Observat

1
Observatório do CDCC - USP/SC
2
Observatório do CDCC - USP/SC
Setor de Astronomia (OBSERVATÓRIO) (Centro de
Divulgação da Astronomia - CDA) Centro de
Divulgação Científica e Cultural -
CDCC Universidade de São Paulo -
USP http//www.cdcc.sc.usp.br/cda Endereço Av.
Trabalhador São-Carlense, n.400 São
Carlos-SP Tel 0-xx-16-273-9191
(Observatório) Tel 0-xx-16-273-9772
(CDCC) e-mail cda_at_cdcc.sc.usp.br LocalizaçãoLat
itude 22 00' 39,5"S Longitude 47 53'
47,5"W Imagem O Inicio do Observatório
3
Sessão Astronomia
4
Sessão Astronomia
As Sessões Astronomia são palestras proferidas
pela equipe do Setor de Astronomia todos os
sábados às 21h00. Iniciadas em 1992, foram
criadas com o objetivo de falar sobre Astronomia
ao nosso público em uma linguagem simples e
acessível a todas as faixas etárias. Estas
palestras se tornaram uma opção de diversão e
informação para a comunidade local e também para
visitantes de nossa cidade. Os temas abordados
são os mais variados possíveis. O material
multimídia contido aqui consiste numa opção
audiovisual complementar que o professor do
Sistema de Ensino pode utilizar como auxílio às
suas aulas. O conteúdo das Sessões Astronomia
pode ser acessado no seguinte endereço http//www
.cdcc.sc.usp.br/cda/sessao-astronomia/ Crédito do
logo Sessão Astronomia, CDCC-USP/SC, criado por
Andre Fonseca da Silva Observação Padrão e
resolução da apresentação 800 x 600 pixel com
imagens a 96 dpi ou 38 pixel por centímetro com
dimensão de 8,35 polegadas x 6,26 polegadas ou
21,2 cm x 15,9 cm respectivamente. Editado
normamente em Office 97, podendo haver
incompatibilidade de execução no Office XP e
vice-versa.
5
Mundos habitáveis
6
A Terra

• No capítulo anterior apresentamos as teorias
  atuais sobre como a vida se originou.
• Mas por que isso aconteceu na Terra?
• Quais foram as condições que permitiram o
  desenvolvimento da vida no nosso planeta?

7
Olhando a Terra do espaço

• Espectroscopia
• Presença de água líquida
• 20 de oxigênio na atmosfera
• Moléculas orgânicas

Algum processo deve regenerar continuamente as
moléculas orgânicas
8
Ciclo do Carbono
9
Estabilidade do clima

• Efeito estufa
• fenômeno natural agravado pela ação humana

10
Zona de habitabilidade

• Onde poderia haver água líquida no Sistema Solar
• Muito perto do Sol, só vapor, muito longe, só
  gelo
• Pressão deve ser maior que a do ponto triplo

11
Evolução estelar
Como saber sobre a vida das estrelas?
12
A vida de uma estrela
Protoestrela
Estrelas
Nebulosa
Gigante Vermelha
Anã Branca
Nebulosa Planetária
Explosão Nova
Estrela Nêutron
Remanes. Supernova
SupergiganteVermelha
Explosão Supernova
Buraco Negro
Remanes. Supernova
13
Por que uma nuvem de gás se forma?
Existindo massa, existe atração gravitacional
O tempo para ocorrer a sua formação é
totalmente incerto, dependendo de vários
fatores...
14
Nuvem Molecular ou Nebulosa Gigante
Ex. Saco de carvão

• T -173º C
• R 5 Anos-luz
• dens 10-24 g/cm3
• Tempo para formação é indefinido

15
O que desencadeia a contração?
Onda de choque da explosão de uma supernova
ou Nuvem aumenta a densidade ao ser perturbada
pelos braços da galáxia
16
Protoestrela
Nuvem em rotação Ainda não é uma estrela!
Aquecimento e emissão no Infra-Vermelho
17
Estrela
H He
H
Se T gt 10 000 000 ºC, começam as reações de fusão
nuclear no interior da protoestrela nasceu a
estrela.
E mxc2
18
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 lt Massa lt 8 Ms Anã marrom Aquecida por
energia gravitacional Emite no infra-vermelho Cont
ínuo e lento encolhimento
19
Equilíbrio
Por que a atração gravitacional não colapsa a
estrela?
Partícula
Enquanto existir equilíbrio Diâmetro ?
invariável 90 vida fundindo H ? He
20
Depois de passar 90 de sua vida fundindo He...
Nebulosa
Estrelas
Protoestrela
Gigante Vermelha
Anã Branca
Nebulosa Planetária
Explosão Nova
Estrela Nêutron
Remanes. Supernova
SupergiganteVermelha
Explosão Supernova
Buraco Negro
Remanes. Supernova
21
Por que a gigante vermelha se forma?

• diminui H no centro ( Contgrav gt Expterm ?
  contração )
• continua a contração ao redor do núcleo de He
  (mas não ocorre sua fusão) - 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)

Protoestrela
H
22
A Gigante Vermelha Sol
23
Explosão Nova

• Parte da nuvem retorna ao centro (que continua
  colapsando) formando um disco de acrescão
• O resto da nuvem se desprega Nebulosa
  Planetária
• o núcleo continua colapsando, esfriando
  lentamente. (queima resto H na superfície -
  aquece - branca)
• Só terão fusão de He estrelas próximas do limite
  superior de massa

24
No Sistema Solar

• Há cerca de 4 bilhões de anos a luminosidade
  solar era 70 menor
• Em 800 milhões de anos a Terra estará fora da
  Zona de Habitabilidade

25
Zona de Habitabilidade atual
26
Vênus

• Fora da Zona de Habitabilidade
• Planeta mais quente do Sistema Solar, por
  causa do efeito estufa

27
Marte

• Dentro da Zona de Habitabilidade
• Pequena gravidade superficial fez com que
  perdesse toda sua água líquida

28
E se a estrela for mais massiva.?..
Nebulosa
Protoestrela
Estrelas
Gigante Vermelha
Nebulosa Planetária
Anã Branca
Explosão Nova
Estrela Nêutron
Remanes. Supernova
SupergiganteVermelha
Explosão Supernova
Buraco Negro
Remanes. Supernova
29
Supergigante Vermelha

• Semelhante à Gigante Vemelha (diferença massa)
• diminui H no centro - contração gravitacional
• continua a contração ao redor do He, que está se
  fundindo 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)

30

31
Supernova

• quando temperatura torna-se suficiente, ocorre a
  queima do carbono de forma explosiva (detonação
  do carbono), e de outros materiais até deixar um
  núcleo de Fe
• As camadas mais externas ricocheteiam no núcleo,
  sendo ejetadas violentamente
• o núcleo colapsa rapidamente

32
Estrelas de Nêutrons

• 4Ms lt Massa Estrela lt 8Ms
• Contração núcleo em torno do Fe que não funde
• Pressão gravitacional gtgt Pressão térmica
• Prótons e elétrons se fundem formando nêutrons
• Rotação extremamente rápida
• Surge intenso campo magnético
• Se eixo magnético ? eixo rotação PULSARES

Nêutrons
?
33
Anã Branca x Estrela de Nêutrons
Anã branca Uma colher de chá 1 tonelada!!!
Estrela de Nêutrons Uma colher de chá 1
000 000 000 toneladas!!!!!
34
Estrela de Nêutrons
Isso seria equivalente à
Uma massa de mais ou menos 4 000 000 000 000 000
000 000 000 000 000 kg comprimida em uma esfera
de 20 km de diâmetro
Massa do nosso Sol comprimida em uma esfera de 5
km de diâmetro
Comprimir a Terra em uma esfera de 100 metros de
diâmetro
Comprimir toda a humanidade em um volume de um
dado!!!
35
Estrela de Nêutrons
Gravidade em uma estrela de nêutrons 100 000
000 000 maior que na Terra
Você pesaria o equivalente a 10
000 000 000 000 kg em uma estrela de nêutrons
Para levantar uma pena você teria que fazer uma
força 300 000 000 000 maior que aqui na Terra.
Ou seja, seria a força necessária para levantar
uma massa de 300 000 000 kg aqui na Terra
Você teria a espessura de um nêutron 0,000
000 000 000 1 centímetros!!!
36
Buracos negros
R 3 km Mfinal gt 3 Ms densidade muito grande

• Massa Estrela gt 9 Msol
• Contração contínua
• Deve ocorrer um colapso gravitacional
• Nem a luz escapa!

Buraco Negro
He C... Fe
?
37
Buraco negro

• Indícios de sua existência
• Fontes de raios-X (alta energia necessária)
• Movimento anômalo de estrelas

38
Tempo de vida de uma estrela
Tempo de Vida
0,08
4
8
Massas solares
39
ZH em outros sistemas

• Estrelas muito grandes
• tempo de vida muito curto

Estrelas muito pequenas pouca luminosidade Plane
tas teriam que ser muito próximos e sofreriam
fortes efeitos de maré Um lado muito quente e o
outro muito frio, a menos que a atmosfera seja
bem densa
40
Efeitos de Maré

• Corpo pequeno orbitando
• outro grande

Tamanho do bojo depende das massas, da distância
e do material
Tendência a sincronizar o período de rotação e
translação, e tornar a órbita circular
41
ZH Galáctica
Na Via Láctea Faixa de 7 a 9 kpc do centro da
nossa galáxia

• Região com poucas supernovas

Alta metalicidade Vida complexa leva 41 bilhões
de anos para se desenvolver
42
Resumo

• Observador externo encontraria indícios de vida
  na Terra
• água líquida
• fonte ativa de compostos de carbono na atmosfera
• Ciclo do carbono e efeito estufa
• Zona de Habitabilidade Solar
• regiões onde há água líquida
• Vênus fica fora, a Terra e Marte dentro
• Zona de Habitabilidade Galáctica
• Supernovas e metalicidade

43
Fim