Aula4_2017

Astrofísica moderna
Aula 4, dia 16/03/2017
Profa. Manuela Vecchi, Prof. Vitor de Souza
Referencia principal pela aula de hoje:
notas do Prof. Gastão B. Lima Neto IAG/USP (no gradaluno)
SISTEMAS DE COORDENADAS (2)
•
Definidos a partir de um plano fundamental ou um círculo
máximo da esfera (pode ser o horizonte do observador, o
equador celeste, o plano galáctico, etc.). •
O eixo perpendicular a esse plano define dois polos (zênite e
nadir, polos norte e sul celestes, etc.).
2
O horizonte
•
Um dado observador na Terra pode observar apenas uma
metade da esfera celeste num dado instante.
•
O horizonte é o limite entre o que é visível e o que é invisível
ao observador.
•
Os polos desse horizonte, i.e. os pontos exactamente acima
e abaixo do observador são o zênite e o nadir,
respectivamente.
3
definitions
•
Equador Celeste: círculo máximo em que o prolongamento do equador da Terra
intercepta a esfera celeste.
•
Polo Celeste Norte: ponto em que o prolongamento do eixo de rotação da Terra
intercepta a esfera celeste, no hemisfério norte.
•
Polo Celeste Sul: ponto em que o prolongamento do eixo de rotação da Terra
intercepta a esfera celeste, no hemisfério sul.
•
Círculo vertical: qualquer semi-círculo máximo da esfera celeste contendo a vertical do
lugar. Os círculos verticais começam no Zênite e terminam no Nadir.
•
Ponto Geográfico Norte: ponto em que o círculo vertical que passa pelo Polo Celeste
Norte intercepta o Horizonte. É também chamado Ponto Cardeal Norte.
•
Ponto Geográfico Sul: também chamado Ponto Cardeal Sul, é o ponto em que o círculo
vertical que passa pelo Polo Celeste Sul intercepta o Horizonte. A linha sobre o Horizonte
que liga os pontos cardeais Norte e Sul chama-se linha Norte-Sul, ou meridiana. A linha
Leste-Oeste é obtida traçando-se, sobre o Horizonte, a perpendicular à meridiana.
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SISTEMA HORIZONTAL
de coordenadas
•
O sistema horizontal de
coordenadas é um sistema de
coordenadas celestes que utiliza o
horizonte local do observador
como o plano fundamental •
Ele é expresso em termos de dois
ângulos: a altura (ou elevação) e o
azimute.
•
O azimute é medido a partir do
ponto norte; a altura é o ângulo
acima ou abaixo do plano do
horizonte.
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Eclíptica
Eclíptica: A trajetória aparente do Sol na esfera celeste ao longo de um
ano. O plano que contém essa trajetória é o plano da órbita da Terra.
Ponto Áries e Ponto Libra: São os pontos em que o equador intercepta
a eclíptica. O ponto Áries (também chamado ponto Gama, ou ponto
Vernal), marca o início da primavera boreal´, no equinócio de março; o
ponto Libra (também chamado ponto Ômega), marca o início da
primavera austraal, no equinócio de setembro.
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QUIZ
Relação entre medidas angulares e medidas de tempo:
• Quanto tempo corresponde a 1 segundo de arco?
• A 1 minuto de arco?
• A 1 grau?
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SISTEMA EQUATORIAL DE COORDENADAS
•
O Sistema Equatorial (Universal), tem
como coordenadas a declinação e a
ascensão reta.
•
Ascensão reta ( α) é o ângulo, medido no
plano do equador, com origem no ponto
vernal e extremidade no meridiano do
astro. É medido no sentido horário
quando visto do polo sul (anti-horário
quando visto do polo norte). 0h≤ α ≤
24h ou 0°≤ α ≤ 360°.
•
Declinação
(δ)
(medida
perpendicularmente ao equador, origem
nele) -90° ≤ δ ≤ +90°
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Encontre a constelação em que ficam as estrelas seguintes:
Spica: AR = 13h 25min dec =-11.2 °
Antares: AR=16h 29m dec=−26° 25′
Vega:AR = 18h 38min dec =+38.8 °
“Type a quote here.”
–Johnny Appleseed
QUIZ
Quanto vale:
!
•
•
A declinação do equador ?
A declinação do pólo norte celeste ?
Movimento diurno dos astros
•
•
•
!
O movimento diurno dos astros, de leste para oeste, é um reflexo do
movimento de rotação da Terra, de oeste para o leste.
Ao longo do dia, todos os astros descrevem no céu arcos paralelos ao
Equador.
A orientação desses arcos em relação ao horizonte depende da latitude
do lugar.
Movimento diurno dos astros
1. Nos pólos: Todas as estrelas do mesmo hemisfério do observador permanecem 24 h
acima do horizonte (não têm nascer nem ocaso), e descrevem no céu círculos paralelos ao
horizonte. As estrelas do hemisfério oposto nunca podem ser vistas.
!
2. No equador: Todas as estrelas nascem e se põem, permanecendo 12h acima do
horizonte e 12h abaixo dele. A trajetória das estrelas são arcos perpendiculares ao
horizonte. Todas as estrelas do céu (dos dois hemisférios) podem ser vistas ao longo do
ano.
!
3. Em um lugar de latitude intermediária: Algumas estrelas têm nascer e ocaso, outras
permanecem 24h acima do horizonte, outras permanecem 24h abaixo do horizonte. As
estrelas visíveis descrevem no céu arcos com uma certa inclinação em relação ao
horizonte, a qual depende da latitude do lugar.
QUIZ
Num lugar da Terra cuja latitude é 25ºS, o sol passa no zênite:
A. todos os dias, ao meio-dia
B. todos os dias, mas não exatamente ao meio-dia
C. apenas durante o verão
D. apenas duas vêzes por ano
E. nunca
A faixa de latitudes que inclui apenas as regiões da Terra onde o
Sol passa a pino (no zênite) alguma vez durante o ano é:
A. de 30ºN a 30ºS
B. de 20ºN a 20ºS
C. de 23,5ºN a 23,5ºS
D. de 23,5ºN a 90ºN
E. de 23,5ºS a 90ºS
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ECLIPSES
•
Eclipse significa o desaparecimento temporário de um corpo celeste, causado pelo
posicionamento de um outro corpo celeste entre o primeiro e o observador.
•
Quando um corpo extenso (não pontual) é iluminado por outro corpo extenso
definem-se duas regiões de sombra:
•
umbra: região da sombra que não recebe luz de nenhum
ponto da fonte.
•
penumbra: região da sombra que recebe luz de alguns
pontos da fonte
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ECLIPSE SOLAR
Um eclipse do Sol ocorre quando a Lua, no seu movimento de
translação, passa em frente ao Sol, ocultando-o de forma total ou parcial.
Sol
Lua
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Terra
ECLIPSE LUNAR
Um eclipse do Lua ocorre quando a Terra está entre
o Sol e a Lua ocultando-a de forma total ou parcial.
Sol
•
Terra
Lua
Isto ocorre sempre que o Sol, a Terra e a Lua se encontram próximos ou em perfeito
alinhamento, estando a Terra no meio destes outros dois corpo.
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ECLIPSES E FASES DA LUA
•
Um eclipse solar total só pode ocorrer quando coincidem a fase de Lua nova.
•
Um eclipse lunar só pode ocorrer quando coincidem a fase de Lua cheia.
•
Por que não ha uma eclipse a cada vez que tem a Lua nova/cheia ?
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FREQÜÊNCIA DAS ECLIPSES
O plano da órbita da Lua ao redor da Terra
não é o mesmo que o da órbita da Terra ao redor do Sol
O plano que contem a orbita da revolucao da Lua
ao redor da Terra e’ inclinado de cerca de 5 graus do que a da
ecliptica.
Eclipse acontece somente quando Sol, Terra e Lua sao alinhados
Um ano tem um mínimo de quatro eclipses - dois eclipses solares e dois eclipses lunares. Na maioria
dos anos - como 2015 - tem apenas quatro eclipses, embora você pode ter anos com cinco eclipses
(2013, 2018 e 2019), seis eclipses (2011 e 2020), ou mesmo até sete eclipses (1982 e 2038).
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FREQÜÊNCIA DAS ECLIPSES (2)
O plano da órbita da Lua está inclinado 5,2 ° em relação ao plano da órbita da Terra.
Portanto só ocorrem eclipses quando a Lua está na fase de Lua Cheia ou Nova, e quando o
Sol está sobre a linha dos nodos, que é a linha de intersecção do plano da órbita da Terra em
torno do Sol com o plano da órbita da Lua em torno da Terra.
TRAPPIST-1 e os outros planetas
extra-solares
•
O que é um planeta extra-solar ?
•
Por que é interessante ?
•
O que é a zona habitável ?
•
O que é TRAPPIST-1 ?
A receita da vida
•
água e carbono: A água líquida é fundamental para a vida como a conhecemos: é muito
importante porque é usada como um solvente para muitas reações químicas. Na Terra,
temos a temperatura ideal para manter a água em estado líquido, e um dos principais
motivos é a obliquidade da Terra em relação ao plano da eclíptica a cerca de 23 °, o que
permite mudanças das estações do ano.
•
Solventes não água. Uma forma de vida extraterrestres, no entanto, pode desenvolver e
utilizar um outro solvente que não a água, tal como amoníaco, ácido sulfúrico, formamida,
hidrocarbonetos, o (a temperaturas mais baixas) de azoto líquido.
•
A temperatura e efeito estufa: Um ingrediente chave que afeta o desenvolvimento da vida
em nosso planeta é a temperatura. As principais razões pelas quais a Terra tem sua
temperatura atual são o aquecimento interior, e o efeito estufa.O efeito de estufa retarda o
retorno da luz infravermelha para o espaço.
•
Protegendo a Terra dos raios cósmicos: A vida em nosso planeta pode se desenvolver
porque a atmosfera e os campos magnéticos da Terra nos protege dos partículas de alta
energia e radiação provenientes do espaço. Os raios cósmicos de alta energia não são o
único perigo: também as partículas carregadas provenientes do Sol (vento solar), também
podem ser perigosas para a vida; por exemplo, raios UV podem danificar o ADN e as
proteínas, destruindo as moléculas de ácido fólico. Tal deficiência pode causar (mesmo em
75% dos casos) em recém-nascidos espinha bífida. A camada de ozono (O3) na atmosfera
superior actua como um escudo natural para raios UV, absorvem a maior parte deles.
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Zona habitável
•
Uma região do espaço ao redor de uma estrela onde o nível de
radiação emitida pela mesma permitiria a existência de água líquida
na superfície de um planeta/satélite natural que ali se encontre, sem
que os oceanos fervam por causa da estrela estar perto de mais, e
sem que os oceanos congelem pela estrela estar longe de mais.