INTRODUÇÃO À ASTRONOMIA

Prof Carlos Priante

Adaptado de Profª. Adriana Amorim

AULA 15

Big Bang Theory

• Apoia-se na teoria da relatividade do físico Albert Einstein (1879-1955) e nos estudos dos astrônomos Edwin Hubble (1889-1953) e Milton Humason (1891-1972),

• Eles demonstraram que o universo não é estático e se encontra em constante expansão, ou seja, as galáxias estão se afastando umas das outras.

• Portanto, no passado elas deveriam estar mais próximas que hoje, e, até mesmo, formando um único ponto.

O que é a Astronomia?

É a ciência que estuda o universo, numa tentativa de perceber a sua estrutura e evolução.

Histórico

•É a ciência mais antiga.

•Os registros astronômicos mais antigos datam de aproximadamente 3000 a.C. e se devem aos chineses, babilônios, assírios e egípcios.

•O estudo do céu ajudou o ser humano a desenvolver calendários para exercerem suas atividades como: caça, agricultura, navegação, exploração terrestre, etc.

Stonehenge, Inglaterra

• Em outras partes do mundo, evidências de conhecimentos astronômicos muito antigos foram deixadas na forma de monumentos, como Stonehenge, na Inglaterra, que data de 3000 a 1500 a.C.

• Ao se posicionar corretamente neste circulo de pedra e olhar na direção certa o povo neolítico podia saber a data do solstício e equinócio, que marcavam a mudança de estação.

•Nas Américas, o observatório mais antigo descoberto é o de Chankillo, no Peru, construído entre 200 e 300 a.C.

Instrumentos de observação do céu- Durante muitos anos o principal

instrumento utilizado pelo ser humano foi o seu próprio olho, o que limitou o detalhamento das observações.

- Em 1608, o neerlandês Lippershey inventou um instrumento chamado telescópio, para fins militares.

- Em 1609, o astrônomo italiano Galileu Galilei (1564-1642), aperfeiçoou este instrumento e descobriu uma nova utilidade: a observação de astros celestes.

Atualmente, depois de muito desenvolvimento tecnológico, o telescópio

passou por muitas modificações e hoje encontramos até mesmo no espaço,

enviando imagens de regiões situadas a distâncias inimagináveis.

TELESCOPIO HUBBLE

IMAGEM DE UMA NEBULOSA

•Como a atmosfera terrestre funciona como um vidro embaçado, impedindo uma nítida imagem dos objetos celestes, é necessário montar os telescópios em lugares mais altos como montanhas, ou em desertos, pois a poluição atmosférica nestes ambientes é mínima.

•Outra maneira de solucionar este problema foi lançar no espaço telescópios espaciais, como o Hubble.

TELESCÓPIO JAMES WEBB, SUCESSOR DO HUBBLE.

SONDA VOYAGER: Foi a primeira a ir além do Sistema Solar

SUPERNOVA: explosão estelar que forma corpos celestes brilhantes.

Ano-luz

•Quando uma tempestade se aproxima e há relâmpagos, primeiramente, vemos a luz do raio e, segundo depois mais tarde, ouvimos o som do trovão.

•Se os dois ocorrem no mesmo instante, porque percebemos os dois em tempos diferentes?

- A velocidade do som é 340 m/s. ( Em 1 s percorre 340m).

- A velocidade da luz é 300.000.000 m/s ( Em 1 s percorre 300 milhões de metros).

PORTANTO: a velocidade da luz é muito maior que a velocidade do som, por isso percebemos primeiro a luz e depois o som do relâmpago.

ENTÃO:- Um ano-luz é a distância que a luz

percorre em um ano no vácuo.

- Como as distâncias entre os objetos celestes são gigantescas, utiliza-se o ano-luz como unidade de tempo.

- Um ano-luz equivale a aproximadamente 10 trilhões de quilômetros.

•Quanto a luminosidade, os corpos podem ser:

Objetos luminosos: também denominados fonte de luz primária, é aquele que emite luz própria.

Objetos iluminados: também denominados fonte de luz secundária, é aquele que depende de uma fonte de luz primária para ser observado, ou seja, não emite luz própria.

Corpos luminosos

Corpos iluminados

AS ESTRELAS

- São bolas de gás formadas basicamente pela queima dos gases hidrogênio e hélio em uma temperatura muito alta.

- Elas nascem, crescem e morrem e sua idade pode ser determinada pela sua cor – quanto mais próximas da cor vermelha, mais velhas.

- Seu brilho depende da quantidade de luz que ela consegue emitir, e por meio dele, os astrônomos conseguem calcular a que distância se encontram da Terra.

- Quando vemos uma estrela brilhar no céu, podemos estar diante de algo que não exista mais.

- As cores das estrelas podem determinar a temperatura de sua superfície.

Amarelo claro: aprox. 6.000ºC ( Sol)Avermelhado: aprox. 3.000ºCBranca ou Azul: aprox. 10.000ºC

GALÁXIAS

- São conjuntos de estrelas e outros elementos astronômicos como nebulosas, gases e poeiras.

- Organizam-se em grupos ou aglomerados e podem se apresentar em três tipos de formas:

a) Elípticasb) Espiralc) Irregular

ESPIRAL

ELIPTICA

IRREGULAR

- Nossa galáxia é a Via Láctea (nome dado pelos antigos gregos).

- Tem mais de 400 bilhões de estrelas, todas girando.

- Em sua porção mais brilhante, encontramos uma maior concentração de estrelas.

- Possui uma forma espiral, com 100 mil anos-luz de diâmetro. (Isso significa que para irmos de um ponto à outro, levaríamos até 100 mil anos viajando à velocidade da luz.

VIA LÁCTEA

- Em um dos braços da Via Láctea, encontramos o Sistema Solar.

- Há 80 anos, conhecíamos apenas uma galáxia além da nossa, a Andrômeda; agora já são mais de 100 bilhões delas.

CONSTELAÇÕES

- Constelação = Latim constellatio = “reunião de estrelas ou astros”.

- Para quem olha a olho nu, as estrelas parecem estar reunidas bem perto umas das outras, porém as distâncias que as separam são imensas.

- Os antigos nomeavam as constelações de acordo com as figuras que se formavam através da linhas imaginárias que eram traçadas entre elas, caracterizando sua época.

- A maioria delas se restringe à imagem de animais, caçadores, objetos, deuses, etc.

- Em 137 d.C., 48 constelações foram catalogadas pelo astrônomo egípcio Cláudio Ptolomeu (87-151), inspirado em histórias e mitologias.

- Atualmente, existem mais 40 constelações catalogadas, definidas na época das grandes navegações, totalizando 88 constelações.

O SISTEMA SOLAR

Explosão de um estrela

Nuvem de gás e poeira

Movimentos giratórios – redemoinhos aglomerando

partículas No centro do disco a temperatura atinge

500.000ºC

Formação do sistema solar

•Os corpos que giravam na borda desse disco deram origem aos planetas e os restante das partículas deram origem aos asteróides e cometas.

•O Sol acabou sendo o astro principal e sendo o foco de atração, reuniu em torno de si vários corpos, como planetas, asteróides, cometas, etc.

O SOL

•No Universo, comparado a algumas estrelas ou sóis, o nosso Sol é considerado uma estrela adolescente, de tamanho médio.

•A distância entre a Terra e o Sol é de 150 milhões de km, embora seja a estrela mais próxima da Terra.

•Essa distância é que permite uma temperatura suportável para os seres vivos.

•Toda energia dos Sol é produzida em seu centro, uma região chamada de núcleo.

•Estima-se que o sol viva por mais 5 bilhões de anos. A luz do Sol leva 8 minutos para chegar até a Terra.

Corresponde a 99% da massa

do sistema solar.

Formado há cerca de 4,6

bilhões de anos, é composto

quase inteiramente

por gases -90% de hidrogênio e 9,9% de hélio.

A temperatura em sua

superfície é de 5.700 ºC, e, em

seu interior, pode chegar a vários milhões

de graus.

NOÇÕES HISTÓRICAS SOBRE O SISTEMA SOLAR

GEOCENTRISMO:

- Defendida no séc. II por Ptolomeu (87-151 d.C) e aceita até o século XVI.

- Essa teoria afirmava que a Terra era o centro do Universo, e que os outros astros, inclusive o Sol, girava em torno dela.

G

E

O

C

E

N

T

R

I

S

M

O

HELIOCENTRISMO:

- Foi defendida por Nicolau Copérnico (1473-1543).

- Em sua teoria o Sol era o centro do Universo, com planetas orbitando ao seu redor.

- Por apresentar algumas falhas esta teoria foi corrigida por Johannes Kleper (1571-1630).

- Mais tarde, verificou-se que nenhum dos dois modelos poderia ser aceito porque, o Sol é centro apenas do Sistema Solar e não do Universo todo.

H

E

L

I

O

C

E

N

T

R

I

S

M

O

CONHECENDO OS PLANETAS

sol

Mercúrio Vênus

Terra

Marte

Júpiter

SaturnoUranoNetuno

Plutão

Planeta anão

MERCÚRIOMENOR PLANETA

MAIS PRÓXIMO DO SOL (58 MILHÕES DE KM)

O SEU LADO VOLTADO PARA O SOL É MUITO QUENTE (430ºC) E O LADO QUE FICA NA SOMBRA É MUITO

FRIO (-170ºC)

SUA SUPERFÍCIE É CONSTITUÍDA DE

ROCHAS E METAIS

NÃO EXISTE QUALQUER

POSSIBILIDADE DE VIDA NESTE

PLANETA DA FORMA COMO CONHECEMOS

DEMORA 87 DIAS PARA GIRAR EM TORNO DO

SOLE O SEU DIA

CORRESPONDE A 59 DIAS TERRESTRE

VÊNUSÉ O VIZINHO MAIS

PRÓXIMO E UM POUCO MENOR QUE A TERRA

É CONHECIDO COMO ESTRELA- D’alva.

SUA SUPERFÍCIE APRESENTA

TEMPERATURA DE 460ºC, PRESSÃO ATMOSFÉRICA 100X MAIOR E VENTOS COM

VELOCIDADES DE 320 km/h.

É MAIS QUENTE QUE MERCÚRIO

UM ANO EM VÊNUS -244 DIAS E 17

HORAS UM DIA - 243 DIAS.

ELE GIRA AO CONTRÁRIO DOS

OUTROS PLANETAS

¾ DA SUPERFÍCIE SÃO COBERTOS DE

ÁGUA

78% DA ATMOSFERA FORMADA POR

NITROGÊNIO- COR AZUL0

O MOVIMENTO AO REDOR DO SOL LEVA

365 DIAS E SEIS HORAS E UM DIA TEM

24 HORAS

EM RELAÇÃO AO SOL É O PRIMEIRO PLANETA QUE

APRESENTA UM SATÉLITE NATURAL: A

LUA

TERRA

DURANTE MUITO TEMPO PENSOU NA

POSSIBILIDADE DE VIDA NESTE PLANETA

A ATMOSFERA DE MARTE É COMPOSTA DE 95% DE

GÁS CARBÔNICO

APRESENTA GRANDE QUANTIDADE ÓXIDO DE FERRO NA SUPERFÍCIE

POSSUI GRANDES PLANÍCIES E

MONTANHAS (MONTE OLIMPO)

SUAS TEMPERATURAS OSCILAM ENTRE

MÁXIMAS DE 30ºC E MÍNIMAS DE – 90ºC

ENTRE MARTE E JUPITER HÁ PRESENÇA DE UM

CINTURÃO DE ROCHAS METÁLICAS

MARTE

POSSUI DUAS PEQUENAS LUAS: FOBOS E DEIMOS

É O MAIOR PLANETA (CABEM 1400 TERRA)

SUA ATMOSFERA É COMPOSTA DE

HIDROGÊNIO E HÉLIO

APRESENTA FAIXAS COLORIDAS DISPOSTAS

PARALAMENTE EM RELAÇÃO AO SEU

EQUADOR.

APRESENTAM DIFERENTES

MOVIMENTOS E TEMPERATURAS

UM ANO CORRESPONDE A 12

ANOS TERRESTRES, E UM DIA CORREPONDE A

10 HORAS.

A TEMPERTURA MÉDIA É DE – 121ºC

JÚPITER

APRESENTA POUCA LUMINOSIDADE E

ENCONTRA-SE NUMA REGIÃO EXTREMAMENTE

FRIA

SEGUNDO MAIOR PLANETA, MUITO PARECIDO COM

JÚPITER

SUA TEMPERATURA MÉDIA GIRA EM TORNO DE – 125ºC

APRESENTA EM SUA VOLTA UM CONJUNTO DE SETE ANÉIS FORMADOS POR

GELO, POEIRA E ROCHAS (VISIVEIS COM LUNETAS)

UM ANO CORRESPONDE A 30 ANOS TERRESTRES E

UM DIA CORRESPONDE A 10 HORAS

EM SEU REDOR ORBITAM 31 SÁTELITES

SATURNO

O PRIMEIRO PLANETA

DESCOBERTO NA ERA MODERNA

ACREDITA-SE QUE SUA COZ AZUL-

ESVERDEADA SE DÁ ATRAVÉS DA

ABSORÇÃO DA LUZ VERMELHA PELO

SEU NUCLEO

UM ANO CORRESPONDE A 84 ANOS TERRESTRES

E UM DIA CORRESPONDE A 17

HORAS

URANO

MUITO SIMILAR A URANO

SUPERFICIE FORMADA POR

ROCHAS E GELOS

FOI DESCOBERTO E, 1846, ATRAVÉS DE

DEDUÇÃO MATEMÁTICA.

SUA ATMOSFERA APRESENTA

HIDROGÊNIO, HÉLIO E METANO

A TEMPERATURA ESTÁ ENTRE – 193ºC

E – 153ºC

UM ANO CORRESPONDE A 64 ANOS TERRESTRES

E UM DIA CORRESPONDE A 16

HORAS.

NETUNO

A PARTIR DE DO DIA 24 DE AGOSTO DE

2006,

PLUTÃO DEIXA DE SER CLASSIFICADO COMO PLANETA DO

SISTEMA SOLAR

E PASSA DESIGNADO COMO

PLANETA ANÃO

ALGUNS CORPOS CELESTES

ASTERÓIDES

É um nome de origem grega que significa “similar a estrelas”.

São fragmentos que não conseguiram formar um planeta e trilhões deles percorrem nosso Sistema Solar a uma velocidade muito grande.

Seu tamanho pode variar e o maior já observado tem um diâmetro de 974 km.

COMETAS

São corpos compostos por matéria sólida como grãos de poeira e gelo.

Em sua trajetória, se estende além do Sistema Solar.

Quando se aproxima do sol, forma-se uma nuvem de gás e poeira ao seu redor e com o seu movimento e a ação dos ventos que dá origem a cauda.

Cometa Halley

METEOROIDE: são fragmentos de cometas ou asteróides que se encontram fora da atmosfera terrestre.

METEORO: quando o meteoróide entra na atmosfera terrestre, deixando um rastro luminoso. (estrela cadente). A maioria se desintegra antes de atingir a superfície da Terra.

METEORITO: é um resto de meteoro que atinge a superfície da Terra.

Estamos quase lá !!!

Movimentação da TerraRotação

• É o giro que o planeta realiza ao redor de si mesmo, ou seja, ao redor do seu próprio eixo.

• Realizado no sentido anti-horário, de oeste para leste, e tem duração aproximada de 24 horas, graças a este movimento a luz solar ilumina diferentes áreas do planeta ( Dia e Noite).

• O Sol parece se mover, esta impressão se dá do leste para o oeste.

• É por isso que, há milhares de anos, o Sol serve como referência de posição: a direção onde ele aparece pela manhã é o leste ou nascente e a direção onde ele desaparece no final da tarde é o oeste ou poente.

Translação

• É aquele que a Terra realiza ao redor do Sol junto com os outros planetas (forma de uma elipse).

• A velocidade média da Terra ao descrever essa órbita é de 107.000 km por hora, e o tempo necessário para completar uma volta é de 365 dias, 5 horas e cerca de 48 minutos.

• Esse tempo que a Terra leva para dar uma volta completa em torno do Sol é chamado "ano". O ano civil, adotado por convenção, tem 365 dias.

• Como o ano sideral, ou o tempo real do movimento de translação, é de 365 dias e 6 horas, a cada quatro anos temos um ano de 366 dias, que é chamado ano bissexto.

Posições do Sol• As datas que marcam o início das estações do ano

determinam também a maneira e a intensidade com que os raios solares atingem a Terra em seu movimento de translação.

• Essas datas recebem a denominação de equinócio e solstício

• Quando no hemisfério Norte é inverno, no hemisfério Sul é verão. Quando for primavera em um dos hemisférios, será outono no outro.

• Isso ocorre em função da posição que cada hemisfério ocupa em relação ao Sol naquele período, o que determina a quantidade de irradiação solar que está recebendo.

Equinócio

• No dia 21 de março, os raios solares incidem perpendicularmente sobre a linha do Equador, tendo o dia e a noite a mesma duração na maior parte dos lugares da Terra.

• Daí o nome "equinócio" (noites iguais aos dias).

• Nesse dia, no hemisfério norte, é o equinócio de primavera - e no hemisfério sul, o equinócio de outono.

• No dia 23 de setembro, ocorre o contrário: é o equinócio de primavera no hemisfério sul - e o equinócio de outono no hemisfério norte.

Solstício

• Os solstícios ocorrem nos dias 21 de junho e 21 de dezembro.

• No dia 21 de junho, os raios solares incidem perpendicularmente sobre o trópico de Câncer, situado a 23o27, 30,,, no hemisfério norte. Nesse momento ocorre o solstício de verão nesse hemisfério.

• Enquanto isto, no hemisfério sul, acontece o solstício de inverno, com a noite mais longa do ano, marcando o início da estação fria.

• Já no dia 21 de dezembro os raios solares estão exatamente perpendiculares ao trópico de Capricórnio, situado a 23o 27, 30,,, no hemisfério sul. É o solstício de verão no hemisfério sul.

• Nesse dia, a parte sul do planeta está recebendo maior quantidade de luz solar que a parte norte, propiciando o dia mais longo do ano e o início do verão. No hemisfério norte, acontece a noite mais longa do ano. É o início do inverno.

•Raios solares : na linha do Equador (primavera e outono) ou nos trópicos (verão e inverno).

Movimentação da Lua

EclipseEclipse Lunar

• O eclipse lunar acontece na fase da Lua Cheia.

• Ocorre quando a Terra fica entre o Sol e a Lua, que passa pela região da sombra da Terra.

• A Terra, nessa ocasião, bloqueia os raios solares que iluminam a Lua.

• A sombra da Terra se projeta na Lua, cobrindo-a parcial (eclipse parcial) ou totalmente (eclipse total).

Eclipse solar

• Ocorre quando a Lua fica entre o Sol e a Terra, ou seja, na fase de Lua Nova e todos ficam alinhados em uma reta só.

• Nessa ocasião, a Lua bloqueia os raios solares que iluminam parte da Terra.

• O eclipse solar pode ser parcial para algumas regiões.

• Esse fenômeno ocorre pelo menos duas vezes ao ano; no entanto ocorre raramente num mesmo local da Terra.

Influência da Lua e Sol nas marés

Dúvidas ???

Pesquisa

• Linha do tempo: História e desenvolvimento da astronomia.

• Tales • Pitágoras • Aristóteles • Heraclides • Aristarco • Eratóstenes• Hiparco • Ptolomeu