Nossa Galáxia - Observatório Nacional

C
Buracos
Negros
Nossa
Galáxia
ol
eção
O bservatório
N acional
Edição: 07/2011
07/2011
AEdição:
partir de
12 anos
A partirNº
de 812 anos
Nº 6
Presidente da República
Dilma Vana Rousseff
Ministro de Estado da
Ciência, Tecnologia e Inovação
Marco Antonio Raupp
Secretário - Executivo do
Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação
Luiz Antônio Rodrigues Elias
Subsecretário de Coordenação
das Unidades de Pesquisa
Arquimedes Diógenes Ciloni
Diretor do Observatório Nacional
Sergio Luiz Fontes
Observatório Nacional - MCTI
Rua General José Cristino, 77
CEP: 20921-400 - Bairro São Cristóvão
Rio de Janeiro - RJ Brasil
Fone: (21) 2580 6087
PABX:(21) 3504 9100
FAX: (21) 2580 6041
Criação e Desenvolvimento
Divisão de Atividades Educacionais - DAED
Dr. Antares Kleber (In Memoriam - Idealizador das revistas)
Dr. Carlos Henrique Veiga (Chefe da Divisão de Atividades Educacionais)
Rodrigo Cassaro Resende
Luzia Ferraz Penalva Rite
Silvia da Cunha Lima
Edilene Ferreira
Felipe Nogueira Carvalho
Revisão Científica (Pesquisadores da Coordenação de Astronomia e Astrofísica)
Dr. Carlos Henrique Veiga
Dr. Dalton de Faria Lopes
Caros Leitores,
Esta série de revistas, desenvolvidas pela Divisão de Atividades
Educacionais do Observatório Nacional/MCTI, tem como meta à difusão de
informações gerais sobre os temas mais recorrentes de Astronomia e
Geofísica. Levar o leitor ao pensamento científico, à imaginação e à criação,
atraindo-o a pesquisar os conceitos aqui abordados ou sugeridos, é um dos
objetivos desta publicação.
Boa Leitura!
Divisão de Atividades Educacionais (DAED)
O Observatório Nacional não se responsabiliza
pela divulgação dos dados e opiniões expressos
nesta publicação, sendo estes de inteira
responsabilidade dos autores.
As informações científicas e a nova ortografia
foram atualizadas até a data desta edição.
E então turma? Vamos
aprender um pouquinho
mais de astronomia?
Claro! Já estava
sentindo falta!
Professora, não dá para mudar de assunto?
Podia trazer algum artista de novela para
conversar conosco...
Eu também!
Saco! Sempre a
mesma coisa!
Sai dessa! Que artista
nada! Eu quero e aprender
coisas novas.
Observatório Nacional
02
Desta vez, está conosco o Professor
Vladimir que vai nos falar sobre a
nossa Galáxia. Bom dia Professor!
Eu não tenho dúvidas
quanto a isso!
Bom dia a todos! Eu vou falar sobre a
Galáxia em que vivemos. E posso
garantir que vai ser muito interessante!
Quando olhamos para o céu, em
uma noite bem escura, sem o
brilho da Lua, podemos ver uma
faixa, belíssima, de estrelas!
Quem sabe dizer o que ela é?
Faixa de quê? De Miss?
Do que ele está falando?
Não tenho a menor ideia do
que ele está falando! Aliás,
nem ligo muito. É sempre a
mesma coisa!
03
Observatório Nacional
Eu não sei bem o que o senhor quer saber,
mas sei que as pessoas chamam essa faixa,
no céu, de Via Láctea.
Muito bom! O nome é realmente esse: Via Láctea,
ou seja, “caminho de leite”. Esse é o plano da
nossa Galáxia, o lugar maior onde nós vivemos.
Vejam só uma imagem dela.
Via Láctea
Observatório Nacional
04
Uau! Que foto linda!
É mesmo! Que show!
Professor, o senhor disse “o
lugar maior onde vivemos”...
Maior, como assim?
?
05
Você vive em uma casa e essa casa está
em um bairro. Esse bairro, pertence a
uma cidade e essa cidade, está em um
país. Também é assim no Universo.
?
?? ?
Observatório Nacional
Legal!
Vou explicar melhor: Vivemos em uma casa, a Terra.
A Terra está em um bairro, o Sistema Solar. Este
bairro, o Sistema Solar, pertence a uma cidade,
nossa Galáxia, que por sua vez está em um país, o
Universo. Entenderam?
Nossa Galáxia é o conjunto de
milhões de estrelas que estão
associadas, pela gravidade,
nessa região do espaço.
E existem outras galáxias?
Sem dúvida! Existem bilhões de
galáxias no Universo. E para
diferenciarmos a nossa galáxias, das
outras, escrevemos o seu nome com
letra maiúscula, Galáxia.
Observatório Nacional
Que legal! Bem simples
e distinto. Gostei!
06
Vejam bem a diferença: A Terra
faz parte do Sistema Solar, que
por sua vez está na Galáxia, a
nossa galáxia. Entenderam?
Claro!
Tá confuso!
Não ligue professor!
Esse cara só quer
tumultuar a aula!
Vamos ver, agora, qual é a estrutura da
nossa Galáxia e quais são os tipos de
corpos celestes que estão nela. Para
começar, vamos falar da sua forma.
Nossa Galáxia tem uma região central,
que chamamos de núcleo, e uma região
plana, muito extensa, que tem o nome
de “plano da Galáxia”. A esse plano da
Galáxia damos o nome de “Via Láctea”.
07
Observatório Nacional
Como assim? Ele não é contínuo,
um plano de verdade?
Olhem só! Que surpresa!
Eu pensava que Via Láctea
era toda a Galáxia!
Não! Nós fazemos essa diferença: Nossa
galáxia é simplesmente Galáxia e o
plano, dela, é a Via Láctea. E esse plano
tem uma estrutura muito interessante.
Que curioso!
Braços?
É um plano sim, mas não é todo igual!
Nele, vemos regiões onde as estrelas
estão mais condensadas, mais próximas.
Essas regiões são chamadas de “braços
espirais” da Galáxia.
Só falta esse cara dizer que a
Galáxia tem pernas e barriga!
Vou mostrar a vocês um desenho
que vai esclarecer tudo. Aqui está!
Observatório Nacional
08
braço
Perseus
braço
externo
braço Local
Sol
braço Sagittarius
braço Scuturn-Crux
braço Norma
09
Observatório Nacional
Notem que a nossa Galáxia possui vários
braços espirais. Vejam onde está sua região
central, seu núcleo. O plano da Galáxia é
formado pelos vários braços que ela contém.
Notem, também, onde está o nosso Sol.
Agora ficou mais
claro! Entendi essa
história de braços.
Eu também! Com o
desenho melhorou muito!
Agora o cara diz que a Galáxia
tem muitos braços. É um
polvo! Para com isso!
Vejam agora como seria a nossa
Galáxia, se pudéssemos vê-la de
perfil. Olhem esse desenho.
G a l á x i a
d e Perfil
Observatório Nacional
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O que é isso?
Professor, e aquela parte, mais
externa, que está assinalada, no
desenho, com o nome “halo”? O
que é isso?
Boa pergunta! Nossa Galáxia é envolvida por
uma região, extensa, à qual damos o nome de
“halo”. É nessa região que encontramos alguns
dos objetos, mais magníficos, da nossa
galáxia: os “aglomerados globulares”.
E essas estrelas são diferentes?
Os aglomerados globulares são
agrupamentos, bastante numerosos,
de estrelas que se espalham pelo halo
da Galáxia. Alguns deles podem ter
até milhões de estrelas.
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Observatório Nacional
As estrelas de um aglomerado globular
são, em geral, estrelas velhas e
vermelhas. Vejam alguns exemplos que
eu trouxe para vocês.
Aglomerado Globular NGC 6093
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Aglomerado Globular M55
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Observatório Nacional
Vocês podem notar pela forma dos aglomerados
o porquê de seu nome “globular”. Essas estrelas
se agrupam formando verdadeiros globos, ou
bolas, no céu.
Agora o cara diz que tem estrela
velhas e bolas flutuando por
aí... Onde é que ele vai parar?
Não esqueçam! Os aglomerados globulares
não pertencem ao plano da nossa Galáxia, a
região onde estão os braços espirais. Eles
estão localizados no halo da Galáxia!
Observatório Nacional
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E nos braços, tem algo
parecido com isso?
Não tão parecido, mas também existe um
tipo de aglomerado estelar. Os
aglomerados que se localizam no plano da
Galáxia são chamados de “aglomerados
galácticos” ou “aglomerados abertos”.
E qual a diferença entre
eles? Só a localização?
Não! De modo algum! Os aglomerados
abertos são formados por estrelas jovens,
possuem muito menos estrelas do que os
globulares e não têm a forma de “globo”.
Qual é a forma deles?
Eles não têm uma forma característica. Os
aglomerados globulares têm, praticamente, a
mesma forma, com mais ou menos estrelas. Mas os
aglomerados abertos, não! Olhem só essas
imagens de aglomerados abertos!
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Observatório Nacional
Aglomerado Aberto M45
Observatório Nacional
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Aglomerado Aberto M18
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Vamos comparar os dois:
Notaram as diferenças
em forma e conteúdo?
Aglomerado Aberto M45
Aglomerado Globular NGC 6093
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Cometas?
O plano da nossa Galáxia é um
local muito rico. Além das
estrelas e dos aglomerados
abertos, nele encontramos
objetos celestes lindíssimos!
Suas imagens são fantásticas.
Quem pode dizer o que são?
Cara, você só faz vergonha!
Não! Vejam só: Cometas, asteroides,
planetas, são objetos do Sistema
Solar. E, como vocês já viram com o
professor Fernando, o Sistema Solar
é só um pontinho, muito pequeno,
situado no plano da nossa Galáxia.
E você acha que eu me
importo com a sua opinião?
Eu estou falando de coisas muito
maiores! Vou contar até três: um,
dois e...três! Nenhuma sugestão?
Eu estava me referindo às imensas
nuvens, de gás e poeira interplanetários,
que existem espalhadas pelo plano da
nossa Galáxia, nos seus braços espirais.
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Observatório Nacional
Essas nuvens formam as chamadas
nebulosas de reflexão, nebulosas de
emissão e nebulosas escuras.
Por que esses nomes?
O próprio nome já diz muito: -As
nebulosas de reflexão refletem a luz
proveniente de alguma estrela, que
está atrás dela. Vejam o esquema
que eu trouxe.
Nebulosa de Reflexão - NGC 1999
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As nebulosas de emissão
emitem luz de alguma estrela
próxima. Vejam só o esquema.
Nebulosa de Emissão - NGC 2237
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E as nebulosas escuras são, como o nome diz,
manchas que aparecem escuras contra o fundo
de estrelas. Ao serem observadas, elas dão a
impressão de que existe um buraco no espaço.
E por que elas são assim?
As nebulosas escuras são regiões do
espaço onde há uma concentração,
maior, de poeira interestelar. Essa poeira
impede a passagem da luz das estrelas,
que estão atrás dela.Vejam esse
esquema. Dá para entenderem melhor?
Nebulosa Escura
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Dá sim, professor!
Bem melhor!
E podemos ver, mesmo,
esses objetos no espaço?
Claro que sim! Especialmente com o
auxílio de telescópios de grande
porte. Vejamos alguns exemplos:
Aqui estão algumas imagens
de nebulosas de reflexão.
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Nebulosa Reflexão IC 2118
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Nebulosa Reflexão M78
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Nebulosa Reflexão M20
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Nebulosa Reflexão NGC 6726
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Gente! Que coisa linda!
Caramba!
Tenho que concordar. Poderoso!
Não vejo nada de bonito aí!
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Nebulosa Emissão M42
Nebulosa de Orion
Vamos ver agora algumas nebulosas de emissão.
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Nebulosa Emissão M16
Observatório Nacional
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Nebulosa Emissão 42
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Nebulosa Emissão NGC 6334
Observatório Nacional
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Onde? Onde? Que show você
está falando? Em que canal?
Caramba! Que show!
Cara! Que espetáculo!
Continuo não vendo nada de
bonito nessas imagens...
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E agora, finalmente, as nebulosas
escuras. Observem com atenção.
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Nebulosa Escura NGC 6520
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Nebulosa Escura IC 2944
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Nebulosa Escura B72
Observatório Nacional
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Nebulosa Escura
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Observatório Nacional
Olhem só! E não é que
parece mesmo um buraco
no meio das estrelas?
Isso é fraude! É fotografia
mal revelada! Não tem
nada de especial!
Professor, tem umas
estrelinhas azuis, bem ali,
perto da mancha escura!
Cale a boca, jumento!
Desculpe, meus jumentinhos
queridos, eu não queria
ofender vocês comparando-os
a esse energúmeno!
Ene... Ene... o que?
Ó, ofensa não, tá
legal?
Tem sim! É um pequeno aglomerado
aberto, formado por estrelas azuis,
superposto no fundo repleto de estrelas
distantes. Ele é bem jovem, tem apenas
alguns milhões de anos e...
Observatório Nacional
Jovem? Com milhões de anos?
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Você já devia saber isso, Drica!
Deixe eu lembrar que o nosso querido
Sol tem bilhões de anos de idade.
Portanto, ter só alguns milhões de
anos, faz o aglomerado ser bem jovem.
Traste! Largue do
meu pé! Me esqueça!
Observem algo muito interessante. Essas
nuvens de matéria interestelar são locais onde
as estrelas são formadas. São em nuvens desse
tipo, gigantescas e muito frias, que o gás e a
poeira começam a colapsar e formar estrelas.
Verdade, professor?
É sim. E eu vou mostrar algumas dessas
nuvens onde estão se formando
estrelas. Vejam esse exemplo.
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Observatório Nacional
NEBULOSA M16 - Pilares de Criação
Observatório Nacional
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NEBULOSA M16 - Pilares de Criação
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Observatório Nacional
Esses são os conhecidos “pilares da criação”,
assim chamados por serem nuvens onde
muitas estrelas estão se formando.
Eu heim! O troço tem até orelhas!
Vejam essa outra imagem que
mostra detalhes de uma outra
região do espaço, que também
está formando estrelas.
Observatório Nacional
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NEBULOSA DA TRÍFIDA - M20
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Observatório Nacional
Caramba! Essa aí tem chifre!
Olha lá em cima, é um chifre!
Não tem nenhum chifre e nem orelha nessas
imagens! Aquelas pontas são regiões onde
estrelas se formaram e o gás, que as envolve,
está começando a ser expulso.
Hum!... Sei não! Por vias das
dúvidas, cruz credo!
Ô cara! Manera! Tá
envergonhando todo
mundo!
É um chifre parecido com o
que vai nascer na sua cabeça,
se você não calar a boca!
Eu quero me controlar, mas
parece mesmo um chifre!
Tudo isso está nos
braços espirais da
nossa Galáxia, não é?
Observatório Nacional
Certo! E agora eu tenho uma
imagem especial para vocês...
Quem poderia dar um nome à
nebulosa escura dessa imagem?
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Nebulosa - Cabeça de Cavalo
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Observatório Nacional
O que é isso? Parece um cavalo!
Acho mais parecido com
um ... sei lá! A cabeça
de um cachorro!
Gente, isso tá perfeito
demais! Não acredito que
isso exista no espaço!
Ah, professor! O senhor está
brincando conosco! Isso é só um
desenho. Isso não existe não!
Existe sim! E quem sabe o seu nome?
Eu sei! Eu sei!
Meu Deus! Lá vem besteira!
Giba, não fala nada, não!
Observatório Nacional
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Então diga o nome!
Catapora? Onde você viu
isso? Incêndio no cabelo? Sua
imaginação é bem fértil!
Analisando profundamente a imagem eu
notei que ela tem focinho, um chifre nele,
seus cabelos estão começando a pegar fogo
e o bicho está com catapora. O nome dela só
pode ser “dragão da maldade”!
Ali! Ali! Olhem só! Ela tá cheia
de pontinhos vermelhos. Só
pode ser catapora! E tem um
incêndio, lá em cima, perto da
orelha. E tem chifre também!
Rapaz, que imaginação! Só
que apesar da sua “profunda
análise”, você errou! O nome
dessa nebulosa escura é
“Cabeça de Cavalo”.
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Cavalo? Eu acho que
esse professor nunca
viu um cavalo!
Observatório Nacional
Nebulosa - Cabeça de Cavalo ao longe
E agora, meu amigo especialista em
chifres e orelhas siderais, mostre-me,
nessa figura, onde está a nebulosa
escura cabeça de cavalo.
Observatório Nacional
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Hum!... “cabeça de cavalo”!
Deixa eu ver! Bem, eu sei tudo
sobre bovinos mas não estou
conseguindo localizar o bicho.
Bichano, psi, psi, psi...!
Bovino? Cavalo é
bovino? Cavalo é
equino, seu idiota!
Deus! O Giba tá
ficando maluco!
Eu já disse! Esse cara
precisa de ajuda
profissional, precisa
de um médico!
Precisa nada, o bicho
é muito mané
mesmo! Deixe ele
comigo duas horas
que ele fica curado.
Quem foi que veio a cavalo
para a escola? O Giba?
Gente! Nada de maltratar os
animais! Vamos dar um viva
em homenagem...
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Observatório Nacional
Pelo amor de Deus, cale a boca!
Se você ficar calada eu te dou um
doce! Basta um Giba por turma!
Nossa, que repressão!
Não se pode falar nada
nessa turma!
Agora eu entendi porque ele estava
vendo um chifre na nebulosa anterior;
era uma ligeira confusão sobre
animais. Mas, então, eu passo para a
turma: Quem localiza a nebulosa
“cabeça de cavalo” nessa imagem?
Eu vou deixar a resposta
com a professora de
vocês. Ela conta depois
que eu for embora...
Observatório Nacional
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Ah, isso não vale!
Tá vendo? Nem
ele sabe onde é!
Giba, fica quietinho,
meu bovino preferido!
Professor, e o centro
da nossa Galáxia?
Eu estava guardando a descrição do
centro da nossa Galáxia para o
final. Essa região é, incrivelmente,
apinhada de estrelas. Tem muita
estrela mesmo!
Caramba!
E o mais importante, que eu sei que
vocês vão gostar de saber, na
região central da nossa Galáxia
existe um imenso buraco negro!
O senhor disse “imenso”?
Bem, esse buraco negro possui uma massa, cerca de 2,6
milhões de vezes maior do que aquela do nosso Sol. Seu
nome é Sagittarius A*. Eu trouxe uma imagem não do buraco
negro, mas de sua localização no centro da galáxia. Vejam.
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Observatório Nacional
REGIÃO CENTRAL DA NOSSA GALÁXIA
SAGITÁRIO A*
Observatório Nacional
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E nós estamos perto dele?
Vamos ser engolidos por
esse buraco negro?
Ih! Não dá idéia, não! Para
com isso!
Não! Estamos bem distantes dele!
O Sistema Solar, do qual fazemos
parte, está localizado em um dos
braços espirais da Galáxia, a mais
ou menos dois terços da distância
até o centro.
Olhem esses dois desenhos: Em um
deles vemos nossa Galáxia de perfil e,
no outro, ela é mostrada de cima.
Notem a localização do nosso Sol, ou
seja, de todo o Sistema Solar.
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Observatório Nacional
Nossa localização na galáxia de perfil
Nossa localização na galáxia de topo
Observatório Nacional
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Nossa! Que escândalo
de número!
Professor, mas o que
quer dizer anos-luz?
Essa é uma unidade de distância
que usamos na astronomia. Um
ano-luz equivale a quase 9500
bilhões de quilômetros, ou seja,
9.500.000.000.000 quilômetros.
Cada ano-luz é isso? Unzinho só?
É isso mesmo. As distâncias em astronomia
são enormes e isso nos obriga a usar
unidades especiais, para não ficarmos
falando sempre desses números imensos!
Então eu tenho 16 anos-luz? Eu
fiz aniversário mês passado.
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Observatório Nacional
Não! Você tem 16 anos de idade. Não
confunda: ano-luz é uma medida de
distância e não de tempo.
Mas por que então esse
nome estranho, ano-luz?
O ano-luz é uma medida da distância
percorrida, por uma partícula de luz,
durante um ano. Uma partícula de luz,
chamada fóton, se desloca a uma
velocidade próxima a 300.000
quilômetros por segundo.
Tudo isso?
Esses astrônomos são muito
confusos... Cada hora
inventam uma coisa diferente!
É sim. Para calcular o valor de um ano-luz
você multiplica essa velocidade pelo número
de segundos que existe em uma ano. É fácil!
É isso aí, garotada. Essa é uma
descrição, muito rápida, da galáxia
em que vivemos, a nossa Galáxia.
Um abraço para todos!
Observatório Nacional
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Giba, venha cá! Nós
queremos falar com você.
O que foi? Estou
muito ocupado!
57
Observatório Nacional
Socorro!
Socorro!
Socorro!
Agora você está mais
bonitinho, com esses
chifres e orelhas cósmicas,
como disse o professor!
Eu vou processar vocês! Eu vou
pedir indenização ao governo!
Eu vou pedir um milhão!
Milhão prá mim é milho grande!...
Observatório Nacional
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Ih, Giba, as orelhas ficaram
do tamanho certo!
Os chifres também!
Eu vou fechar essa escola!
Vocês vão ser despejados!
Socorro!
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Observatório Nacional
Locallização da Nebulosa Cabeça de Cavalo
Nebulosa Cabeça de Cavalo
NGC1434
Distância: 1800 Anos-luz
Observatório Nacional
60
COPYRIGHT
As imagens usadas nessa história são propriedade dos seguintes Institutos de Pesquisa:
página 04, 13, 24, 25, 26, 29, 32, 46, 48, 52, 60
National Aeronautics and Space Administration (NASA)
página 12
Hubble Heritage Team
página 16
NASA / JPL
página 18, 35
Hubble Heritage Team / NASA / JPL
página 27, 30
Anglo - Australian Observatory (AAO)
página 34
Hawaiian Starlight, CFHT
página 36
European Southern Observatory (ESO)
página 40, 41, 43
NASA / European Space Administration (ESA)
página 45
NASA / NOAO / ESA and the Hubble Heritage Team (STScl / AURA)
página 54
NASA / ADF / GSFC
61
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