QUANTO MATERIAL Há EM UM ANO-LUZ?

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A Via Láctea é um lugar extremamente grande. Medido de ponta a ponta, nossa galáxia estimada em 100.000 a 180.000 anos-luz (31.000 a 55.000 parsecs) de diâmetro. E é extremamente bem povoada, com um número estimado de 100 a 400 milhões de estrelas. E de acordo com estimativas recentes, acredita-se que existam até 100 bilhões de planetas na Via Láctea. E nossa galáxia é apenas um dos trilhões dentro do Universo.

Então, se a decompormos, quanta matéria encontraremos lá? Estimar quanto existe de um modo geral envolveria matemática séria e números incríveis. Mas e quanto a um único ano-luz? Como a unidade mais usada para medir as distâncias entre estrelas e galáxias, determinar quanta coisa pode ser encontrada em um único ano-luz (em média) é uma boa maneira de ter uma idéia de como as coisas estão por aí.

Ano luz:

Embora o nome seja um pouco confuso, você provavelmente já sabe que um ano-luz é a distância que a luz percorre no espaço de um ano. Dado que a velocidade da luz foi medida em 299.792, 458 m / s (1080 milhões de km / h; 671 milhões de mph), a distância que a luz percorre em um único ano é bastante imensa. No total, um único ano-luz chega a 9.460.730.472.580,8 quilômetros (5.878.625.373.183,6 mi).

Portanto, para determinar a quantidade de material em um ano-luz, precisamos tomar essa distância e transformá-la em um cubo, com cada lado medindo um ano-luz de comprimento. Imagine esse volume gigante de espaço (um pouco desafiador para alguns de nós entendermos) e imagine quantas "coisas" estariam lá. E não apenas "coisas", no sentido de poeira, gás, estrelas ou planetas, também. Quanto não há nada lá, como no vazio vazio do espaço?

Há uma resposta, mas tudo depende de onde você coloca seu cubo gigante. Medi-lo no centro da galáxia, e há estrelas zumbindo por todo o lado. Talvez no coração de um aglomerado globular? Em uma estrela formando nebulosa? Ou talvez nos subúrbios da Via Láctea? Também existem grandes vazios entre galáxias, onde não há quase nada.

Densidade da Via Láctea:

Não há como contornar a matemática neste. Primeiro, vamos descobrir uma densidade média para a Via Láctea e depois partir daí. Tem cerca de 100.000 a 180.000 anos-luz de diâmetro e 1.000 anos-luz de espessura. De acordo com meu amigo e famoso astrônomo Phil Plait (da Bad Astronomy), o volume total da Via Láctea é de cerca de 8 trilhões de anos-luz cúbicos.

E a massa total da Via Láctea é 6 x 10⁴² quilogramas (6.000 trilhões de trilhões de toneladas de toneladas ou 6.610 trilhões de trilhões de toneladas de toneladas dos EUA). Divida-os e você terá 8 x 10²⁹quilogramas (800 trilhões de trilhões de toneladas ou 881,85 trilhões de toneladas dos EUA) por ano-luz. Esse é um 8 seguido por 29 zeros. Isso parece muito, mas na verdade é o equivalente a 0,4 Massas Solares - 40% da massa do nosso Sol.

Em outras palavras, em média, na Via Láctea, há cerca de 40% da massa do Sol em cada ano-luz cúbico. Mas em um metro cúbico médio, existem apenas cerca de 950 attogramas, que são quase um femtograma (um bilionésimo de grama de matéria), o que é quase nada. Compare isso ao ar, que possui mais de um quilograma de massa por metro cúbico.

Para ser justo, nas regiões mais densas da Via Láctea - como dentro de aglomerados globulares - você pode obter densidades de estrelas com 100, ou até 1000 vezes maior que a nossa região da galáxia. As estrelas podem ficar tão próximas quanto o raio do sistema solar. Mas nos vastos golfos interestelares entre as estrelas, a densidade cai significativamente. Existem apenas algumas centenas de átomos individuais por metro cúbico no espaço interestelar.

E nos vazios intergalácticos; nos golfos entre galáxias, existem apenas alguns átomos por metro. Goste ou não, grande parte do Universo está bem perto de ser um espaço vazio, com apenas pequenas quantidades de partículas de poeira ou gás encontradas entre todas as estrelas, galáxias, aglomerados e super aglomerados.

Então, quantas coisas existem em um ano-luz? Tudo depende de onde você olha, mas se você espalhar toda a matéria agitando o Universo como um globo de neve, a resposta está muito próxima de nada.

Escrevemos muitos artigos interessantes sobre a Via Láctea aqui na Space Magazine. Aqui estão 10 fatos interessantes sobre a Via Láctea, quão grande é a Via Láctea ?, Quantas estrelas existem na Via Láctea ?, Onde está localizada a Terra na Via Láctea ?, Até que ponto é um ano-luz? E até que ponto A Light viaja em um ano?

Para mais informações, consulte Quantas colheres de chá em um ano-luz cúbico? na HowStuffWorks

Astronomy Cast também tem um bom episódio sobre o assunto. Aqui está o episódio 99: A Via Láctea