buracos negros introdução à astronomia basílio santiago por luiz gabriel...

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  • Buracos Negros Introduo Astronomia Baslio Santiago Por Luiz Gabriel Bongiolo
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  • Histria - Em 1783, John Mitchel foi o primeiro a se perguntar o que aconteceria se uma estrela se tornasse to massiva que a sua velocidade de escape fosse igual velocidade da luz. - A questo ficou quase totalmente esquecida ate 1916 quando o fsico alemo Karl Schwarzschild encontrou a soluo exata para a equao de Einstein referente s estrelas massivas. O prprio Einstein ficou abismado ao saber que Schwarzschild havida encontrado uma soluo simples, elegante e exata; e principalmente pela soluo conter propriedades peculiares. - Em seu segundo artigo Karl Schwarzschild sugeriu a existencia de uma esfera mgica circundado a estrela massiva, com propriedades estranhas. A esfera magica era um ponto sem volta. Schwarzschild no sabia mas estava descobrindo o Horizonte de Eventos. -Schwarzschild rapidamente aplicou a soluo a aproximaes anteriores que havia feito a cerca da gravidade do sol e concluiu que se o sol fosse comprimido a um raio de 3km ele se tornaria uma estrela negra e colapsaria.
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  • - At ento, a existncia da esfera mgica no causava problemas visto que era impossvel espremer o sol at 3 km, porm era teoricamente um desastre. Embora a teoria geral da relatividade fosse capaz de dar resultados brilhantes, como a curvatura da luz estelar a cerca do sol, a teoria no fazia nenhum sentido a medida que voc se aproximasse da esfera mgica em si, onde a matemtica sugeria que a gravidade tornava-se infinita. - Em 1932 George Lematre, pai da teoria do Big-Bang, mostrou que a esfera mgica no era nenhuma singularidade onde a gravidade se tornava infinita; era apenas uma iluso matemtica causada pela escolha de um conjunto infeliz de elementos matemticos. -Em 1939 Einstein havia desistido da ideia de estrelas negras visto que elas no aconteceriam por processos naturais. Ironicamente no mesmo ano J. Robert Oppenheimer (que mais tarde construiria a bomba atmica) mostrou que um buraco negro poderia se formar a partir de uma estrela velha, massiva, que esgotou seu combustvel nuclear e, por conseguinte, implode sob a fora da gravidade. No entanto, este julgava que a propriedade era apenas uma sutileza nas equaes da relatividade e abandonou a ideia. Os buracos negros caram no esquecimento at dcada de 60.
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  • - Em 1963, entretanto, esta viso comeou a mudar quando o matemtico Roy Kerr encontrou uma soluo que descrevia um buraco negro girando. - Por causa das estranhas propriedades dos buracos negros, at o incio da dcada de 1990 a sua existncia ainda era considerada fico. A partir de modernos recursos os fsicos comearam a observar vrias centenas de buracos negros no espao csmico atravs de telescpios que medem emissores de raios X que vem de fontes estelares. Como os buracos negros so invisveis, os astrnomos tm de usar meios indiretos para verificar a sua existncia. Nas fotografias, eles tentar identificar o disco de acreo de gs rodopiante que circunda o buraco.
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  • Definio - Os Buracos Negros so corpos que no possuem mais presso interna suficiente para produzir uma fora para fora que contrabalance o peso de suas camadas externas, o corpo colapsa matematicamente a um ponto. Este ponto chamado de singularidade, onde a densidade tende ao infinito. O campo gravitacional to forte que nem mesmo a luz capaz de escapar e por isso tal corpo chamado de Buraco Negro.
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  • Como se forma um Buraco Negro? - Uma estrela com cerca de 10 vezes a massa solar desenvolve-se durante cerca de 1 bilio de anos transformando hidrognio em hlio atravs de reaces nucleares que ocorrem no ncleo. - Quando o combustvel de hidrognio se acaba, a estrela comea a colapsar sobre si mesma por no haver nada que sustenha a presso da gravidade. - medida que a estrela encolhe, a gravidade aumenta. Quando o raio da estrela for de 30 km a sua velocidade de escape torna- se superior da luz e forma-se um buraco negro.
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  • Constituio de um Buraco Negro Na verdade o Buraco Negro em si no visto pois as propriedades do objeto em si no o permitem. A identificao do buraco negro feita a partir dos eventos que esto na sua volta retirados de imagens de satlites e captaes de raios X. Suas caractersticas podem ser definidas da seguinte forma:
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  • Horizonte de eventos - O horizonte de eventos fica no centro do disco de acreo, infelismente ele pequeno demais para ser identificado por tecnologia atual. - Corresponde a fronteira do Buraco Negro. Tem este nome porque qualquer evento que ultrapasse em direao ao buraco, no podera mais ser captado por um observador exterior. Consiste numa onda de luz que no cai no buraco mas tambm no consegue escapar, continuando a mover-se ao longo do raio de Schwarzschild.
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  • Disco de Acreo - Consiste na matria que est a ser absorvida pelo buraco negro. Esta atrada pela fora da gravidade e forma um disco enquanto redemoinha para o buraco negro ( um pouco como a gua num ralo de um lava-louas). - Usando as leis do movimento de Newton, os astrnomos podem calcular a massa do objeto central sabendo a velocidade das estrelas que orbitam ao redor. Se a massa do objeto central tem uma velocidade de escape igual velocidade da luz, ento nem a luz consegue escapar, o que proporciona a prova indireta da existncia de um buraco negro.
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  • Jatos de gs -Nem todos os gases que caem em direo a um buraco negro atravessam o horizonte de eventos. -Alguns desviam-se do horizonte de eventos e so lanados na sua tangente com velocidades enormes e ejetados no espao, formando dois longos jatos de gs que emanam dos plos norte e sul do buraco. -Os jatos sao ejetados assim provavelmente porque as linhas do campo magntico da estrela em colapso, medida que se torna mais intensas, concentram-se acima dos plos.
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  • Categorias de Buracos Negros Os Buraco Negros so considerados entidades fsicas relativamente simples pelo fato de podermos descrev-los e classific-los conhecendo somente trs caractersticas suas: massa, momentum angular (medida da sua rotao) e carga eltrica. De acordo com a massa, podemos classificar os buracos negros em dois tipos principais: - Buracos Negros Estelares Originados a partir da evoluo de estrelas massivas e portanto com massa da ordem das massas estelares. A gravidade esmaga uma estrela moribunda at que ela implode. - Buracos Negros Supermassivos - Estes so buracos negros de massa muito superior aos anteriores e podem chegar a atingir massas milhares de vezes superiores do sol provavelmente formados quando o Universo era bem mais jovem a partir do colapso de gigantescas nuvens de gs ou de aglomerados com milhes de estrelas.
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  • Atualidades - Recentemente, um buraco negro foi definitivamente identificado no centro de nossa prpria galxia. Por infelicidade, nuvens de poeira obscureceram o centro galtico; no fosse por isso poderamos ver da Terra uma imensa bola de fogo vindo da constelao de Sargitrio. Seria um buraco negro massivo.
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  • O prximo buraco negro galtico mais perto de ns fica no centro da galxia de Andrmeda, a galxia mais prxima da Terra. Com cerca de 30 milhes de massas solares e raio de Schwarzschild de uns 90 milhes de quilmetros. No centro de Andrmeda ficam no mnimo dois objetos massivos, provavelmente restos de uma galxia anterior que foi devorada por Andrmeda h bilhes de anos.
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  • - Uma das descobertas mais espetaculares sobre os buracos negros ocorreu quando o telescpio de raios X Chandra conseguiu espiar atravs de uma pequena brecha na poeira no espao csmico e observou um grupo de buracos negros perto da beira do universo visvel. No todo, seiscentos buracos negros podiam ser vistos. Extrapolando a partir disso, os astrnomos estimam que existam pelo menos 300 milhes de buracos negros em todo o cu noturno.
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  • Bibliografias Site do Institudo de Fsica da Ufrgs. http://www.if.ufrgs.br/~thaisa/bn/index.htm#indice http://www.if.ufrgs.br/~thaisa/bn/index.htm#indice Livros: -Stephen Hawking: Uma Breve Histria do Tempo: do Big Bang aos Buracos Negros. -Michu Kaku: Mundos Paralelos.

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