O que é uma estrela?
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A bertura do Setor de Astronomia - CDCC Por Leonardo Pratavieira Déo Nebulosa Protoestrela Planeta Gigante Vermelha Estrela Anã Marrom Explosão Nova Anã Branca Supergigante Vermelha Explosão Supernova Estrela de Nêutrons Buraco Negro Massa do Sol: 1,989 x 1030 kg Terra Unidade Astronômica (U.A.) = 150.000.000 km O que é uma estrela? É um corpo gasoso no interior do qual ocorrem reações de fusão nuclear formando elementos mais pesados. Fusão do hidrogênio p p p p Pósitron Pósitron Neutrino Neutrino p g D p D He3 He3 p p He4 g Nascimento de estrelas Nebulosa Protoestrela Gás Início das reações de Fusão Nuclear Nasceu a estrela ! Instabilidade gravitacional Instabilidade gravitacional Instabilidade gravitacional Instabilidade gravitacional Instabilidade gravitacional Contração gravitacional de uma nebulosa Gás Hidrogênio m Lei da atração gravitacional m’ d F F F = G m m’ / d2 A forma geométrica de menor energia é a esfera. Nebulosa Trífida ( Sagitário ) Plêiades Estrelas 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 estrela Partícula Expansão térmica Contração gravitacional (Des)equilíbrio Estático PT < PG Contração PT = PG Equlíbrio PT = Pressão Térmica P = Pressão Gravitacional PT > PG Expansão E se a estrela não nascer? Se a massa for menor do que 1% Ms, nunca atinge 10 000 000 ºC planetas reflete luz Gliese 229B Se 1% Ms < Massa < 8% Ms Anã marrom Aquecida por energia gravitacional Emite no infra-vermelho Contínuo e lento encolhimento Morte de estrelas Buraco Negro Supernova ou Estrela de Nêutrons Anã Branca Morte de uma estrela Se 0,08Ms < Massa < 4Ms Gigante Vermelha Supergigante Vermelha Explosão Nova Explosão Supernova Se Massa > 4Ms Nebulosa Planetária Anã Branca Estrela Nêutron Remanes. Supernova Buraco Negro Remanes. Supernova 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 Inicia a expansão … He H He H He “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) Nebulosa Planetária Gigante vermelha He HeHe H H H H H He H Nebulosa Planetária e Anã Branca e ºC • Exs.: Tanã ~ Helix 200 000 Nebulosa do Anel em • Lyra 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 se fundindo 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 Inicia a expansão … He H 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 He C... Fe eixo rotação: PULSARES Elétrons • Prótons Nêutrons • Tsup = 50 000º C Estrela de Nêutrons • R < 20 km • 1,4 Ms < Mest.nêutron < 3 Ms • dens ~1014 g/cm3 • Período pulso ~ 1seg Anã Branca x Estrela de Nêutrons Anã branca: Uma colher de chá = 1 tonelada!!! Estrela de Nêutrons: Uma colher de chá = 1 bilhão de toneladas!!!!! 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? • Massa Estrela > 9 Msol • Contração contínua • Deve ocorrer um colapso gravitacional • R ~ 3 km • Mfinal > 3 Ms • densidade muito grande Sol 1 400 000Km Anã Branca 15000Km Estrela de Nêutrons 20Km Buraco negro 15Km Comparação de tamanho – Gigante Vermelha - Sol Comparação de tamanho – Gigante Vermelha – Supergigante Vermelha Resumindo... Nebulosa Protoestrela Estrela Nuvem de gás onde nascem as estrelas Estágio antes de começarem as fusões nucleares Início das reações nucleares Planeta Massa menor do que 1% Ms Anã Marrom Massa entre 1% Ms e 8% Ms Massa entre 0,08Ms e 4Ms Gigante Vermelha Funde He em C Temperatura do núcleo 100 000 000 Explosão Nova Anã Branca Expansão dos gases da Gigante Vermelha Resto do núcleo da Gigante Vermelha Massa maior que 4Ms Supergigante Vermelha Funde C em elementos mais pesados até o Fe Temperatura do núcleo > 100 000 000 Explosão Supernova Expansão dos gases da Supergigante Vermelha Estrela de Nêutrons Buraco Negro Resto do núcleo da Supergigante Vermelha para massas estrelares entre 4Ms e 8Ms Resto 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
