Post on 17-Apr-2015
A bertura do Setor de Astronomia - CDCC
Por Leonardo Pratavieira DéoPor Leonardo Pratavieira Déo
EstrelaProtoestrelaNebulosa
Anã BrancaGigante Vermelha Explosão Nova
Supergigante Vermelha Explosão Supernova
Estrela de Nêutrons Buraco Negro
Planeta Anã Marrom
Unidade Astronômica (U.A.) = 150.000.000 km
Terra
Massa do Sol: 1,989 x 1030 kg
É um corpo gasosono interior do qual
ocorrem reações defusão nuclear formando
elementos mais pesados.
O que é umaestrela?
Fusão do hidrogêniop p
D
Neutrino
Pósitron
p
He3
p p
pD
He3
Neutrino
Pósitron
p pHe4
Nascimento de estrelas
Gás
Nebulosa Protoestrela
Início dasreações de
Fusão Nuclear
Nasceu a estrela !Nasceu a estrela !
Instabilidade gravitacional
Instabilidade gravitacional
Instabilidade gravitacional
Instabilidade gravitacional
Instabilidade gravitacional
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.
NebulosaNebulosaTrífidaTrífida
( Sagitário )( Sagitário )
PlêiadesPlêiadesEstrelas JovensEstrelas Jovens
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
Diagrama de Hertzsprung - Russell
Pressões atuantes numa estrelaPressões atuantes numa estrela
Partícula
Contraçãogravitacional
Vem...Expansão
térmicaVai...
(DesDes)equilíbrio)equilíbrioEstáticoEstático
PT < PG
Contração
PT = PG
Equlíbrio
PT > PG
Expansão
PT = Pressão Térmica PG = Pressão Gravitacional
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
Morte de estrelas
Buraco Negro
Supernovaou
Estrela de Nêutrons
Anã Branca
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
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
• 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
“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
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
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
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
•
Estrela de Nêutrons• Tsup = 50 000º C
• R < 20 km
• 1,4 Ms < Mest.nêutron < 3 Ms
• dens ~1014 g/cm3
• Período pulso ~ 1seg
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
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
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
Estrela de Nêutrons20Km
Buraco negro15Km
Sol1 400 000Km
Anã Branca15000Km
Comparação de tamanho – Gigante Vermelha - Sol
Comparação de tamanho – Gigante Vermelha – Supergigante Vermelha
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
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
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
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
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