a bertura do setor de astronomia - cdcc por leonardo pratavieira déo
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A bertura do Setor de Astronomia - CDCC
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Por Leonardo Pratavieira DéoPor Leonardo Pratavieira Déo
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EstrelaProtoestrelaNebulosa
Anã BrancaGigante Vermelha Explosão Nova
Supergigante Vermelha Explosão Supernova
Estrela de Nêutrons Buraco Negro
Planeta Anã Marrom
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Unidade Astronômica (U.A.) = 150.000.000 km
Terra
Massa do Sol: 1,989 x 1030 kg
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É um corpo gasosono interior do qual
ocorrem reações defusão nuclear formando
elementos mais pesados.
O que é umaestrela?
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Fusão do hidrogêniop p
D
Neutrino
Pósitron
p
He3
p p
pD
He3
Neutrino
Pósitron
p pHe4
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Nascimento de estrelas
Gás
Nebulosa Protoestrela
Início dasreações de
Fusão Nuclear
Nasceu a estrela !Nasceu a estrela !
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Instabilidade gravitacional
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Instabilidade gravitacional
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Instabilidade gravitacional
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Instabilidade gravitacional
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Instabilidade gravitacional
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Contração gravitacionalContração gravitacionalde uma nebulosade uma nebulosa
F Fd
m m’
F = G m m’ / d2
Lei da atraçãogravitacional
GásHidrogênio
A forma geométricade menor energia é a
esfera.
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NebulosaNebulosaTrífidaTrífida
( Sagitário )( Sagitário )
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PlêiadesPlêiadesEstrelas JovensEstrelas Jovens
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Protoestrela
• Tsuperf ~ 1 000 ºC
• R = 500 U.A. (10 x Rórbplutão)
• 1Ms < M < 60 Ms
• Depois de ~100 000 anos da formação da nebulosa
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Diagrama de Hertzsprung - Russell
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Pressões atuantes numa estrelaPressões atuantes numa estrela
Partícula
Contraçãogravitacional
Vem...Expansão
térmicaVai...
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(DesDes)equilíbrio)equilíbrioEstáticoEstático
PT < PG
Contração
PT = PG
Equlíbrio
PT > PG
Expansão
PT = Pressão Térmica PG = Pressão Gravitacional
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E se a estrela não nascer?
Se a massa for menor do que 1% Ms, nunca atinge 10 000 000 ºC
planetas
reflete luz
Se 1% Ms < Massa < 8% Ms
Anã marrom
Aquecida por energia gravitacional
Emite no infra-vermelho
Contínuo e lento encolhimento
Gliese 229B
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Morte de estrelas
Buraco Negro
Supernovaou
Estrela de Nêutrons
Anã Branca
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Morte de uma estrela
Remanes. Supernova
Remanes. Supernova
Gigante Vermelha
Buraco Negro
Estrela Nêutron
Anã Branca
Nebulosa Planetária
SupergiganteVermelha
Explosão Nova
Explosão Supernova
Se 0,08Ms < Massa < 4Ms
Se Massa > 4Ms
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Estrela com 0,08Ms < Massa < 4Ms
• T = 5 800 º C
• R ~ 70 000 km
• M ~ 300 000 Mterra
• Fusão de H durante 10 bilhões de anos
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• Acaba o H no núcleo ( Contgrav > Expterm contração
• O núcleo de He se contrai até queimar o He em carbono – AQUECIMENTO
• Aquecimento leva à fusão do H em uma camada ao redor do núcleo, a liberação de energia empurra as camadas mais externas de H, que expandem e esfriam (vermelho)
Estrela...
H He … He
H He
H He
Inicia a expansão
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“Explosão” Nova•O centro de uma estrela de pouca massa nunca se torna quente o suficiente para queimar carbono
•As camadas mais externas expelidas na queima do hidrogênio ao redor do núcleo de hélio, continuam expandindo e, por inércia, escapam, tornando-se uma nebulosa planetária.
• O núcleo continua colapsando, esfriando lentamente. (queima resto H na superfície - aquece - branca)
HHe
H He
H
He
H
He
Gigante vermelha
H
H
Nebulosa Planetária
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Nebulosa Planetária e Anã Branca
Exs.: Helix e Nebulosa do Anel em Lyra
• Tanã ~ 200 000 º C
• Ranã ~ RTerra
• Ma < 1,4 Ms Mn ~ 0,2 Ms
• Depois de 10 000 anos da formação da Gigante Vermelha
• O brilho se perde em questão de meses
• Vel. Expansão = 20 km/s
• Rn ~ 20 000 U.A.
• Tn ~ 10 000 ºC
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Por que a Supergigante Vermelha se forma?• Semelhante à Gigante Vemelha (diferença: massa > 4Ms)•continua a contração ao redor do He, que está sefundindo em C (100 000 000 ºC) - AQUECIMENTO
• Aquecimento leva à fusão do He ao redor do núcleo de carbono, e a energia liberada empurra as camadas mais externas de H e He, que expandem e esfriam (vermelho)
Estrela...
H He
… HeH
Inicia a expansão
He C
H He
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Por que a estrela de nêutrons se forma?• 4Ms < Massa Estrela < 8Ms• Contração núcleo em torno do Fe que não funde• Pressão gravitacional >> Pressão térmica• Prótons e elétrons se fundem formando nêutrons• Rotação extremamente rápida• Surge intenso campo magnético
• Se eixo magnético eixo rotação: PULSARES
He C... Fe
Nêutrons
Elétrons
Prótons
•
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Estrela de Nêutrons• Tsup = 50 000º C
• R < 20 km
• 1,4 Ms < Mest.nêutron < 3 Ms
• dens ~1014 g/cm3
• Período pulso ~ 1seg
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![Page 34: A bertura do Setor de Astronomia - CDCC Por Leonardo Pratavieira Déo](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062404/552fc10a497959413d8c09fc/html5/thumbnails/34.jpg)
Anã branca:
Uma colher de chá =
1 tonelada!!!
Estrela de Nêutrons:
Uma colher de chá =
1 bilhão de toneladas!!!!!
Anã Branca x Estrela de Nêutrons
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Buraco negro
Indícios de sua existência
• Fontes de raios-X (alta energia)
• Movimento anômalo de estrelas
•Nem a luz escapa!
•Essa região de alta densidade se tornou uma singularidade onde todas as leis conhecidas da física são quebradas
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Por que um buraco negro se forma?
• R ~ 3 km
• Mfinal > 3 Ms
• densidade muito grande
• Massa Estrela > 9 Msol
• Contração contínua
• Deve ocorrer um colapso gravitacional
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Estrela de Nêutrons20Km
Buraco negro15Km
Sol1 400 000Km
Anã Branca15000Km
![Page 38: A bertura do Setor de Astronomia - CDCC Por Leonardo Pratavieira Déo](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062404/552fc10a497959413d8c09fc/html5/thumbnails/38.jpg)
Comparação de tamanho – Gigante Vermelha - Sol
![Page 39: A bertura do Setor de Astronomia - CDCC Por Leonardo Pratavieira Déo](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062404/552fc10a497959413d8c09fc/html5/thumbnails/39.jpg)
Comparação de tamanho – Gigante Vermelha – Supergigante Vermelha
![Page 40: A bertura do Setor de Astronomia - CDCC Por Leonardo Pratavieira Déo](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062404/552fc10a497959413d8c09fc/html5/thumbnails/40.jpg)
Resumindo...
Nebulosa Nuvem de gás onde nascem as estrelas
Protoestrela Estágio antes de começarem as fusões nucleares
Estrela Início das reações nucleares
Planeta Massa menor do que 1% Ms
Anã Marrom Massa entre 1% Ms e 8% Ms
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Gigante Vermelha
Massa entre 0,08Ms e 4Ms
Funde He em C
Temperatura do núcleo - 100 000 000
Explosão Nova Expansão dos gases da Gigante Vermelha
Anã Branca Resto do núcleo da Gigante Vermelha
![Page 42: A bertura do Setor de Astronomia - CDCC Por Leonardo Pratavieira Déo](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062404/552fc10a497959413d8c09fc/html5/thumbnails/42.jpg)
Supergigante
Vermelha
Massa maior que 4Ms
Funde C em elementos mais pesados até o Fe
Temperatura do núcleo > 100 000 000
Explosão SupernovaExpansão dos gases da Supergigante Vermelha
![Page 43: A bertura do Setor de Astronomia - CDCC Por Leonardo Pratavieira Déo](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062404/552fc10a497959413d8c09fc/html5/thumbnails/43.jpg)
Estrela de NêutronsResto do núcleo da
Supergigante Vermelha para massas estrelares entre 4Ms e
8Ms
Buraco NegroResto do núcleo da
Supergigante Vermelha para massas estrelares maiores que
8Ms
![Page 44: A bertura do Setor de Astronomia - CDCC Por Leonardo Pratavieira Déo](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062404/552fc10a497959413d8c09fc/html5/thumbnails/44.jpg)
![Page 45: A bertura do Setor de Astronomia - CDCC Por Leonardo Pratavieira Déo](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062404/552fc10a497959413d8c09fc/html5/thumbnails/45.jpg)
Referências
http://hubblesite.org/
http://austrinus.com/
http://astro.if.ufrgs.br/
http://www.cdcc.sc.usp.br/cda/
Dicionário Enciclopédico de Astronomia e Astronáutica – Ronaldo Rogério de Freitas
Introdução a Astronomia e Astrofísica – Instituto Nacional de
Pesquisas Espaciais
Autores Prof. Dr. Roberto Boczko (IAG-
USP) Prof. Valter Luiíz Líbero (IFSC e Setor de Astronomia do CDCC)
Jorge Hönel (Setor de Astronomia do CDCC)
Colaboradores
Caio B. G Carvalho (Monitor do Setor de Astronomia do CDCC)
Diego Pires A. Gonçalves (Monitor do Setor de Astronomia do CDCC)
Marcelo Ferreira da Silva