Uma das primeiras estimativas foi efectuada pelo famoso físico e matemático inglês Isaac Newton que afirmou que a densidade da Terra deveria ser entre cinco a seis vezes a da água. Na segunda metade do século XVIII, foram efectuadas várias medições experimentais com vista à determinação da densidade média da Terra. Entre outros cientistas, devemos ao inglês Henry Cavendish a realização de uma das medições mais rigorosas para a época. Cavendish usou uma balança de torção para medir as pequenas forças de atracção entre esferas de chumbo e a Terra e usou a lei da atracção universal de newton (os corpos atraem-se na razão directa das suas massas e razão inversa do quadrado das distâncias entre eles) para calcular um valor para a densidade da Terra (na realidade ele determinou experimentalmente a constante de atracção gravitacional).
Os resultados foram publicados em 1798 num dos seus trabalhos mais célebres intitulado “Experiências para a determinação da Densidade da Terra”. O valor encontrado foi o de 5,48 para a densidade média da Terra relativamente à da água (que por definição é igual a cerca de 1 quilograma por metro cúbico à pressão normal e à temperatura de 25 °C). O valor hoje aceite para a densidade é de 5,52. Conhecendo o tamanho da Terra, a sua massa foi calculada como sendo da ordem das 6 x 10^21 toneladas.Outros métodos permitem-nos hoje saber que a massa do Sol é de cerca de 333000 vezes a massa da Terra.
A Terra orbita Sol. E o sistema solar a que pertencemos encontra-se a cerca de 27 mil anos-luz do centro da galáxia Via Láctea, a nossa morada cósmica. O sistema solar, situado na periferia de um dos braços espiralados da Via Láctea, demora 250 milhões de anos a completar uma órbita. Desde a sua formação, há 4.5 mil milhões de anos, completou apenas 18 voltas à galáxia. Sendo a Via Láctea composta por mais de 100 mil milhões de estrelas, qual é a sua massa?
Uma equipa de astrónomos da Universidade de Columbia, liderada por Andreas Küpper, publicou em Abril um artigo na revista Astrophysical Journal descrevendo uma nova técnica que permite a determinação com uma precisão sem precedentes da massa da Via Láctea. As estimativas anteriores, baseadas em métodos indirectos, têm margens de erro enormes. O novo método baseia-se na observação das características de filamentos de estrelas arrancados pela Via Láctea a enxames globulares que a orbitam.
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Os enxames globulares são grupos extremamente compactos de centenas de milhares de estrelas, que orbitam o centro da galáxia há milhares de milhões de anos. Em alguns casos, as intensas forças de maré exercidas pela enorme massa da Via Láctea provocam a sua desagregação gradual. Quando tal acontece, os enxames deixam ao longo da sua órbita filamentos formados por estrelas a eles arrancadas.Foi o estudo da distribuição de estrelas nos filamentos de um enxame globular designado por Palomar 5 que permitiu aos autores deste estudo determinar um novo valor para a massa da Via Láctea. Os astrónomos concluíram que o modelo computacional que melhor se ajustava aos dados obtidos implicava uma massa total de 210 mil milhões de massas solares para a Via Láctea. Qual é então a massa em kg da Via Láctea?
António Piedade
Ciência na Imprensa Regional – Ciência Viva