Agosto/Setembro 2014 (Volume 23, Número 8)

Agosto 18 e 20 de Outubro de 1868: Descoberta do Hélio

Pintura de JanssenLockyer-Normanbr>Fotos por Wikipedia Commons

p>Pierre Janssen (em cima) e Joseph Norman Lockyer (em baixo), descobre o hélio.

Apesar de ser o segundo elemento mais abundante no universo observável, o hélio é relativamente raro na Terra, o produto da decomposição radioactiva de elementos como o urânio. Na verdade, é tão raro que o hélio só foi descoberto em 1868, graças aos esforços de dois cientistas em particular, um na Inglaterra, e outro na França.

Em 1859, Gustav Kirchoff percebeu que era possível deduzir a composição química do sol e de outras estrelas, analisando os espectros da luz que emitem. Kirchoff utilizou este método para descobrir o césio e o rubídio. Os astrônomos estavam particularmente interessados em estudar as proeminências solares: chamas coloridas, agora conhecidas por serem nuvens quentes de gás denso. A melhor maneira de fazer tais observações, acreditavam os cientistas, era durante um eclipse solar.

Nascido em Paris, Pierre Janssen sofreu um acidente em criança que o deixou permanentemente coxo. Ele estudou matemática e física na Universidade de Paris, acabando por se tornar professor de arquitectura em 1865. Mas seus interesses iam muito além dessa especialidade, e ele se viu envolvido em numerosas expedições científicas relacionadas à astronomia e à geofísica. Por exemplo, ele viajou ao Peru para estudar o equador magnético, e à Itália e Suíça para estudar o espectro solar.

Em 1868, Janssen viajou para Guntur, Índia, para observar o eclipse solar. Ele se concentrou nas proeminências solares e concluiu que elas compreendem principalmente gás hidrogênio, aquecido a temperaturas extremamente altas. Mas em 18 de agosto, quando ele observou o espectro do sol através de seu espectroscópio, ele notou que o comprimento de onda da linha amarela, supostamente indicando a presença de sódio, não correspondia ao comprimento de onda para aquele elemento. Na verdade, não correspondeu ao comprimento de onda de nenhum elemento conhecido até à data. A linha era suficientemente brilhante, ele pensou, que deveria ser visível mesmo sem a ajuda de um eclipse, desde que um meio pudesse ser encontrado para filtrar tudo, exceto aquele comprimento de onda da luz visível. Foi assim que ele inventou o espectro-helioscópio para analisar melhor o espectro do sol.

p>A cerca de 5.000 milhas de distância, em 20 de outubro de 1868, o astrônomo inglês Joseph Norman Lockyer também conseguiu observar as proeminências solares em plena luz do dia. Seu trabalho detalhando essas observações chegou à Academia Francesa de Ciências no mesmo dia do trabalho de Janssen, então ambos os homens receberam crédito pela descoberta do hélio.

Initidamente, foi uma honra duvidosa: Muitos colegas duvidaram que este pudesse ser um novo elemento e ridicularizaram as suas conclusões. Outros pensavam que o hélio só poderia existir ao sol. Em 1882, o físico italiano Luigi Palmieri estava analisando a lava do Monte Vesúvio quando notou aquela mesma linha espectral amarela telescópica em seus dados – a primeira indicação de hélio na Terra. Passariam mais 12 anos até que o químico escocês William Ramsey encontrasse mais evidências experimentais deste novo elemento.

Filho de um engenheiro civil e sobrinho de um conhecido geólogo escocês, Ramsey obteve seu doutorado na Universidade de Tübingen, na Alemanha, e eventualmente ingressou na faculdade do University College London, publicando vários trabalhos sobre óxidos de nitrogênio. Em 1894, inspirado por uma palestra de Lord Rayleigh, Ramsey isolou com sucesso um novo gás sem reatividade química – o primeiro gás inerte, que ele chamou de argônio, após a palavra grega para “preguiçoso”. Posteriormente ele descobriu mais gases inertes: néon, crípton e xenônio, eventualmente ganhando o Prêmio Nobel de Química de 1904 por suas realizações.

Em 1895, Ramsey estava estudando um pedaço de minério de urânio (cleveite), que ele tratou com ácidos minerais. Ele esperava isolar o argônio separando nitrogênio e oxigênio da amostra com ácido sulfúrico. Em vez disso, ele notou a presença de um gás incomum fechado dentro da amostra – aparecendo em um espectroscópio como uma “gloriosa efusão amarela”, de acordo com Lockyer, para quem Ramsey havia enviado sua amostra para verificação. Seu espectro correspondeu ao do novo elemento proposto observado na cromosfera do sol.

Após testes realizados para garantir que a linha era de fato um novo elemento, em oposição a uma nova forma de hidrogênio, o trabalho de Ramsey apareceu nos Anais da Royal Society of London mais tarde naquele ano, e os químicos suecos Per Teodor Cleve e Abraham Langlet isolaram com sucesso o gás do cleveite. Lockyer chamou o novo elemento hélio, após a palavra grega para o sol (helios).

Janssen, entretanto, não permaneceu ocioso nos anos que se seguiram às suas observações seminais. Ele viajou por todo o mundo para testemunhar mais eclipses solares em 1870, 1875, 1883 e 1905. Para o eclipse de 1870 em Argel, ele escapou de Paris – então sitiado no auge da Guerra Franco-Prussiana – em um balão de ar quente. Assistiu também ao trânsito de Vênus no Japão, em 1874, e novamente na Argélia, em 1882, com o objetivo de capturar em filme o momento exato em que o trânsito começou. Para isso, inventou um instrumento chamado revólver de relógio, capaz de fazer uma série de 48 exposições em 72 segundos usando o processo fotográfico daguerreótipo. As imagens resultantes foram suficientemente boas para encorajar outros astrônomos a adotar seu método para futuros trânsitos.

Em 1893, ele construiu um observatório no Monte Blanc, determinando com razão que se poderia ganhar uma vantagem considerável em altitudes mais elevadas, onde a atmosfera era mais fina. Por volta de 69, ele fez a escalada e passou vários dias fazendo observações. Fez até duas aparições de camafeu nos primeiros filmes dos famosos irmãos Lumière. Janssen morreu em 23 de dezembro de 1907, apenas três anos depois de suas mais de 6000 fotografias solares terem sido coletadas e publicadas no Atlas de Photographies Solaires.

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