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Introdução à Astronomia Semestre: 2014 2014.1 1 Sergio Scarano Jr 19/05/2014 Comportamento Ondulatório da Luz O Efeito DopplerDoppler-Fizeau para Determinação de Velocidades Para o caso não relativístico: c v t ct Aproximando -vt ct c1 +vt ct Afastando z 0 v c Doppler (previu efeito para qualquer onda) v 1 c 0 v c c1 t v c 0 1 0 v 0 c 0 Fizeau (aplicação Astronômica) Nascimento, vida e morte de estrelas Como estrelas se formam vivem e morrem depende predominantemente da sua massa. Buraco Negro Gás Supernova ou E t l de Estrela d Nêutrons Nê t Anã Branca Anã Marron ou Planeta Como se formam as estrelas? Existindo massas, existe atração gravitacional Nascimento de uma estrela Nebulosa inicial Início das reações de Fusão Nuclear Pressão Térmica Devido à temperatura, temperatura existe a pressão térmica. térmica Ar frio Balão com mecha h apagada d Mecha acesa Pressões atuantes numa estrela Estabilidade de uma estrela associada ao equilíbrio de duas pressões. pressões Partícula Expansão térmica Contração gravitacional A Estrutura e Composição da Estrela Sol Temperatura Superficial 5.770 K Composição (massa) H = 73,0% 73 0% He = 24,5% Outros = 02,5% Camadas do interior do sol Fotosfera Região de convecção Região de irradiação Região de condução 0 0,3 0,7 1,0 R Atmosfera do Sol Condução ç Irradiação Convecção Crromosfera Interior do Sol Região de e transição o 15 M Fotosferra Temperattura [K] Temperatura nas camadas do Sol Coroa K E F Centrro Superffície 2M 25.000 4.200 R/Rsol 0 03 0,3 07 0,7 10 1,0 2.000 km 700.000 km 500 km 10.000 km Densidade nas camadas do Sol 3 2 Interior do Sol 1 (á (água) )0 -1 -2 (ar) -3 Condução Convecção -4 4 Irradiação -5 -6 -7 -8 8 -9 -10 -11 -12 12 -13 -14 -15 -16 16 Região de transição Cro omosfera Fotosfera a Atmosfera do Sol Coroa K E F Superfíície Centro o Dens sidade 10Y [g/cm3] Densidade do ar nas CNPT = 0,001293 0 001293 g/cm3 R/Rsol 0 03 0,3 07 0,7 10 1,0 2.000 km 700.000 km 500 km 10.000 km Limbo escuro Maior espessura óptica Maior perda de luz Região g menos brilhante Interior do Sol Visão do Sol Fotosfera Menor espessura óptica Menor perda de luz Região mais brilhante Frio o Convecção Conve cção,, Grânulos, Grânulos, Erupção Solar e Manchas Solares Fotosfera Campo magnético muito intenso Região de convecção Região de irradiação ç Região de condução Estrutura Alveolar do Sol Regiões Claras – Subida de gás quente Regiões Escuras – Descida de gás frio Diâmetro típico de um alvéolo: 1000 km Vida de um alvéolo: 5 a 10 minutos n= Contínuo Linhas da Cromosfera n=6 n=5 n 5 n=4 n=3 n=2 L L L L H H H H P P P P (B l (Balmer) ) H do Ca II (3968 Ä) K do Ca II (3933 Ä) H II He B B Paschen Fe II B Balmer Si II B C II Cr Brackett n=1 F F Lyman Transição ressonante Núcleo Aparecem as linhas: H do Hidrogênio Estado fundamental Pfund F F Nível limite externo Seqüência de uma Erupção Solar Grande erupção solar atingindo uma altura de 28 raios terrestres Manchas solares Ciclo solar de 11 anos Mínima atividade Núm mero de mancha as Máxima atividade 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 Máximo Máximo Mínimo 0 11 Mínimo 22 33 44 55 66 77 88 anos Deslocamento das manchas 0 4 7 10 11 anos Latitude solar 450 30 15 00 Equador -15 -30 -450 0 11 22 33 44 55 66 77 88 anos Ciclo de 11 anos da atividade solar Atividade Solar Interação do Vento Solar com a Terra Partícula alfa Próton Nêutron Elétron Aurora boreal ++ (dias) n0 L Luz (horas) p+ (horas) 08m15s e(horas) Interação entre carga e campo magnético B q Campo magnético terrestre Aurora austral Aurora polar Vento Solar Cauda ionizada (assoprada pelo vento solar) Cometa Cauda de poeira Terra Sol Órbita de Plutão v = 500 a 700 km/s 3a4 e-/cm3 T = 100.000 a 200.000 K Vento solar Vento solar Plutão Rotação Diferencial do Sol 37 dias Equador Eixo de Ei d rotação Evolução dos Campos Magnéticos no Sol “Pilares da Criação” – A Nebulosa da Águia A Via Láctea Via Láctea = Galáxia, Galáxia do grego galaktos = leite A Via Láctea Via Láctea = Galáxia, Galáxia do grego galaktos = leite Aspecto leitoso para os gregos; Rio Prateado orientais; os No Velho Testamento aparece menção da idéia babilônica e egípcia de que haveria água atrás da abóboda celeste. Tintoretto 1575 Galileu e a Via Láctea Muitas M it nebulosidades b l id d eram grandes d conjuntos j t d estrelas de t l não ã podiam di ser separadas a olho nu (Galileu - Siderius Nuncius, 1610). Mas não todas. Jailton César astrofotografiasergipe.blogspot.com.br M42 = N Nebulosa b l d de Orion Oi J ilt Jailton Cé César astrofotografiasergipe.blogspot.com.br Conhecendo a Luminosidade das Estrelas Para se conhecer as propriedades comuns entre as estrelas deve deve-se se conhecer as distâncias. F* L* F* 4D*2 Herschel:: Primeiras Contribuições para Entender a Herschel Galáxia Sistematizou as observações da Via Láctea contabilizando estrelas William Herschel 1738 —1822 Herschel (1785) Perdurou até1920 com o modelo de Kaptein Catálogos = Coleções • 1752 - Abade Nicolas-Louis de Lacaille (42 objetos nebulosos); • 1781 - Charles Messier (103 ( objetos nebulosos); • 1802 - Sir William Herschel (>2500 objetos nebulosos); • 1864 - Sir John Herschel (5079 objetos); • 1888 – 1808 - John Dreyer (NGCs e ICs) M51 M101 Outras Nebulosidades Observadas no Céu Conforme avançavam as observações, se detectavam nebulosidades em que se distinguiam estrelas e outras não. O talento consiste em saber avaliar a semelhança lh das d coisas i que dif diferem entre sii e M31- Jailton Cesar aM45 diferença entre coisas iguais. - Jailton Cesar astrofotografiasergipe.blogspot.com.br astrofotografiasergipe.blogspot.com.br Anne Louise Germaine de Staël NGC0253- Jailton NGC0253 J ilt Cesar C astrofotografiasergipe.blogspot.com.br “Case” de um astrônomo amador…. Centaurus C A Centauri A Necessidade de Catálogos e Classificações Plêiades (Aglomerado Aberto) Cometa Machholz Nebulosidade N b l id d Associada às Plêiades Exemplos de Objetos Ligados Gravitacionalmente Objetos gravitacionalmente ligados são muito comuns. comuns Aglomerados devem compartilhar a mesma história (mesma origem) Exemplo de Aglomerado Globular Aglomerados de forma esférica esférica, muito rico em estrelas avermelhadas e velhas, podendo ter de milhares a milhões de objetos fisicamente ligados pela gravitação. Exemplos: M12, M13,, M14,, M15,, M38,, NGC 5139 (Omega Centauri). Exemplo de Aglomerado Aberto Aglomerados aberto ou galáctico é um grupo de de dezenas a centenas de estrelas ligadas gravitacionalmente, geralmente composto por azuis e jovens comumente envoltos por um gás tênue. Se encontram p predominantemente no plano galáctico. Alguns exemplos: M7, M11, Hyades, Pleiades, NGC4755 (Caixinha de Joias) Pleiades Características Comuns de um Objeto e Distâncias Analogia de como reconhecer características comuns entre objetos e utilizautiliza las em função da distância Faço o mesmo procedimento com diversas vacas a que eu tenho acesso (próximas) h1 h2 h3 h5 h4 h0 id d i ... considero desvios h = média (h0, h1, h2, h3, ..., hn) h = desvios (h0, h1, h2, h3, ..., hn) Isolando distância: h D= tan () Conhecendo uma vaca de próximo D h Efeito na Medida dos Diâmetros de Aglomerados Abertos • Robert Trumpler (1930) : Diistância pe elo Diâmetrro Angularr Distância por tamanho angular. deveria ser igual à distância pela fotometria Trumpler, Publications of the Astronomical Society of the Pacific, 42, 214 (1930) Distância obtida pela fotometria maior do que a distância por tamanho angular l objetos bj t mais i distantes eram maiores Distância pela Fotometria Avermelhamento Devido à Atmosfera Terrestre A turbulência da atmosfera causa o seeing e a interação com a atmosfera muda o fluxo ao longo do espectro dependendo da massa de ar. mdentro m fora Fdentro 2,5 log F fora mfora Fdentro F fora 10 m 2 ,5 mfora m k( ) X ( h ) X X Define-se a Lei de Bouguer’s: h mdentro h mdentro d t -k().X(h) 2.5 .10 F(h,) = Ffora Absorção Interestelar A “atmosfera interestelar ” também produz um efeito semelhante: Absorção Interestelar em Termos Matemáticos Sem meio interestelar: D m M 5 log 10 m M 5 log( D ) 5 Com meio interestelar: m M 5 log( D ) 5 A Absorção Interestelar (depende das bandas observadas)
