a bertura do setor de astronomia - cdcc observatório do cdcc - usp/sc
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A bertura do Setor de Astronomia - CDCC
Observatório do CDCC - USP/SC
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Sessão Astronomia
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Medindo Estrelas
Por Adalberto Anderlini de Oliveira
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Breve IntroduçãoBreve Introdução
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IntroduçãoIntrodução
Como medir algo?
O que chega até nós?
5 sentidos:5 sentidos: visãovisão
audiçãoaudição tatotato
olfatoolfato paladarpaladar
ComparaçãComparação (padrão)o (padrão)
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IntroduçãoIntrodução
E em uma estrela?
De onde sairão as medidas?
O que sai da estrela e chega
até nós? partículas elementarespartículas elementares
átomosátomosradiação eletromagnéticaradiação eletromagnética
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HistóricoHistórico
Galileu GalileiGalileu Galilei
1609
Erapré-telescópio
Erapós-telescópio
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HistóricoHistórico
Isaac Newton Isaac Newton (1642 - 1727)(1642 - 1727)
Qual a Qual a natureznaturez
a da luz?a da luz?
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HistóricoHistórico
Isaac Newton Isaac Newton (1642 - 1727)(1642 - 1727)
Christian HuygensChristian Huygens (1629 - 1695)(1629 - 1695)
EMPATEMPATEE
luz tem comportamento luz tem comportamento dualdual
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HistóricoHistórico
William Herschel William Herschel (1738 - 1822)(1738 - 1822)
Descobre o Descobre o InfravermelhoInfravermelho
< BAIXA FREQÜÊNCIA ESPECTRO DE ENERGIAS ALTA FREQÜÊNCIA >
RADIO MICROONDAS INFRAVERM. LUZ VISÍVEL ULTRAVIOL. RAIOS-X GAMA CÓSMICA
Radiação IonizantePotencialmente perigosa ou benéfica
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FotômetroFotômetro
Galileu GalileiGalileu Galilei(1564 - 1642)(1564 - 1642)
Aparelho calibrado:Aparelho calibrado:padronizarpadronizar
fotômetrofotômetro
Corrente (I)=quantidade
tempo
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EspectrômetrEspectrômetroo
EspectrômetroEspectrômetro
prismaprisma
colimadorcolimador
espelhoespelho
fotômetrfotômetrootelescópitelescópi
oo
lente lente divergentedivergente
II
contínuo
linha de absorção
azul (nm) vermelho
inte
nsi
dad
e
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p n
EspectroEspectro
pn
Não!Não!
Não!
Não!Não!
E não!Esse sim!
linhas de absorçãolinhas de absorçãoelétron com maior energia, elétron com maior energia,
mas natureza prefere menor energiamas natureza prefere menor energia
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p n
EspectroEspectro
pn
linhas de emissãolinhas de emissão
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Leis de KirchhoffLeis de Kirchhoff
Espectro Contínuo Linhas de Emissão
Espectro Contínuo com linhas de absorção
Fonte de Espectro Contínuo
Nuvem de Gás
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Medindo Importantes Medindo Importantes Propriedades EstelaresPropriedades Estelares
Depois de uma não tão breve introduçãoDepois de uma não tão breve introdução
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Como medir a composição química de uma Como medir a composição química de uma estrela?estrela?
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Como medir a composição química de uma Como medir a composição química de uma estrela?estrela?
Através do espectroAtravés do espectroDois problemas: descobrir a Dois problemas: descobrir a presençapresença de um elemento, de um elemento, e medir sua e medir sua quantidadequantidade
PresençaPresença: descobrindo uma ou várias linhas de : descobrindo uma ou várias linhas de absorção ou emissãoabsorção ou emissão
http://astro.if.ufrgs.br/rad/elements/Elements.htm
Hidrogênio: linhas característicasHidrogênio: linhas características
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Como medir a composição química de uma Como medir a composição química de uma estrela?estrela?
QuantidadeQuantidade::quanto mais intensa e mais escura a linha de quanto mais intensa e mais escura a linha de
absorçãoabsorção, maior a quantidade, maior a quantidadequanto mais intensa e mais clara a linha de quanto mais intensa e mais clara a linha de
emissãoemissão, maior a quantidade, maior a quantidade
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Como medir a temperatura de uma Como medir a temperatura de uma estrela?estrela?
Carga acelerada irradia Carga acelerada irradia com certa energia (certo com certa energia (certo ))
37,5 º37,5 º
SuperficialSuperficial
Quanto maior a temperatura, Quanto maior a temperatura, maior a velocidademaior a velocidade
Lei de WienLei de Wien
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Como medir a temperatura de uma Como medir a temperatura de uma estrela?estrela?
Estudando o espectro da estrela, podemos Estudando o espectro da estrela, podemos descobrir qual cor é mais fortemente irradiadadescobrir qual cor é mais fortemente irradiada
máx. fluxo x T = 0,290 cm.Kmáx. fluxo x T = 0,290 cm.K
calculamos a temperatura pela calculamos a temperatura pela Lei de WienLei de Wien
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Como medir o campo magnético de uma Como medir o campo magnético de uma estrela?estrela?
Núcleo:Núcleo:cargas em cargas em
movimento movimento geram campo geram campo
magnéticomagnético
NN
SS
Campo magnético Campo magnético põe as cargas em põe as cargas em movimentomovimentoMotor:Motor:
VentiladorVentiladorCortador GramaCortador Grama
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Como medir o campo magnético de uma Como medir o campo magnético de uma estrela?estrela?
Na presença de um campo magnético, as linhas de absorção e de emissão são divididas em duas ou mais linhas próximas – Efeito Zeeman
Quanto maior o campo, maior a separação
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Como medir a velocidade de uma estrela?Como medir a velocidade de uma estrela?
velocidade velocidade radialradial
velocidade velocidade tangencialtangencial
movimento ao longo da linha de
visão
movimento perpendicular à linha de visão
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observador estacionário
Efeito DopplerEfeito Doppler
Como medir a velocidade radial da Como medir a velocidade radial da estrela?estrela?
normal
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Como medir a rotação de uma estrela?Como medir a rotação de uma estrela?
A B• extremo A se aproxima do observador (blueshift)
• extremo B se afasta do observador (redshift)
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Como medir a rotação de uma estrela?Como medir a rotação de uma estrela?
• Considere uma linha de absorção sendo formada em todos os pontos da atmosfera estelar.
• Se a estrela não estiver rotacionando, não ocorrerão os desvios, e a linha será bem estreita.
• Se a estrela estiver rotacionando, ocorrerão os desvios, e a linha será alargada.
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Como medir o fluxo de uma estrela?Como medir o fluxo de uma estrela?
O que faz sair mais água?O que faz sair mais água?
PotênciaPotência
ÁreaÁrea
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Como medir o fluxo de uma estrela?Como medir o fluxo de uma estrela?
Fotômetro
d
AA
P
4.TF
AP
F
Lei de Lei de Stefan-BoltzmannStefan-Boltzmann
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Como medir o raio de uma estrela?Como medir o raio de uma estrela?
4.TF
AP
F
eA
PT 4.
24
.4.
R
PT
![Page 31: A bertura do Setor de Astronomia - CDCC Observatório do CDCC - USP/SC](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062312/552fc10a497959413d8c097c/html5/thumbnails/31.jpg)
Como medir a magnitude de uma estrela?Como medir a magnitude de uma estrela?
Qual poste brilha mais?Qual poste brilha mais?
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123456
Brilho aparentedas estrelas
(Hiparcos, séc. II a.C.)
Como medir a magnitude de uma estrela?Como medir a magnitude de uma estrela?
1 2 3 4 5 6
magnitude
Flu
xo m
ed
ido F
m = C – 2,5 log Fm = C – 2,5 log F
magnitude aparentemagnitude aparente
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Como medir a magnitude de uma estrela?Como medir a magnitude de uma estrela?
![Page 34: A bertura do Setor de Astronomia - CDCC Observatório do CDCC - USP/SC](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062312/552fc10a497959413d8c097c/html5/thumbnails/34.jpg)
Como medir a magnitude de uma estrela?Como medir a magnitude de uma estrela?
1
2
3
4
5
6
d
d
d
dd
d
d = 10 pc = 32,7 ALd = 10 pc = 32,7 AL
magnitude magnitude absolutaabsoluta
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O diagrama H-R O diagrama H-R (Hertzprung (Hertzprung Russell)Russell)
Evolução EstelarEvolução Estelar
Massa
Não é essa a posição das
estrelas no céu
Não existe movimento nesse sentido
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Como medir a idade de uma estrela?Como medir a idade de uma estrela?
Idade ZeroIdade Zero
Temperatura
Lu
min
osid
ad
e
Aglomerado AbertoAglomerado AbertoModelo de EvoluçãoModelo de Evolução2 bilhões 2 bilhões
de anosde anos10 bilhões 10 bilhões de anosde anos
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Casos EspeciaisCasos Especiais( ( importantes para importantes para
comparação com outras comparação com outras teorias )teorias )
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Como medir a distância até uma estrela?Como medir a distância até uma estrela?
Estrelas PróximasEstrelas Próximas
![Page 39: A bertura do Setor de Astronomia - CDCC Observatório do CDCC - USP/SC](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062312/552fc10a497959413d8c097c/html5/thumbnails/39.jpg)
Rio
D
E
C
A
B
d
EC
DEBCABd
Distância até o outro lado do rioDistância até o outro lado do rio
![Page 40: A bertura do Setor de Astronomia - CDCC Observatório do CDCC - USP/SC](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062312/552fc10a497959413d8c097c/html5/thumbnails/40.jpg)
Como medir a distância até uma estrela?Como medir a distância até uma estrela?
d
Dp tan
221 AA
p
mparalaxe.mpg
![Page 41: A bertura do Setor de Astronomia - CDCC Observatório do CDCC - USP/SC](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062312/552fc10a497959413d8c097c/html5/thumbnails/41.jpg)
Como medir a velocidade tangencial da estrela?Como medir a velocidade tangencial da estrela?
• devemos saber a distância de estrela até nós
• e devemos medir a taxa de variação angular no céu (movimento próprio)
d
(segundos de arco por ano)
![Page 42: A bertura do Setor de Astronomia - CDCC Observatório do CDCC - USP/SC](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062312/552fc10a497959413d8c097c/html5/thumbnails/42.jpg)
Como medir a massa de uma estrela?Como medir a massa de uma estrela?
Paróptico
Sistemabinário
Gravitacionalmenteunidas
![Page 43: A bertura do Setor de Astronomia - CDCC Observatório do CDCC - USP/SC](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062312/552fc10a497959413d8c097c/html5/thumbnails/43.jpg)
Como medir a massa de uma estrela?Como medir a massa de uma estrela?
Estrelas DuplasEstrelas Duplas
CM
3ª Lei de Kepler3ª Lei de Kepler
M1 + M2 = R3 / t2
![Page 44: A bertura do Setor de Astronomia - CDCC Observatório do CDCC - USP/SC](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062312/552fc10a497959413d8c097c/html5/thumbnails/44.jpg)
ConclusõesConclusões
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É fácil fazer essas É fácil fazer essas medidas?medidas?
Hidrogênio
Hélio
Oxigênio
Carbono
Nitrogênio
Neônio
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Por que fazer essas medidas?Por que fazer essas medidas?
Grandeza Método Por quê?Química espectro Evolução
Temperatura Lei Wien ClassificaçãoCampo Magn. E. Zeeman Estudo Sol
Vel. Radial E. Doppler DinâmicaRotação E. Doppler Manchas
Fluxo Fotômetro P lanetaRaio L e T ClassificaçãoIdade Indireta Evolução
Distância P aralaxe EscalasMassa L. Kepler Evolução
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FimFim
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Relação de animações e sua referências
Animações:
mparalaxe.mpg