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H á só u m a estrela no firmamento que
até agora t e m sido o b s e r v a d a c o m o alguma
coisa mais do que um simples ponto de luz.
E s s a estrela é, n a t u r a l m e n t e , o Sol. Q u a l q u e r informação acerca da estrutura e composição de q u a l q u e r outra estrela deve s e r
tirada da diminuta q u a n t i d a d e de luz que
ela envia p a r a a t e r r a .
P o d e m - s e fazer três espécies de observações com esta l u z : p o d e m o s avaliar a
sua q u a n t i d a d e total, p o d e m o s observar-lhe
a côr e p o d e m o s sujeitá-la à análise penet r a n t e do espectroscópio. T o d a s estas form a s de o b s e r v a ç ã o são usadas na d e t e r m i nação da composição das e s t r e l a s , m a s o
m e l h o r p r o c e s s o é o do espectroscópio.
A função deste i n s t r u m e n t o é e s p a l h a r
a luz da estrela n u m a faixa de h a r m o n i a
com a sua côr. U m a e x t r e m i d a d e desta é
v e r m e l h o escuro, a outra v i o l e t a ; e entre
estas d u a s e x t r e m i d a d e s a côr passa sucess i v a m e n t e por todas as v a r i e d a d e s do arco-iris, de tal m o d o q u e cada ponto da faixa
c o r r e s p o n d e a u m a côr ou c o m p r i m e n t o de
o n d a definido. S e e x a m i n a r m o s o e s p e c t r o
de q u a l q u e r estrela em p a r t i c u l a r , v e r e m o s
q u e a faixa de luz é a t r a v e s s a d a por estreitas
linhas escuras e a l g u m a s vezes, e m certos
tipos de estrelas q u e n t e s , p o d e r á h a v e r linhas de extra-brilhantismo.
E s t a s linhas
são as linhas espectrais e p o d e m ser imed i a t a m e n t e utilizadas p a r a nos dizer a l g u m a
coisa acerca da composição da estrela donde
provêem.
S e s a l p i c a r m o s sal vulgar n u m a c h a m a
a luz desta torna-se a m a r e l a e o espectroscópio m o s t r a que esta luz está toda concent r a d a e m d u a s linhas claras muito juntas na
região a m a r e l a .
O sal é um c o m p o s t o do metal sódio, e
se e x p e r i m e n t a r m o s com outros compostos
deste m e t a l , como a soda de lavagem ou os
fermentos dos p a d e i r o s , v e r e m o s q u e estas
linhas a p a r e c e m ainda. S e agora p a s s a r m o s
u m a luz b r a n c a atravez de u m tubo cont e n d o a l g u m v a p o r de sódio, o espectroscópio m o s t r a u m a faixa de luz cruzada p o r
duas linhas escuras q u e o c u p a m exactam e n t e a m e s m a posição da o c u p a d a anter i o r m e n t e pelas linhas c l a r a s .
E s t a s são simples a m o s t r a s d u m a lei
geral q u e diz que um e l e m e n t o tem u m a
série de linhas e s p e c t r a i s p e r f e i t a m e n t e d e finidas pelas quais ele p o d e ser r e c o n h e cido.
N o c a s o d a s e s t r e l a s , os v a p o r e s
metálicos das suas a t m o s f e r a s r e g i s t a m a
sua m a r c a particular na luz d a s estrelas e
assim r e v e l a m a sua p r e s e n ç a . Deste m o d o
p o d e m o s dizer i m e d i a t a m e n t e q u e o Sol
contém hidrogénio e g r a n d e p a r t e dos m e tais e que a brilhante estrela Vega contém
hidrogénio e cálcio. A dificuldade está e m
q u e , da ausência de u m elemento n ã o se
segue q u e a estrela não contenha esse elem e n t o . E f e c t i v a m e n t e , d e v e m o - n o s lemb r a r , em p r i m e i r o lugar, q u e a região visível do espectro é a p e n a s u m a p a r t e m í n i m a
da série total possível dos c o m p r i m e n t o s de
o n d a , e q u e se um e l e m e n t o p r o d u z linhas
na longínqua região ultra-violeta n ã o serem o s capazes de observá-las p o r q u e a a t m o s fera da t e r r a n ã o é t r a n s p a r e n t e p a r a esta
espécie de luz (ela t e m u m e s p e c t r o de
absorção p r ó p r i o ) , e n ã o p o d e m o s o b s e r v a r
estas regiões do e s p e c t r o .
U m segundo ponto i m p o r t a n t e é q u e o
espectro d u m á t o m o é c o m p o s t o p o r muito
m a i s linhas do q u e a q u e l a s q u e p o d e m ser
p r o d u z i d a s da m a n e i r a já exposta.
Um
á t o m o pode ter toda u m a série de linhas,
d a s quais só p o u c a s estão na zona visível,
e aquela d a s linhas q u e a p a r e c e mais forte
é d e t e r m i n a d a pela t e m p e r a t u r a da a t m o s fera na qual o á t o m o se e n c o n t r a .
Assim
o hidrogénio t e m toda u m a série de linhas
n o ultra-violeta e todo u m conjunto de séries
no infra-vermelho, a l é m de u m a série na
r e g i ã o visível.
U m á t o m o p r o d u z estas linhas p o r mud a n ç a s na energia dos electrões q u e se m o v e m à volta do núcleo central — a p a r t e
m a i s i m p o r t a n t e do á t o m o . A situação é
a l é m disso complicada pelo facto de que
se u m á t o m o t e m m a i s do q u e u m electrão
(e isto é v e r d a d e i r o para t o d o s os elementos excepto o hidrogénio), e se a t e m p e r a t u r a da atmosfera é b a s t a n t e alta, os elect r õ e s p o d e m a p o d e r a r - s e de tanta energia
q u e u m ou m a i s d e n t r e eles p o d e m ser
a r r a n c a d o s i n t e i r a m e n t e do á t o m o . Q u a n d o
este p r o c e s s o de tionizaçao» se d á , o á t o m o
danificado a d q u i r e um espectro i n t e i r a m e n t e
novo, e pode acontecer que n e n h u m a d e s t a s
novas linhas se encontre na região acessível