Post on 18-Apr-2015
O que podemos tirar da luz que vem das estrelas?
Fernando Augusto BatistaDepto de Física - UFMG
O que podemos tirar da luz que vem das estrelas?
Informações que recebemos do universo:
Luz > Fotometria > Espectroscopia > Polarimetria
Meteoritos que atingem a Terra
Sondas espaciais (astronautas)
O que é a luz?
Breve histórico:
Newton – séc. XVII – teoria corpuscular da luz Hooke e Huggens – teoria ondulatória da luz
Luz mais lenta no vidro que no ar Fizeau – mediu a velocidade da luzYoung – (1801) Interferência da luzFermat – teoria matemática da interferênciaMaxwell (1860) – Ondas eletromagnéticas viajam
com velocidade c = 3 x 108 m/s
A luz deve ser uma onda eletromagnética
Radiação de Dipolo Elétrico
( Eugene Hecht, “Physics”, 1998 )
Antena Emissora de Rádio
Polarização
Placa de meia onda
Polarização por espalhamento
( Hecht, Zajac, “Optics”, Addison-Wesley, 1979 )
Espectro Eletromagnético
Espectro Visível
Penetração da radiação eletromagnética na atmosfera
Fotometria - distância
Polarização - simetria
Espectroscopia - velocidade e constituição
Edwin Hubble - 1929 - Observatório do Monte Palomar
Desvio para o vermelho – “red shift”
Lei de Hubble
Expansão do Universo
Cálculo da velocidade de escape da Terra:
U(r) = - GMm/R
Onde G é a constante de gravitação universal M é a massa da terra, m a massa do corpo que tenta escapar da terra, R é o raio da Terra
Faz-se U(r) = ½ mv2 e calcula-se vescape = (2GM/R)
Cálculo do raio de “Shwarshield”
GMm/r = ½ mv2 Fazendo v = cObtemos:
r = 2GM/c2
Radiação de “Corpo Negro”
( Halliday-Resnick, “Fundamentos de Física” )
Radiação de “Corpo Negro”
Dependência com a temperatura
( Eugene Hecht, “Physics”, 1998 )
Radiação Cósmica de FundoDados do satélite COBE ( Cosmic Background Explorer ),
correspondendo a um “corpo negro” com T = (2,735 0,06)K.
( S. Hawking, “O Universo numa Casca de Noz” )
Fótons
( Eugene Hecht, “Physics”, 1998 )
Explanation: The complex shell of a star seen to explode 300 years ago is helping astronomers to understand how that star exploded. The above recently released image of supernova remnant Cassiopeia A (Cas A) shows unprecedented detail in three X-ray colors. The relationship between brightness, color, and position of material in the image indicates where in the star this material was just before the explosion. Bright knots on the left, for example, contain little iron, and so are hypothesized to originated from a higher layer than outer red filaments, which are iron rich. The blue region on the right is seen through absorbing dust, and so appears depleted of low-energy X-rays. It takes light ten years to cross the gas shell of the Cas A supernova remnant, which is 10,000 light-years distant. Most of the elements that make people and planets were produced in supernova explosions.
Em fevereiro de 1987 foi detectada a mais brilhante explosão de supernova vista nos tempos modernos. Em novembro de 2003, 16 anos depois, o telescópio espacial Hubble fez essa imagem. Ela mostra a onda de choque remanescente da explosão aquecendo o material interestelar a milhões de graus, à medida que se expande, assemelhando-se a um colar de pérolas cósmico. A estrela que explodiu tinha cerca de 20 massas solares e estava numa galáxia vizinha, a 1,7105 anos-luz de distância.
A observação recente de lampejos de raios-x provenientes da galáxia RXJ1242-11 pode ser explicada pela existência de um
buraco negro gigante sugando as estrelas de sua vizinhança. A figura é uma concepção artística baseada no conhecimento teórico a respeito dos buracos negros e ilustra uma estrela sendo atraída e
depois destroçada pela intensa força de maré gravitacional (ver Tópico Especial 6.6 sobre marés) na vizinhança do buraco negro. O material da estrela é sugado e aquecido, rodopiando em direção ao horizonte de eventos do buraco negro, representado pelo disco
escuro.Illustration Credit: M. Weiss, CXC, NASA.