fundamentos de astrobiologia ast–416-3 aula 2...
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�1
FUNDAMENTOS DE ASTROBIOLOGIAAST–416-3
Aula 2
Cosmologia e Astrofísica
C.A.Wuensche
INPE – Divisão de Astrofísica
http://www.das.inpe.br/~alex
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Carlos Alexandre Wuensche (2019) �2
Papel da Cosmologia, Astrofísica na construção dos “tijolos
da vida” como a conhecemos
☑ Leitura:
✓ Cap. 3 do livro “Astrobiologia: uma ciência emergente”✓ artigo “The Astrobiology Primer 2.0”, cap. 3 (Domagal-Goldman &
Wright, Eds., 2016)✓ artigo “On the Habitability of our Universe” (A. Loeb, 2016)
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Carlos Alexandre Wuensche (2019) �3Fonte: Beyond Einstein (NASA, 2003)
Os constituintes da vida vêm daqui!!!
Buracos negros supermassivos (0,04%)
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Carlos Alexandre Wuensche (2019) �4Divisão de AstrofísicaCarlos Alexandre Wuensche4
História do Universo
Era GUT
Era Planck
Inflação
Era EletrofracaT. Fase Eletrofraca
T. Fase Quark-Hádron
Nucleosínteseprimordial
Desacoplamento matéria radiação
Formação de galáxias
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Carlos Alexandre Wuensche (2019)�5
As forças conhecidasGravitacional ⇒ somente atrativa (grávitons), atua em todas as escalas de tamanho
Eletromagnética ⇒ atrativa/repulsiva (fótons), atua de escalas atômicas a escalas galácticas
Forças nucleares ⇒ mantêm o núcleo estável e sua intensidade decai exponencialmente para r > rnúcleo (glúons e bósons
massivos)
☑ Física ⇒ Química ⇒ Biologia???
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Carlos Alexandre Wuensche (2019)�5
As forças conhecidasGravitacional ⇒ somente atrativa (grávitons), atua em todas as escalas de tamanho
Eletromagnética ⇒ atrativa/repulsiva (fótons), atua de escalas atômicas a escalas galácticas
Forças nucleares ⇒ mantêm o núcleo estável e sua intensidade decai exponencialmente para r > rnúcleo (glúons e bósons
massivos)
☑ Física ⇒ Química ⇒ Biologia???Sugestão de leitura: os 4 artigos da revista Physics World, julho de 2009 (“How Physics is changing Biology”)
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Carlos Alexandre Wuensche (2019) �6
O modelo cosmológico padrão - MCP☑ Idade do Universo: ~ 14 bilhões de anos☑ Composição: matéria bariônica, matéria escura,
energia escura☑ Dinâmica descrita pela Teoria Geral da
Relatividade e Métrica de Robertson-Walker
Alexander Friedman
Albert Einstein
☑ Suporte observacional✓ Expansão do Universo✓ Composição do Universo (nucleossíntese
primordial)✓ Existência da Radiação Cósmica de Fundo
em Microondas (em inglês, CMB ou CMBR)✓ Aceleração da expansão do Universo
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Carlos Alexandre Wuensche (2019) �7
O modelo cosmológico padrão - MCP☑ A cosmologia moderna parte de algumas hipóteses
de trabalho.✓ As leis da física válidas no sistema solar valem também para o resto
do Universo.
✓ As leis da física podem também ser extrapoladas para o passado.
☑ Principio de Copérnico: não ocupamos um lugar privilegiado - somos observadores comuns..
☑ Princípio Cosmológico: o Universo é espacialmente homogêneo e isotrópico.✓ isotropia local + homogeneidade = isotropia global
☑ Gravitação é dominante em grandes escalas: alcance das interações fraca e forte ~ 10-13 cm.
☑ Embora e2/GMp2 >>1, os grandes agregados são eletricamente neutros.
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Carlos Alexandre Wuensche (2019) �8
APM survey, contendo 3 milhões de galáxias e cerca de 10 milhões de estrelas, cobrindo cerca de 7.000 graus quadrados
Uma visão do Universo no fim do séc. XX
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Carlos Alexandre Wuensche (2019) �9
Uma visão do Universo no séc. XXI
100 bilhões em todo o céu
30.000 galáxias aqui
Hubble Deep Field (www.nasa.gov)
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Carlos Alexandre Wuensche (2019) �1010
Uma visão do Universo no séc. XXI
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Carlos Alexandre Wuensche (2019) �11
O Arcabouço teórico
☑ Relações que descrevem a distância ds entre dois pontos no espaço são chamadas de métricas – um Universo homogêneo e isotrópico deve obedecer à chamada métrica de Robertson-Walker
ds2 = dt2 −R(t)2 dr 2
1− kr 2+ r 2dθ 2 + r 2sen2θdϕ 2⎛
⎝⎜
⎞
⎠⎟a(t)2
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Carlos Alexandre Wuensche (2019) �11
O Arcabouço teórico
☑ Relações que descrevem a distância ds entre dois pontos no espaço são chamadas de métricas – um Universo homogêneo e isotrópico deve obedecer à chamada métrica de Robertson-Walker
ds2 = dt2 −R(t)2 dr 2
1− kr 2+ r 2dθ 2 + r 2sen2θdϕ 2⎛
⎝⎜
⎞
⎠⎟a(t)2
Fatordeescala,defineaexpansãodoUniverso
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Carlos Alexandre Wuensche (2019) �11
O Arcabouço teórico
☑ Relações que descrevem a distância ds entre dois pontos no espaço são chamadas de métricas – um Universo homogêneo e isotrópico deve obedecer à chamada métrica de Robertson-Walker
ds2 = dt2 −R(t)2 dr 2
1− kr 2+ r 2dθ 2 + r 2sen2θdϕ 2⎛
⎝⎜
⎞
⎠⎟a(t)2
Fatordeescala,defineaexpansãodoUniverso
Coordenadasesféricascomotermodecurvaturak
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Carlos Alexandre Wuensche (2019) �11
O Arcabouço teórico
☑ Relações que descrevem a distância ds entre dois pontos no espaço são chamadas de métricas – um Universo homogêneo e isotrópico deve obedecer à chamada métrica de Robertson-Walker
ds2 = dt2 −R(t)2 dr 2
1− kr 2+ r 2dθ 2 + r 2sen2θdϕ 2⎛
⎝⎜
⎞
⎠⎟
Qualquersemelhançacomcoordenadasesféricas“comuns”NÃOÉmeracoincidência
a(t)2
Fatordeescala,defineaexpansãodoUniverso
Coordenadasesféricascomotermodecurvaturak
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Carlos Alexandre Wuensche (2019)�12
O Arcabouço teórico☑ As equações de Einstein
☑ Desembocam nas chamadas equações de Friedmann-Lemaitre
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Carlos Alexandre Wuensche (2019)�13
Equações de Friedmann-Lemaitre
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Carlos Alexandre Wuensche (2019)�13
Equações de Friedmann-Lemaitre
Termocinético,emqueRéofatordeexpansãodoUniverso(equivalenteàenergiacinética.
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Carlos Alexandre Wuensche (2019)�13
Equações de Friedmann-Lemaitre
Termocinético,emqueRéofatordeexpansãodoUniverso(equivalenteàenergiacinética.
Termodefontes,descreveoscausadoresdamudançadinâmicadoUniverso(equivalenteàenergiapotencialgravitacional).
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Carlos Alexandre Wuensche (2019)�13
Equações de Friedmann-Lemaitre
Termocinético,emqueRéofatordeexpansãodoUniverso(equivalenteàenergiacinética.
Termodefontes,descreveoscausadoresdamudançadinâmicadoUniverso(equivalenteàenergiapotencialgravitacional).
Termodinâmico,envolveumaaceleração
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Carlos Alexandre Wuensche (2019)�13
Equações de Friedmann-Lemaitre
Termocinético,emqueRéofatordeexpansãodoUniverso(equivalenteàenergiacinética.
Termodefontes,descreveoscausadoresdamudançadinâmicadoUniverso(equivalenteàenergiapotencialgravitacional).
Termodinâmico,envolveumaaceleração
Termodefontes,contémimplicitamentea1a.LeidaTermodinâmica.
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Carlos Alexandre Wuensche (2019)�13
Equações de Friedmann-Lemaitre
Termocinético,emqueRéofatordeexpansãodoUniverso(equivalenteàenergiacinética.
Termodefontes,descreveoscausadoresdamudançadinâmicadoUniverso(equivalenteàenergiapotencialgravitacional).
Termodinâmico,envolveumaaceleração
Termodefontes,contémimplicitamentea1a.LeidaTermodinâmica.
ρ - densidade de matéria p - pressão do fluido
Λ - constante cosmológica G – constante gravitacional
a – fator de escala c – velocidade da luz
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Carlos Alexandre Wuensche (2019)�14
Evolução Cósmica
matéria
expansão
curvatura
Constante cosmológica (?)
Relatividade Geral Geometria Cosmologia
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Carlos Alexandre Wuensche (2019)�15
Considerações fundamentais...
☑ Do ponto de vista da cosmologia e da astrofísica, temos que lembrar o seguinte:
✓ A taxa de expansão do Universo é importante!
✓ Muito rápido: tempo insuficiente para o mecanismo de colapso gravitacional agir de forma eficiente
✓ Muito lento: privilegia formação de buracos negros supermassivos e menos galáxias
✓ Os valores das constantes físicas devem ser CONSTANTES MESMO!
➢ h variável : a tabela periódica como a conhecemos precisaria ser revista
✓ c variável: propagação de informação astronômica precisaria ser revisto
✓ G variável: o conceito de movimento sob força central precisaria ser revisto
M. Livio, astro-ph:0301615 (2003), C. Lineweaver, astro-ph:0401024, A. Loeb, astro-ph:1606.08926v1 (2016)
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Carlos Alexandre Wuensche (2019)�16
Considerações fundamentais...☑ Do ponto de vista da cosmologia e da astrofísica,
temos que lembrar o seguinte:
✓ Os elementos químicos necessários para a formação da vida estão disponíveis desde que o Universo tinha somente 150 – 180 milhões de anos (hoje tem quase 14 BILHÕES...)
✓ Idade das estrelas “hospedeiras de vida” pode ser ~ idade do
Sol, mas estrelas de 0,1 Msol, ricas em C e pobres em metal
também são boas candidatas (CEMP stars) possível existência de planetas de C, SiC, não de silicatos.
M. Livio, astro-ph:0301615 (2003), C. Lineweaver, astro-ph:0401024, A. Loeb, astro-ph:1606.08926v1 (2016)
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Carlos Alexandre Wuensche (2019)�17
O Universo jovem☑ A RCFM permitiu que o Universo como um todo fosse uma “Zona
Habitável” entre 100 < z < 137, cerca de 10 – 17 milhões de anos após o BB
☑ Estrelas massivas com L≈ 1,3×1040 erg/s vivem por cerca de 3 milhões de anos, permitindo o primeiro enriquecimento químico do Universo
☑ Se empurrarmos os limites da física conservadora….
✓ Desvios da condição gaussiana das perturbações iniciais (8,5 σ) podem ter permitido a formação de estrelas massivas, com produção de elementos pesados em um intervalo ≈ 6×106 anos (idéia bastante ousada)
✓ Primeiros planetas rochosos podem ter se formado ≈ 20×106 anos (idem)
A. Loeb, astro-ph:1606.08926v1 (2016)
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Carlos Alexandre Wuensche (2019)�18
Probabilidade relativa do aparecimento de vida em função do tempo cósmico
☑ A probabilidade de existência de planetas habitáveis no passado e no futuro distante deve ser considerada
☑ Variáveis: história da formação estelar no Universo, função de massa estelar, tempo de vida estelar em função de sua massa, probabilidade de existência de planetas terrestres na zona habitável
☑ Probabilidade definida para um volume co-móvel com número fixo de bárions
☑ Probabilidade futura: extrapolação da taxa de formação estelar até a depleção completa do reservatório de gás
A. Loeb, astro-ph:1606.08926v1 (2016)
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Carlos Alexandre Wuensche (2019)�19
Equação de Probabilidade
• g(t – t’,m’): window function
• ξ(m’): distribuição de massas estelares
• ρ*(t’, m’): taxa de formação estelar
• ηEarth(m’): probabilidade de formar planetas rochosos na ZH
• P(life | Hz): probabilidade de existência de vida na zona habitável, de fato
• N: fator de normalização
• Massas no intervalo viável de estrelas hospedeiras para planetas na ZH (0,1 – 2 Msol)
• Probabilidade do aparecimento da vida, como a conhecemos, em um planeta habitável por unidade de tempo dentro de um volume co-móvel do Universo
.
A. Loeb, astro-ph:1606.08926v1 (2016)
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Carlos Alexandre Wuensche (2019) �20
Os parâmetrosFunção de massa de Chabrier
3 x 107 < t < 1 x 1013 anos
Tempo de vida estelar
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Carlos Alexandre Wuensche (2019) �21
Os parâmetrosTaxa de formação estelar
Probabilidade de existência de vida na Zona Habitável
P (η, ΗΖ)
6.4+3.4−1.1% (1 Msol)
24+18−8 % (Anã M – 0,08 Msol)
?????
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Carlos Alexandre Wuensche (2019) �22
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Carlos Alexandre Wuensche (2019) �23
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Carlos Alexandre Wuensche (2019) �24
Considerações galácticas☑ Que tipo de ambiente é adequado? Em que intervalo de tempo?
☑ Uma vez formados, planetas parecem evoluir de forma “tranquila”, mas o mesmo não vale para as formas de vida que conhecemos
☑ As condições iniciais no Universo, nas galáxias e nos processos de evolução estelar espalharam os tijolos necessários para a formação da vida como a conhecemos
☑ Quão amigável deve ser o ambiente galáctico para abrigar a formação e evolução da vida?
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Carlos Alexandre Wuensche (2019) �25
Considerações galácticas
✓ Tempo de vida estelar típico
✓ 4,5 x109 anos < t < 13,9x109 anos
✓ (entrada da ✡ na SP < t < exaustão do combustível nuclear)
✓Metalicidade: Fe ~ 1% da abundância H
✓Ausência de explosões de supernovas
✓ Estimativa: ≤ 10% das estrelas da Galáxia estão na “Zona Habitável”.
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Carlos Alexandre Wuensche (2019) �26Ref.: Lineweaver et al., Science, 303, 59 (2004)
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Carlos Alexandre Wuensche (2019) �26
ZONA HABITÁVEL
Ref.: Lineweaver et al., Science, 303, 59 (2004)
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Carlos Alexandre Wuensche (2019) �27
Existe uma Zona Habitável Galáctica?
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Carlos Alexandre Wuensche (2019) �27
Existe uma Zona Habitável Galáctica?
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Carlos Alexandre Wuensche (2019)�28
Formação de Galáxias ➔ Habitabilidade
☑ Galáxias são “células” naturais, dos quais o Universo é composto
☑ Estrelas são criadas em galáxias e são responsáveis pela evolução química galáctica
☑ O ambiente galáctico fornece os níveis necessários de abundâncias químicas e radiação necessários para o aparecimento da vida
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Carlos Alexandre Wuensche (2019)�29
Formação de Galáxias ➔ Habitabilidade☑ Evolução galáctica em seus primórdios
✓ Formação estelar ➔ poeira e moléculas ➔ química complexa
☑ CNO sintetizados por estrelas em galáxias jovens permitiram o aparecimento dos “tijolos” da química orgânica desde que o Universo tinha cerca de 180 milhões de anos (época estimada pelo satélite Planck para o
começo da reionização)
☑ Desenvolvimento de complexidade ➔ VIDA (?!?!?!?!)
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Carlos Alexandre Wuensche (2019) �30
Three Levels of Habitability ☑ Biophylic Cosmos
☑ Galactic Habitable Zone
☑ Stellar Habitable Zone
☑ On the most basic level (planets)
✓ in planetary systems: the Stellar Habitable Zone
☑ On the intermediate level (galaxies)
✓ The Galactic Habitable Zone or galaxies as home for life
THE GOLDILOCK’S ZONE
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Carlos Alexandre Wuensche (2019) �30
Three Levels of Habitability ☑ Biophylic Cosmos
☑ Galactic Habitable Zone
☑ Stellar Habitable Zone
☑ On the most basic level (planets)
✓ in planetary systems: the Stellar Habitable Zone
☑ On the intermediate level (galaxies)
✓ The Galactic Habitable Zone or galaxies as home for life
THE GOLDILOCK’S ZONE
✓ Galaxies as laboratories of complex chemistry
✓ Galactic Habitable Zone
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Carlos Alexandre Wuensche (2019) �31
Um modelo de habitabilidade de galáxias
☑ Baseado em trabalho de Amâcio Friaça (IAG/USP)
☑ Probabilidade de formação de condições biofílicas em galáxia espirais e elípticas
☑ Evolução e habitabilidade x catástrofes
☑ Números possivelmente desatualizados, mas equações e conceitos não estão! Uma revisita aos cálculos seria interessante!
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Carlos Alexandre Wuensche (2019) �32
Example: dusty early spheroids(elliptical galaxies and bulges of spirals)
complex chemistry as revealed by PAH lines
☑ Spheroids in formation resemble dusty starburts☑ Large amounts of dust produced in 0.1-0.3 Gyr☑ Reprocessing of UV starlight into local FIR☑ Rest-frame FIR redshifted to submm/mm☑ Lines of PAHs (rest-frame MIR)✓ Features at 3.3, 6.2, 7.7, 8.6 and 11.3 µm due to C-H and
C-C bounds✓ Intensity of the features sets ages for the starburst in
the 0.03-1 Gyr range(Guimarães e Friaça 2004)
![Page 45: FUNDAMENTOS DE ASTROBIOLOGIA AST–416-3 Aula 2 …das.inpe.br/~alex/Ensino/cursos/astrobiologia/Astrobio-Aula2.pdf · Aula 2 Cosmologia e Astrofísica ... p 2 >>1, os grandes agregados](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050417/5f8d67bfa3d2ed429303ef8f/html5/thumbnails/45.jpg)
Carlos Alexandre Wuensche (2019) �33
A quantidade de material disponível decresce com a evolução do Universo
Friaça, I BWA (2006)
![Page 46: FUNDAMENTOS DE ASTROBIOLOGIA AST–416-3 Aula 2 …das.inpe.br/~alex/Ensino/cursos/astrobiologia/Astrobio-Aula2.pdf · Aula 2 Cosmologia e Astrofísica ... p 2 >>1, os grandes agregados](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050417/5f8d67bfa3d2ed429303ef8f/html5/thumbnails/46.jpg)
Carlos Alexandre Wuensche (2019) �34
A quantidade de material para formação planetária na Galáxia decresce com a evolução da Galáxia
Friaça, I BWA (2006)
![Page 47: FUNDAMENTOS DE ASTROBIOLOGIA AST–416-3 Aula 2 …das.inpe.br/~alex/Ensino/cursos/astrobiologia/Astrobio-Aula2.pdf · Aula 2 Cosmologia e Astrofísica ... p 2 >>1, os grandes agregados](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050417/5f8d67bfa3d2ed429303ef8f/html5/thumbnails/47.jpg)
Carlos Alexandre Wuensche (2019) �35
A Zona Habitável Galáctica
☑ Definida por PGHZ
✓Proporcional à taxa de formação estelar SFR
✓Condições para formar planetas rochosos (grande produção de metais)
✓Tempo de evolução biológico “grande” (~ 109 anos)
✓Sobrevivência a eventos galácticos extremos (e.g., explosões de SN).
PGHZ = PSFR + Pmetais + Pevol + PSN
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Carlos Alexandre Wuensche (2019) �36
Probability of Forming Rock Planets
☑ Probability of destroying Earths (parameter ZDE)
☑ Probability of producing Earths (parameter ZPE)
☑ Probability of harboring Earths (PHE=Pmetals)
*Metals= for astrophysics every element heavier than He
Defined by Pmetals, highly sensitive to the metallicity* Z
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Carlos Alexandre Wuensche (2019) �37
![Page 50: FUNDAMENTOS DE ASTROBIOLOGIA AST–416-3 Aula 2 …das.inpe.br/~alex/Ensino/cursos/astrobiologia/Astrobio-Aula2.pdf · Aula 2 Cosmologia e Astrofísica ... p 2 >>1, os grandes agregados](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050417/5f8d67bfa3d2ed429303ef8f/html5/thumbnails/50.jpg)
Carlos Alexandre Wuensche (2019) �38
Probability of Evolution over Biological Timescales
Defined by Pevol
☑ Darwin’s Theory requires long timescales
☑ Pevol depends on tevol
☑ For Earth tevol = 4 Gyr
☑ tevol could be shorter than 4 Gyr?
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Carlos Alexandre Wuensche (2019) �39
Probability of Survival to Galactic Violent Events
Defined by PSN
☑ Normalization to Earth?
☑ Pevol depends on past evens through tSN
☑ For Earth, tSN = tevol = 4 Gyr
☑ Again, tSN could be shorter than 4 Gyr
☑ Other Killers: Gamma-Ray Bursts (GRB), Giant Molecular Clouds (GMC), Active Galactic Nuclei (AGN)
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Carlos Alexandre Wuensche (2019) �40
Probabilities for the GHZ☑ Probability of star formation rate: typically 1 Solar Mass/year
☑ Probability of Forming Rock Planets (Pmetals)
✓ Highly sensitive to the metallicity
✓ Probability of destroying, producing and harboring Earths☑ Probability of Evolution over Biological Timescales (Pevol )
✓ Darwin’s theory requires long timescales✓ Pevol depends on tevo (tevol = 4 Gyr for life on Earth. Could it be shorter?)
☑ Probability of Survival to Galactic Violent Events (PSN )
✓ Pevol depends on past events through tSN
✓ Other killers: GRB, GMC< AGN
PGHZ = PSFR + Pmetais + Pevol + PSN
![Page 53: FUNDAMENTOS DE ASTROBIOLOGIA AST–416-3 Aula 2 …das.inpe.br/~alex/Ensino/cursos/astrobiologia/Astrobio-Aula2.pdf · Aula 2 Cosmologia e Astrofísica ... p 2 >>1, os grandes agregados](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050417/5f8d67bfa3d2ed429303ef8f/html5/thumbnails/53.jpg)
Carlos Alexandre Wuensche (2019) �41
![Page 54: FUNDAMENTOS DE ASTROBIOLOGIA AST–416-3 Aula 2 …das.inpe.br/~alex/Ensino/cursos/astrobiologia/Astrobio-Aula2.pdf · Aula 2 Cosmologia e Astrofísica ... p 2 >>1, os grandes agregados](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050417/5f8d67bfa3d2ed429303ef8f/html5/thumbnails/54.jpg)
Carlos Alexandre Wuensche (2019) �42
O modelo do disco
☑ Modelo químico multi-zonas e duplo “infall”
✓taxa de formação estelar
☑ Taxa de infall (disco fino)
![Page 55: FUNDAMENTOS DE ASTROBIOLOGIA AST–416-3 Aula 2 …das.inpe.br/~alex/Ensino/cursos/astrobiologia/Astrobio-Aula2.pdf · Aula 2 Cosmologia e Astrofísica ... p 2 >>1, os grandes agregados](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050417/5f8d67bfa3d2ed429303ef8f/html5/thumbnails/55.jpg)
Carlos Alexandre Wuensche (2019) �43
![Page 56: FUNDAMENTOS DE ASTROBIOLOGIA AST–416-3 Aula 2 …das.inpe.br/~alex/Ensino/cursos/astrobiologia/Astrobio-Aula2.pdf · Aula 2 Cosmologia e Astrofísica ... p 2 >>1, os grandes agregados](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050417/5f8d67bfa3d2ed429303ef8f/html5/thumbnails/56.jpg)
Carlos Alexandre Wuensche (2019) �44
A Zona Habitável Galáctica
☑ Caso “centrado na Terra, também definido por PGHZ
✓Pmetais: -1,0 < ZDE < 3,0
✓Pevol: tevol = 4x109 anos
✓PSN: tSN = 4x109 anos, PSN(2 Nsol) = 0,5
✓Normalizado para o Sol (r = 8 kpc, t = 13x109 anos)
PGHZ = PSFR + Pmetais + Pevol + PSN
![Page 57: FUNDAMENTOS DE ASTROBIOLOGIA AST–416-3 Aula 2 …das.inpe.br/~alex/Ensino/cursos/astrobiologia/Astrobio-Aula2.pdf · Aula 2 Cosmologia e Astrofísica ... p 2 >>1, os grandes agregados](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050417/5f8d67bfa3d2ed429303ef8f/html5/thumbnails/57.jpg)
Carlos Alexandre Wuensche (2019) �45
![Page 58: FUNDAMENTOS DE ASTROBIOLOGIA AST–416-3 Aula 2 …das.inpe.br/~alex/Ensino/cursos/astrobiologia/Astrobio-Aula2.pdf · Aula 2 Cosmologia e Astrofísica ... p 2 >>1, os grandes agregados](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050417/5f8d67bfa3d2ed429303ef8f/html5/thumbnails/58.jpg)
Carlos Alexandre Wuensche (2019) �46
![Page 59: FUNDAMENTOS DE ASTROBIOLOGIA AST–416-3 Aula 2 …das.inpe.br/~alex/Ensino/cursos/astrobiologia/Astrobio-Aula2.pdf · Aula 2 Cosmologia e Astrofísica ... p 2 >>1, os grandes agregados](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050417/5f8d67bfa3d2ed429303ef8f/html5/thumbnails/59.jpg)
Carlos Alexandre Wuensche (2019) �47
![Page 60: FUNDAMENTOS DE ASTROBIOLOGIA AST–416-3 Aula 2 …das.inpe.br/~alex/Ensino/cursos/astrobiologia/Astrobio-Aula2.pdf · Aula 2 Cosmologia e Astrofísica ... p 2 >>1, os grandes agregados](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050417/5f8d67bfa3d2ed429303ef8f/html5/thumbnails/60.jpg)
Carlos Alexandre Wuensche (2019) �48
![Page 61: FUNDAMENTOS DE ASTROBIOLOGIA AST–416-3 Aula 2 …das.inpe.br/~alex/Ensino/cursos/astrobiologia/Astrobio-Aula2.pdf · Aula 2 Cosmologia e Astrofísica ... p 2 >>1, os grandes agregados](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050417/5f8d67bfa3d2ed429303ef8f/html5/thumbnails/61.jpg)
Carlos Alexandre Wuensche (2019) �49
![Page 62: FUNDAMENTOS DE ASTROBIOLOGIA AST–416-3 Aula 2 …das.inpe.br/~alex/Ensino/cursos/astrobiologia/Astrobio-Aula2.pdf · Aula 2 Cosmologia e Astrofísica ... p 2 >>1, os grandes agregados](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050417/5f8d67bfa3d2ed429303ef8f/html5/thumbnails/62.jpg)
Carlos Alexandre Wuensche (2019) �50
Spheroid (Elliptical Galaxy)The Chemodynamical Model
☑ Multi-zone chemical evolution solver
✓ + hydrodynamical code☑ Chemodynamical approach
→ chemical evolution of the gas + dynamical state of the gas (inflow/outflow)
→ star formation history even after galactic winds→ spatial variations in age and metallicity
☑ Bright Ellipical Galaxy: 2x1011 Msun
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Carlos Alexandre Wuensche (2019) �51
![Page 64: FUNDAMENTOS DE ASTROBIOLOGIA AST–416-3 Aula 2 …das.inpe.br/~alex/Ensino/cursos/astrobiologia/Astrobio-Aula2.pdf · Aula 2 Cosmologia e Astrofísica ... p 2 >>1, os grandes agregados](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050417/5f8d67bfa3d2ed429303ef8f/html5/thumbnails/64.jpg)
Carlos Alexandre Wuensche (2019) �52
Perspectives
☑ Disks seem to be biophilic environments ☑ In spheroids, conditions are or to harsh or too
barren☑ In elliptical galaxies, the central regions could
be biophilic☑ The inner regions of the Galaxy (between the
solar radius and 2 kpc) are biophilic☑ Care should be taken against to be too earth-
centered
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Carlos Alexandre Wuensche (2019) �53
Habitabilidade☑ Condições para o surgimento da vida:
desenvolvimento da complexidade
✓química complexa
✓longos períodos de tempo
✓massa prebiótica crítica.
☑ Condições de sobrevivência a catástrofes de origem geológica ou astronômica.
![Page 66: FUNDAMENTOS DE ASTROBIOLOGIA AST–416-3 Aula 2 …das.inpe.br/~alex/Ensino/cursos/astrobiologia/Astrobio-Aula2.pdf · Aula 2 Cosmologia e Astrofísica ... p 2 >>1, os grandes agregados](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050417/5f8d67bfa3d2ed429303ef8f/html5/thumbnails/66.jpg)
Carlos Alexandre Wuensche (2019) �54
A busca astronômica das origens
Imagens: Astronomy Picture of the Day
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Carlos Alexandre Wuensche (2019) �54
A busca astronômica das origens
Big Bang
Imagens: Astronomy Picture of the Day
![Page 68: FUNDAMENTOS DE ASTROBIOLOGIA AST–416-3 Aula 2 …das.inpe.br/~alex/Ensino/cursos/astrobiologia/Astrobio-Aula2.pdf · Aula 2 Cosmologia e Astrofísica ... p 2 >>1, os grandes agregados](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050417/5f8d67bfa3d2ed429303ef8f/html5/thumbnails/68.jpg)
Carlos Alexandre Wuensche (2019) �54
Primeiras galáxias se formam
A busca astronômica das origens
Big Bang
Imagens: Astronomy Picture of the Day
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Carlos Alexandre Wuensche (2019) �54
Primeiras galáxias se formam
A busca astronômica das origens
Big Bang
Estrelas se formam
Imagens: Astronomy Picture of the Day
![Page 70: FUNDAMENTOS DE ASTROBIOLOGIA AST–416-3 Aula 2 …das.inpe.br/~alex/Ensino/cursos/astrobiologia/Astrobio-Aula2.pdf · Aula 2 Cosmologia e Astrofísica ... p 2 >>1, os grandes agregados](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050417/5f8d67bfa3d2ed429303ef8f/html5/thumbnails/70.jpg)
Carlos Alexandre Wuensche (2019) �54
Primeiras galáxias se formam
A busca astronômica das origens
Big Bang
Galáxias evoluemEstrelas se formam
Imagens: Astronomy Picture of the Day
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Carlos Alexandre Wuensche (2019) �54
Primeiras galáxias se formam
A busca astronômica das origens
Big Bang
Galáxias evoluemEstrelas se formam
Planetas se formam
Imagens: Astronomy Picture of the Day
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Carlos Alexandre Wuensche (2019) �54
Primeiras galáxias se formam
A busca astronômica das origens
Big Bang
Galáxias evoluemEstrelas se formam
Planetas se formam
Planetas hoje
Imagens: Astronomy Picture of the Day
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Carlos Alexandre Wuensche (2019) �557
VIDA
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Carlos Alexandre Wuensche (2019) �557
VIDANão necessariamente inteligente...
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Carlos Alexandre Wuensche (2019) �56
A origem da Tabela Periódica
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Carlos Alexandre Wuensche (2019) �57
![Page 77: FUNDAMENTOS DE ASTROBIOLOGIA AST–416-3 Aula 2 …das.inpe.br/~alex/Ensino/cursos/astrobiologia/Astrobio-Aula2.pdf · Aula 2 Cosmologia e Astrofísica ... p 2 >>1, os grandes agregados](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050417/5f8d67bfa3d2ed429303ef8f/html5/thumbnails/77.jpg)
Carlos Alexandre Wuensche (2019) �58
A cronologia do enriquecimento químico do Universo
Fonte: The Astrobiology Primer 2.0 (2016)
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Carlos Alexandre Wuensche (2019) �59Fonte: The Astrobiology Primer 2.0 (2016)
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Carlos Alexandre Wuensche (2019) �60Fonte: The Astrobiology Primer 2.0 (2016)
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Carlos Alexandre Wuensche (2019) �61
Abundâncias dos Elementos na Crosta Terrestre
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Carlos Alexandre Wuensche (2019) �61
Abundâncias dos Elementos na Crosta Terrestre
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Carlos Alexandre Wuensche (2019) �62
Abundâncias dos Elementos na Crosta Terrestre
Fonte: The Astrobiology Primer 2.0 (2016)
Mais abundantes no manto
Mais abundantes no núcleo
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Carlos Alexandre Wuensche (2019) �63
Nós e a química do Universo
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Carlos Alexandre Wuensche (2019) �64
O ciclo de vida estelar
Fonte: The Astrobiology Primer 2.0 (2016)
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Carlos Alexandre Wuensche (2019) �65Divisão de Astrofísica 65
Fonte: Beyond Einstein, GSFC/NASA (2003)
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Carlos Alexandre Wuensche (2019) �66
FIM DA AULA 2