa impressionante densidade é resultado da evolução estelar de uma estrela com cinco vezes a massa do Sol, que consumiu todo o hidrogênio em seu núcleo em pouco mais de 100 milhões de anos. É o que restou dessa evolução, um núcleo exaurido de carbono e oxigênio, com temperatura superficial de 25 mil graus.

Sirius B faz parte de uma controvérsia envolvendo uma primitiva etnia africana. Os Dogons, povo que habita a chapada de Bandiagara em Mali, possuem uma interessante cosmologia envolvendo espíritos chamados Nommo.

Os Dogon de Mali. Crédito: Wikimedia Commons.

Na década de 1930, dois antropólogos franceses que viveram com os Dogons publicaram impressionantes relatos. De acordo com eles, os espíritos Nommo eram habitantes do sistema de Sirius, e passaram aos Dogons avançados conhecimentos de astronomia, incluindo o tamanho, densidade e período orbital de Sirius B.

A história ganhou notoriedade na década de 1970, quando o escritor Robert Temple escreveu o livro Mistério de Sirius. Nessa obra, ele tenta associar o relato dos antropólogos franceses a um suposto contato dos Dogons com extraterrestres, que teriam passado informações sobre a existência da anã branca.

Embora fantástica, essa hipótese não foi bem recebida pelos astrônomos e antropólogos, que não encontraram evidências convincentes. Como já disse Carl Sagan, alegações extraordinárias exigem provas extraordinárias.

A explicação mais provável é que o povo Dogon tenha adquirido essas informações com missionários europeus que visitaram o Mali no final do século 19, sendo rapidamente incorporadas à sua tradição oral. Será essa a resposta para o Mistério de Sirius? Talvez nunca saibamos a resposta …

Também em Cão Maior está uma das estrelas mais luminosas já descobertas, e que durante muito tempo deteve o recorde de maior estrela conhecida.

VY Canis Majoris é uma hipergigante vermelha a 4 mil anos luz da Terra. Está associada a uma região de formação estelar junto ao aglomerado NGC 2362. É uma estrela muito jovem, formada há poucos milhões de anos mas que já se encontra numa fase avançada de sua evolução. 

A região de VY Canis Majoris (ao centro). Crédito: ESO/Digitized Sky Survey 2.

Inicialmente uma hipergigante azul de pelo menos 15 massas solares, ela consumiu rapidamente o hidrogênio em seu núcleo. Como consequência, sofreu uma grande expansão e resfriamento de suas camadas externas.

VY Canis Majoris emite quase 300 mil vezes mais energia que o Sol. Estima-se que sua temperatura superficial seja de aproximadamente 3500 graus, o que resulta em 1420 diâmetros solares. Se colocada no lugar do nosso Sol, VY Canis Majoris engoliria todos os planetas até Júpiter! Sua superfície se estenderia por quase 7 unidades astronômicas, o equivalente a 1 bilhão de quilômetros!

Mesmo com esse tamanho impressionante, ela não é mais a maior estrela conhecida, tendo sido superada por outras hipergigantes como RW Cephei e UY Scuti, a atual recordista com 1700 raios solares.

Você pode observar VY Canis Majoris com um telescópio amador. É uma estrela fraquinha, de magnitude 8, e que forma um triângulo com as estrelas Wezen e Aludra. Um belo desafio para esse começo de ano.

Curiosamente, em Cao Maior existe apenas um objeto de céu profundo presente no catálogo de Messier. Em compensação, é um espetacular enxame aberto.

Messier 41 é conhecido dos astrônomos há bastante tempo. É brilhante o suficiente para ser observado a olho nu em locais de céu bem escuro. Sua primeira aparição num catálogo astronômico foi em 1654, na relação compilada pelo italiano João Batista Hodierna. O inglês John Flamsteed também registrou o enxame no seu Catálogo Britânico em 1702.

Messier 41. Crédito: 2MASS/UMass/IPAC-Caltech/NASA/NSF.

M41 é um enxame razoavelmente jovem, formado há 190 milhões de anos. Contém cerca de 100 estrelas reunidas num diâmetro de 25 anos luz, incluindo algumas gigantes vermelhas e anãs brancas. Está aproximadamente à mesma distância de nós de outro enxame chamado Collinder 121. Alguns astrônomos suspeitam que os dois aglomerados possam ter uma origem comum, mas essa é uma hipótese que ainda está sendo estudada.

M41 é um aglomerado de fácil localização, formando um triângulo com Sirius e a estrela Nu Canis Majoris. Pode ser observado facilmente com binóculos.

O que ver no céu em fevereiro

18/2 A Lua encontra Marte

Nessa noite, a Lua em quarto crescente posiciona-se logo abaixo do planeta vermelho. O par pode ser observado a sudoeste na primeira metade da noite. 

24/2 Lua na Colmeia

A Lua quase cheia passa próxima ao enxame da Colmeia (Messier 44), na constelação de Cancer. Use binóculos para localizar o enxame abaixo da Lua e observar dezenas de estrelas.

Na próxima semana …

O Tema do Mês continua a visitar as constelações típicas do inverno, e dá dicas de observação do céu para março. Até breve! 

Parte 3

O Céu de Inverno – Parte 3

Disponível em 22/1/2021.

Parte 4

O Céu de Inverno – Parte 4

Disponível em 29/1/2021.

The Winter Sky

The long, cold nights of winter are not very inviting to observe the sky. However, anyone willing to challenge the thermal discomfort is rewarded by magnificent views of the season’s bright constellations.

The main celestial attractions in the coming months include beautiful planetary conjunctions and meteor showers. Above all, it is the ideal time to explore the bright nebulae on Orion and to contemplate the largest galaxy in our cosmic neighborhood: M31, the Great Andromeda Spiral.

In this month’s topic, we will see the main astronomical phenomena of the coming months, their characteristic constellations, and celestial objects of interest. Get a good coat, face the cold, and look at the sky!

Author: Gustavo Rojas

Gustavo has a Ph.D. in Astronomy (University of São Paulo, 2008) and began his professional career at the Federal University of São Carlos, Brazil. He has been working for more than 10 years with science outreach and education and acted as the Brazilian representative for ESO Outreach and Science Network from 2011 to 2018. A member of the International Astronomical Union, Brazilian Astronomical Society, and Portuguese Astronomy Society, Gustavo is part of the organizing committee of the Brazilian Astronomy and Astronautics Olympiad, one of the largest science olympiads in the world. Since 2012, Gustavo participates as Team Leader in the International Olympiad on Astronomy and Astrophysics (IOAA) for Brazil (2012-2018) and Portugal (2019). Currently, he works as project coordinator at NUCLIO – Núcleo Interactivo de Astronomia, Portugal.

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Part 1

The Winter Sky – Part 1

When is the winter, after all?

In astronomy, the beginning of winter is marked by the December solstice, when the Sun reaches the southernmost position in the celestial sphere. On that date, we have the shortest day of the year in the northern hemisphere. However, the lowest temperatures are usually recorded a month or two later. In 2020, the solstice took place on December 21st at 10:02 am (Portugal time).

Typical constellations

In the northern hemisphere, the winter sky is marked by the Winter Hexagon, formed by the bright stars Rigel, Aldebaran, Capella, Pollux, Procyon, and Sirius. These stars indicate some of the main constellations of the season: Orion (The Hunter), Taurus (The Bull), Auriga (The Charioteer), Gemini (The Twins), Canis Minor (The Lesser Dog), and Canis Major (The Greater Dog).

The Winter Hexagon. Credit: J. Westlake.

Among them, Orion stands out as one of the best-known constellations in the heavens. Its figure is easily recognizable by the large quadrilateral with vertices in Bellatrix, Betelgeuse, Rigel, and Saiph. At the center, the unmistakable trio of Alnitak, Alnilam, and Mintaka form the Orion Belt. There are several interesting myths about Orion in different cultures worldwide.

The best-known legend comes from the Greco-Roman culture. In one version of the Greek legend, Orion was a giant hunter, son of Poseidon with a mortal.

Orion met Artemis, hunting goddess, sister of Apollo, the god of reason. Artemis and Orion became friends and later fell in love, making Apollo jealous. To kill Orion, Apollo sent a giant scorpion to sting him.

Trying to escape from the scorpion, Orion entered the sea, keeping only his head out. Realizing this, Apollo challenged Artemis to hit a dark spot in the sea with an arrow, which was actually Orion’s head. Artemis hit the target, killing Orion. Realizing what she had done, Artemis asked Zeus to place Orion in heaven.

A classic Orion pictured in a XIX-century star map. Credit: Wikimedia Commons.

Zeus granted the request, meanwhile also placing the scorpion in the sky. That would be the reason why Orion and Scorpio never appear together in the sky: Orion is always on the run from the scorpion.

For the indigenous peoples from Brazil, the stars of Orion are part of a larger constellation, “Homem Velho” (The Old Man), which also includes part of Taurus. The Guarani legend says that the Old Man married a much younger woman, who became interested in his young brother-in-law and killed his husband by cutting his leg at the level of his right knee.

The “Old Man” as seen by indigenous peoples from Brazil. Credit: A.F: Rodrigues.

The gods took pity on the man and turned him into a constellation, with Betelgeuse indicating the point where his leg was cut. The Old Man’s head is formed by stars of Taurus: the Hyades cluster ist he face, with a plume above where the Pleiades cluster is located.

The main attraction in the constellation is the Great Orion Nebula, indicated by the number 42 in the Messier catalog. Distant 1340 light-years from Earth, M42 is known since antiquity. It can be seen with the naked eye even in urban areas, as a small fuzzy spot in the sword region of this mythological figure.

The Great Orion Nebula from the VLT Survey Telescope. Credit: ESO/G. Beccari.

With binoculars or a small telescope, the gaseous nature of the nebula is more evident. Magnifications as low as 30 times can already separate the brightest stars from the Trapezium cluster in the heart of the nebula.

The Trapezium is named after the geometric figure formed by its four brightest stars. Each of them is a blue supergiant with dozens of times the mass of our sun. The ultraviolet light of these stars excites the gas in the nebula, making it shine brightly.

In total, it is estimated that the nebula contains material to give rise to hundreds of thousands of stars like the Sun. This process, however, is very slow compared to the human time scale. A star like the Sun, for example, takes several million years to form. It is believed that M42 will still shine for at least another million years.

Due to its proximity and size, the Orion Nebula is the star-forming region most studied by astronomers. There, the initial stages of star formation have been observed, such as proplyds, Herbig-Haro objects, and protoplanetary disks.

Messier catalog contains another object very close to M42, which received the next number in the catalog. M43 is also known as the De Mairan Nebula, in honor of its discoverer, fellow Frenchman Jean Jacques De Mairan.

Messier 43. Credit: NASA, ESA, M. Robberto.

Strictly speaking, M43 is part of the Great Orion Nebula. However, it appears to be an independent object thanks to the presence of a thick lane of dust that visually separates the two nebulae. Therefore, it shares the same general characteristics as its most famous sister.

M43 is also a region of intense star formation. The nebula shines thanks to the ultraviolet radiation emitted by its most massive stars, in particular the NU Orionis triple system.

M42 and M43 are part of an even larger structure known as the Great Molecular Complex of Orion. This enormous accumulation of gas and dust spans over a thousand light-years and encompasses a large number of well-known nebulae.

Among the objects that are part of this complex stands out the remarkable Barnard 33, better known as the Horsehead Nebula. The nickname comes from the curious silhouette created by dark dust in front of the bright magenta gas cloud. This color comes from hydrogen gas excited by the ultraviolet radiation from hot star Sigma Orionis.

The iconic Horsehead Nebula. Credit: SPECULOOS Team/E. Jehin/ESO.

The Horsehead Nebula is one of the most iconic images in astronomy and has been featured in many science fiction works, including The Hitchhiker’s Guide to the Galaxy. In the novel, the nebula harbors planet Magrathe, home of the civilization that built Earth.

Observing the Horsehead requires very dark skies and a telescope with at least 20 cm aperture. Special nebulae filters can also help. With this gear, look for it next to the star Alnitak, the easternmost of Orion’s Belt.

Completing the list of Messier objects in Orion is M78. Like its neighbors M42 and M43, M78 is also part of the huge structure known as the Orion Molecular Complex, a gigantic molecular cloud over a thousand light-years in length.

M78 is the brightest object in the group, which also includes the nebulae NGC 2064, NGC 2067, and NGC 2071. It can be located with small telescopes, in the region between the red giant Betelgeuse and Alnitak.

The M78 region contains many newborn stars, including dozens of T-Tauri variables, which still have dusty disks where planets are forming. Long exposure photographs reveal an intricate variety of regions of emission, reflection, and absorption, manifestations of gas and dust associated with the phenomenon of star formation.

Messier 78. Credit: ESO/Igor Chekalin.

Another curious object associated with M78 is NGC 2024, better known by its popular name, Flame Nebula. This nebula is also very close to the star Alnitak.

Like its neighbor Horsehead Nebula, the Flame Nebula is an astrophotographer’s favorite, but difficult to spot with telescopes. Only large instrument apertures will allow you to appreciate all the splendor of this region of star formation.

What to see in the sky in January

2/1: Closer to the Sun

Our annual journey around the Sun does not take a circular path. The Earth’s orbit is slightly oval, and as a result, the Earth-Sun distance varies slightly throughout the year. The maximum approach, called perihelion, takes place in January and measures approximately 147.1. million km. In July, it’s time for us to be a few million kilometers farther from our star. This point in orbit is known as an aphelion, where the distance to the Sun reaches 152.1 million kilometers.

Although 4 million kilometers is an extremely large number (more than 10 times the distance to the Moon), we cannot see any variation in the apparent size of the Sun. Only in photographic records can this difference of about 3.5% be noticed.

3/1: Quadrantid meteors

The first meteor shower of the year takes its name from an extinct constellation: Quadrans Muralis, proposed by Frenchman Jerôme Lalande in the 17th century. The constellation symbolized a great instrument used to measure angles in the sky, but it was never adopted on modern celestial maps.

Despite this, Lalande’s suggestion is still used today to designate the Quadrantid meteor shower, whose radiant is located in the area currently occupied by Bootes and Draco. This rain was first observed in the mid-1830s in Europe and North America.

To observe the Quadrantids, look north before dawn, towards the star Arcturus. It is not a spectacular shower, but in ideal conditions, up to 30 meteors per hour can be seen.

24/1: Mercury in Maximum Elongation

Mercury reaches its greatest distance from the Sun, shining with apparent magnitude -0.7. It can be seen on the West horizon after sunset, on the border between Aquarius and Capricorn.

Next week …

The Theme of the Month continues with more curiosities of the winter constellations, and observation tips for February. See you later!

Part 2

The Winter Sky – Part 2

Celestial Dogs

Surrounding Orion, we find two other typical winter constellations, which symbolize the dogs of the giant hunter.

The largest and brightest is Canis Majoris (the Greater Dog), with Sirius, the brightest star in the sky, marking the dog’s head  Two other very bright stars outline the animal’s shape. Mirzam is located at one of the dog’s paws. Its Arab name means “the announcer”, as the star appears in the sky just before Sirius.

The constellation Canis Major. Credit: Jeff Dai.

On the other side, at the dog’s back, is Wezen, also an Arabic name meaning “heavy”. Interestingly, Wezen is indeed a very massive star, 10 times more massive than our Sun.

The other dog, Canis Minoris (the Lesser Dog), is much less impressive, with a single bright star: Procyon. It is a nearby star only 11 light-years away. As the 8th brightest star in the sky, it forms a triangle with Sirius and Betelgeuse, Orion’s red giant.

Due to its brightness, Sirius has a prominent place in many cultures around the world. There are more than 50 different names for this special star.

As one of the closest stars to the Sun, Sirius is one of the best-studied objects in the sky. In the 19th century, the famous American telescope maker Alvan Clark discovered Sirius’ weak companion star, inspired by calculations made by German astronomer Friedrich Bessel.

Sirius and its white dwarf companion (lower left). Credit: NASA, ESA, H. Bond, and M. Barstow.

This dim object is Sirius B, a white dwarf star. It has almost the same mass as the Sun but compacted to a volume similar to that of Earth.

This impressive density is the result of the stellar evolution of a star five times the mass of the Sun, which consumed all the hydrogen in its core in just over 100 million years. What remained is a carbon and oxygen dense core, with surface temperatures reaching 25,000 degrees.

Sirius B is part of a controversy involving a primitive African ethnic group. The Dogons, people that inhabit the Bandiagara plateau in Mali, have an interesting cosmology involving spirits called Nommo.

The Dogon people from Mali. Credit: Wikimedia Commons.

In the 1930s, two French anthropologists who lived with the Dogons published impressive accounts. According to them, the Nommo spirits were inhabitants of the Sirius system, and passed on to the Dogons advanced astronomy knowledge, including the size, density, and orbital period of Sirius B.

The story gained notoriety in the 1970s when author Robert Temple wrote the book “Sirius Mystery”. In this work, he tries to associate the account of French anthropologists with an alleged contact of the Dogons with extraterrestrials, who would have passed on information about the existence of the white dwarf.

Although fantastic, this hypothesis was not well received by astronomers and anthropologists, who found no convincing evidence. As Carl Sagan said, extraordinary claims require extraordinary evidence.

The most likely explanation is that the Dogon people acquired this information from European missionaries who visited Mali in the late 19th century and were quickly incorporated into their oral tradition. Is that the answer to the Sirius Mystery? We may never know the answer …

Canis Majoris also harbors one of the most luminous stars ever discovered, which for a long time held the record for the largest known star.

VY Canis Majoris is a red hypergiant, 4 thousand light-years from Earth. It is associated with a star-forming region next to star cluster NGC 2362. It is a very young star, formed a few million years ago but which is already at an advanced evolutionary stage.

VY Canis Majoris and surround area. Credit: ESO/Digitized Sky Survey 2.

Born as a blue hypergiant of at least 15 solar masses, it quickly consumed the hydrogen in its core. As a consequence, it underwent a great expansion, cooling its outer layers.

VY Canis Majoris emits almost 300 thousand times more energy than the Sun. It is estimated that its surface temperature is approximately 3500 degrees and its diameter is 1420 times larger than our Sun’s. If we replaced the Sun with VY Canis Majoris it would swallow all the planets up to Jupiter! Its surface would span almost 7 astronomical units, equivalent to 1 billion kilometers!

Despite its impressive size, it is no longer the largest known star, having been surpassed by other hypergiants such as RW Cephei and UY Scuti, the current record holder with 1700 sun diameters.

You can observe VY Canis Majoris with an amateur telescope. It is a faint 8th magnitude star and  forms a triangle with Wezen and Aludra. A nice observing challenge for the start of the year.

Interestingly, in Canis Majoris, we find only one deep-sky object present in Messier’s catalog. On the other hand, it is a spectacular open cluster.

Messier 41 has been known to astronomers for a long time. It is bright enough to be seen with the naked eye in very dark skies. Its first appearance in an astronomical catalog was in 1654, in the list compiled by the Italian Giovanni Batista Hodierna. The Englishman John Flamsteed also registered the cluster on his British Catalog in 1702.

The open cluster Messier 41. Credit: 2MASS/UMass/IPAC-Caltech/NASA/NSF.

M41 is a fairly young cluster, formed 190 million years ago. It contains about 100 stars gathered in a diameter of 25 light-years, including some red giants and white dwarfs. It is approximately the same distance from us as another cluster called Collinder 121. Some astronomers suspect that the two clusters may have a common origin, but this is a hypothesis that is still being studied.

M41 is an easy target to locate, forming a triangle with Sirius and the star Nu Canis Majoris. It can be easily seen with binoculars.

What to see in the sky in February

18/2 Moon Meets Mars

During the first half of the night, the crescent moon is positioned just below the red planet, towards the southwest.

24/2 Hive Moon

The almost full moon passes close to the Beehive Cluster (Messier 44), in Cancer. Use binoculars to locate the cluster below the Moon and observe dozens of stars.

Next week …

The Theme of the Month continues its tour of the typical winter constellations, and gives more observing tips for March. See you soon!

Part 3

The Winter Sky – Part 3

Available on 22/1/2021.

Part 4

The Winter Sky – Part 4

Available on 29/1/2021.

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