Astronomia e AstrofsicaE.E. Prof Alcina Moraes SallesProfessores:Bruno Lima EmidioLeda

O que Astronomia?Astronomia a cincia que estuda os astros. Nesta categoria de astros, se enquadram, desde cometas, satlites (luas), planetas, at estrelas, galxias, e o prprio universo. uma cincia importante pois nos ajuda a compreender como nosso universo est organizado, e apresenta pistas da formao do nosso prprio planeta.Questes como Como a gua chegou ao nosso planeta?, Como a vida surgiu?, Como viajar por outros planetas, H vidas em outros lugares, a astronomia pode ajudar a resolv-las.

O que Astrofsica? a cincia responsvel pelos estudos de fsica, qumica, biologia no ramo espacial. atravs desta cincia que podemos simular como estrelas, planetas, galxias, buracos negros e outros objetos estelares se comportam. Atravs deste ramo podemos entender a composio de partculas elementares (bsons, tomos, prtons, neutrinos, nutrons, eltrons, quarks, e etc.). Seus estudos levaram a descobertas incrveis nos ltimos anos.Dentre as descobertas, as estrelas-binrias, novos planetas, bsons, buracos negros, entre outros fenmenos.

Origem do UniversoO Universo o conjunto de todo o espao conhecido e desconhecido, que renem os todos os objetos espaciais. O universo foi gerado a cerca de 14 bilhes de anos, em uma exploso denominada como Big-Bang.Esta exploso decorre da concentrao de toda a massa do universo em um nico ponto, quente e denso, que levou ao ponto que toda ela explodiu e se propagou em alta velocidade, lanando partculas elementares, que mais tarde por fora da gravidade, juntou-as formando as galxias, as nebulosas, planetas, estrelas, e outros astros.

Big Bang: Incio

Universo: Objetos AstronmicosNo universo, existe uma srie de objetos astronmicos de vrias ordens de grandeza, vejamos alguns deles:- Asterides: Em geral, menores que 1 Km.- Planeta-Ano: Planetoides pequenos, com dimetros menores que 2500 km, e que no tenham suas rbitas influenciadas por outros corpos.- Planeta: Corpos celestes, que orbitam em torno de uma estrela, com gravidade suficiente para superar as foras gravitacionais de outro corpo. Suas rbitas, no se interceptam a de outros planetas. Os seus tamanhos e massas so variveis, podendo ser maiores inclusive do que algumas estrelas.- Estrelas: Astros capazes de emitir luz, com grande fora gravitacional, capaz de prender outros astros a sua volta, inclusive outras estrelas. As estrelas, podem ser divididas conforme sua massa, veja no prximo slide.

Estrelas: Diviso

Evoluo das Estrelas

Estrelas de Pequena MassaAs estrelas de pequeno porte (0,08 0,45Msol), so estrelas que queimam muito lentamente seu combustvel, onde fusionam H (Hidrognio), e transformando em He (Hlio). Quando o ncleo transformado em He, ele precipita as camadas externas para o ncleo, pela presso gravitacional, cresce formando uma Gigante Vermelha, que logo depois colapsa, transformando-se em uma An Branca, com ncleo de He.Para sair da sequncia principal, uma estrela dessa ordem demoraria cerca de 3 trilhes de anos.

Estrelas de Massa IntermediriaSo estrelas que tem massas que variam de 0,45 8Msol, que queimam o seu combustvel mais rapidamente, onde fusionam H em He em seu ncleo, se transformando uma Gigante Vermelha, e saindo da Sequncia Principal. Depois fusionam He em C (Carbono), e posteriormente em O (Oxignio), e se transformam em uma Super Gigante Vermelha.Quando fazem esta fuso (C e O), as camadas externas se precipitam, fazendo o ncleo colapsar, formando uma nebulosa planetria, despejando o gs, se tornando uma An Branca de ncleo de C, ou O.Este o fim esperado de estrelas da ordem do Sol. Ao final da vida de uma An Branca, quando consumir todo seu combustvel (em cerca de 10 bilhes de anos), se tornaria uma An Negra, uma estrela quase sem calor ou luz.

Ciclo de Vida do Sol

Como Funcionam as Estrelas

Sada da Sequncia Principal

Como funciona uma Gigante Vermelha

Estrelas de Grande MassaEstas estrelas iniciam sua vida com massa entre 8 e 25Msol, e seguem a mesma sequncia das demais estrelas, queimando seu combustvel em velocidades maiores que as demais estrelas de massa menor.Quando chegam ao ponto Super Gigante Vermelha, continuam a fazer a fuso de C em O, de O em Na (Sdio), de Na em Mg (Magnsio), Mg em Si (Silcio), e Si em S (Enxofre), e S em Fe (Ferro). Quando chegamos a fuso do Fe, todas as camadas se precipitam ao centro, e so refletidas em calor e velocidades maiores as camadas externas gerando fortes correntes de ventos que colapsam, formando a supernova, que expulsam os gases, enquanto o centro de Fe gera um centro de gravidade to forte, que se transforma numa Estrela de Nutrons, que transforma os prtons em nutrons.

Simulao da Supernova do Caranguejo

Supernova Macia e a Expulso de Gases

Supernova e a Estrela de Nutrons

Estrelas de Altas Massas So estrelas com Massas Solares acima de 25Msol, estas estrelas queimam H em He, mas no h como observar as outras queimas, j que a presso gravitacional to grande que no costumam durar muito tempo, no mximo 1 milho de anos. Quando terminam esta fuso se transformam em uma estrela de Wolf-Rayet, que logo forma um ncleo de Fe, que se transforma em uma supernova, da mesma forma que em Estrelas de Grande Massa, mas ao invs de formar uma Estrela de Nutrons, a presso gravitacional faz a estrela se transformar em um Buraco Negro.

Buraco Negro e a Atrao de Matria

Sistema Solar: FormaoO sistema solar se formou a cerca de 4,5 bilhes de anos, com o colapso da nuvem molecular que formou o Sol. Todos os planetas e objetos astronmicos foram achatados pela fora gravitacional deste colapso, formando nosso sistema.Desde ento, o sistema evoluiu, principalmente, aps a coliso de alguns objetos astronmicos de fora, com os que aqui se encontravam, formando luas, planetas, e asteroides. Partes de asteroides do prprio sistema solar precipitaram sobre a Terra, Marte, Lua, Vnus, trazendo gelo, gua, e metais diversos.Nosso sistema ainda continua em formao, devido a fora gravitacional exercida por planetas e do prprio Sol. Erupes vulcnicas, ejees de massa solar, gravidade planetria, colises com asteroides, e outros so responsveis por moldar relevos, atmosfera, entre outros.

Sistema Solar: Organizao

Sistema Solar - Planetas

SolDimetro (Km):695.000Massa (Kg): 1,989x1030Temperatura: 6000 CComposio Qumica:H 92,1%He 7,8%O 0,061%C 0,030%

MercrioDimetro (Km):2439,7Massa (Kg): 3,303x1023Temperatura: 179 CComposio Qumica:Na 42%He 42%O 15%Outros 1%

VnusDimetro (Km):12439,7Massa (Kg): 4.869x1024Temperatura: 482 CComposio Qumica:CO 96%N 3%Outros 1%

TerraDimetro (Km):6.378,14Massa (Kg): 5,976x1024Temperatura: 15 CComposio Qumica:N 77%O 21%Outros 2%

MarteDimetro (Km):3.397,2Massa (Kg): 6.421x1023Temperatura: -63 CComposio Qumica:CO 95,32%N 2,7%Ar 1,6%O 0,13%Outros 0,25%

Cinturo de AsteroidesEste cinturo de asteroides composto por diversos asteroides, e um Planeta-Ano (Ceres).Existem outros corpos celestes, como Mathilde(foto acima), Pallas, Vesta, e Higia.Estes corpos so resultantes da nebulosa primitiva, que levou a formao dos planetas e do prprio Sol.

JpiterDimetro (Km):71.492Massa (Kg): 1.900x1027Temperatura: -121 CComposio Qumica:H 90%He 10%

SaturnoDimetro (Km):60.268 Massa (Kg): 5.688x1026Temperatura: -125- CComposio Qumica:H 97%He 3%

UranoDimetro (Km):25.559 Massa (Kg): 8.686x1025Temperatura: -193- CComposio Qumica:H 83%He 15%CH - 2%

NetunoDimetro (Km):24.746 Massa (Kg): 1.024x1026Temperatura: -153- CComposio Qumica:H 83%He 15%CH - 2%

Cinturo de KuiperAssim como o Cinturo de Asteroides que fica entre Marte e Jpiter, foi formado pela mesma Nebulosa primitiva.Grande parte dos objetos, situados neste cinturo, so pequenos asteroides, contudo, nos ltimos anos foram descobertos uma srie de planetas anes, entre eles: Sedna, Pluto, Makemake, Eris, e outras.

Objetos TransnetunianosSo toda a classe de objetos, que orbitam o Sol entre 30.000 UA a 100.000 UA (1UA = Distncia entre a Terra e o Sol 150.000.000 Km).Nesta regio se encontram os planetas-anes, descritos na imagem ao lado.

Pluto/CarontePluto:Dimetro (Km):1.160 Massa (Kg): 1.29x1022Temperatura: -240 - CComposio Qumica:N ?CH - ?

Caronte:Dimetro (Km):635 Massa (Kg): 1.77x1021Temperatura: -220 - CComposio Qumica:N ?CH - ?

SednaDimetro (Km): 995 Massa (Kg): 1x1021Temperatura: -240 - CComposio Qumica:?

risDimetro (Km): ? Massa (Kg): ?Temperatura: ?Composio Qumica:?

Austronutica - ExercciosComo Calcular o dimetro de objetos distantes da terra?= LR

= Tamanho Angular entre os polos do objeto avistado.L= Dimetro do Objeto (em Km)R= Distncia da Terra ao Objeto Observado (em Km)

Ex: Sol= 695.000(L)150.000.000 = 0,46=0,0046 radianos (0,0046*180)/ = 0,26 grau

Austronutica - ExercciosO Sol nasce todos os dias na mesma posio?R: No! Conforme a poca do ano ele nasce em posies diferentes, acompanhe!