Ventos Estelares

Ventos Estelares
Wagner L. F. Marcolino (Prof. Adjunto – OV/UFRJ)
movimento do ar/gás/fluido
Hidrodinâmica
Definição de vento estelar:
perda contínua* das partes mais externas de uma estrela
ou
matéria (gás/atmosfera) da própria estrela que se perde
continuamente* para o espaço
*Observação: perda súbita de muita massa = erupção
FATO: praticamente todas as estrelas possuem um vento !
afirmação séria – com muitas consequências!
as estrelas então “evaporam” ?
objetivo da apresentação: mudar a visão sobre estrelas
A estrela mais próxima: o Sol (tipo espectral G2V)
Existe o vento do Sol ?
Crédito: NASA
Pôr do Sol
O vento solar existe!
Íons - vento
poeira -luz
Ludwig Biermann
(1907-1986)
Eugene Parker (87 anos)
Artigo rejeitado em 1958 no Astrophysical Journal por 2 revisores, porém salvo por Chandrasekhar (Nobel em 1983)
Cometas – evidência para o vento solar (cauda azul)
Cometa Encke pela sonda STEREO em 20/4/2007
Variações bruscas no vento solar
Satélites
SOHO/SDO/STEREO
(Obrigatório: procurar no google!)
SOHO
Variações bruscas no vento solar
Variações bruscas no vento solar:
interação com campo magnética da Terra e colisão !
Auroras – outra evidência para o vento solar
Aurora vista da Terra.
(Noruega, Janeiro 2014 – Crédito: Harald Albrigtsen)
Auroras – outra evidência para o vento solar
Aurora vista da Terra: diferentes cores = diferentes altitudes
(Noruega. Crédito: Frank Olsen)
Auroras – outra evidência para o vento solar
Austrália
Pólo Sul
Aurora vista do espaço: Crédito: NASA
Auroras – outra evidência para o vento solar
Aurora em outros planetas do Sistema Solar: Júpiter
(Crédito: NASA/John T. Clarke)
Auroras – outra evidência para o vento solar
aurora!
Aurora em outros planetas do Sistema Solar: Saturno
(Crédito: NASA/John T. Clarke)
Conclusões sobre o vento de nossa estrela (Sol):
1) Ele existe
2) É monitorado diariamente
3) Tem grande influência na Terra e redondezas
E o vento das outras estrelas ?
Sol
principais tipos encontrados no Universo
(O B A F G K M)
E o vento das outras estrelas ?
abundantes
ventos fracos
muito raras
ventos intensos
Ventos Estelares
O Vento Solar é bastante fraco comparado com o vento de certas estrelas:
- estrelas do tipo O e B (várias na região de Órion)
- estrelas Wolf-Rayet
- estrelas LBVs (Eta Carinae)
- supergigantes vermelhas
- gigantes vermelhas
- etc. etc.
estrela WR 124
Ventos Estelares – parâmetros básicos:
Velocidade:
Sol: aprox. 300-500 km/s
Wolf-Rayet: até 4000 km/s
Observação: vento não é visto nas imagens,
somente seu efeito cumulativo. Por outro lado, o
espectro da estrela pode ser formado todo no vento!
Ventos Estelares – parâmetros básicos:
Lembrando a definição de vento:
“perda contínua das partes mais externas de uma estrela”
Tempo
Estrelas emagrecem !
.
Perda de Massa: M
LBV, Wolf-Rayets: ventos cerca de 1 - 10 bilhões de vezes mais intenso que o Sol
vento
erupção de 1843
Eta Carina: uma estrela LBV
Ventos Estelares – resumo até aqui:
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Praticamente todas as estrelas possuem vento
Ventos Estelares – resumo até aqui:
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Praticamente todas as estrelas possuem vento
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Estrelas do tipo Solar: ventos relativamente fracos
Ventos Estelares – resumo até aqui:
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Praticamente todas as estrelas possuem vento
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Estrelas do tipo Solar: ventos relativamente fracos
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Estrelas massivas: ventos bastante intensos
Ventos Estelares – resumo até aqui:
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Praticamente todas as estrelas possuem vento
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Estrelas do tipo Solar: ventos relativamente fracos
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Estrelas massivas: ventos bastante intensos
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Parâmetros principais: velocidade e perda de massa
Ventos Estelares – resumo até aqui:
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Praticamente todas as estrelas possuem vento
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Estrelas do tipo Solar: ventos relativamente fracos
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Estrelas massivas: ventos bastante intensos
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Parâmetros principais: velocidade e perda de massa
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Evolução de estrelas massivas: depende do vento
Ventos Estelares – resumo até aqui:
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Praticamente todas as estrelas possuem vento
●
Estrelas do tipo Solar: ventos relativamente fracos
●
Estrelas massivas: ventos bastante intensos
●
Parâmetros principais: velocidade e perda de massa
●
Evolução de estrelas massivas: depende do vento
atenção
“Resolver as equações que descrevem a estrutura e evolução
das estrelas sem considerar os ventos estelares não explica a
existência de vários fenômenos observados e nem mesmo a
existência de certos tipos de estrelas !”
Ventos Estelares – estrelas massivas:
física e consequências
Ventos Estelares – efeitos
He
,C
,O
,N
e ,e
tc.
1
2
K = MV
2
Choque do vento
com gás vizinho
estrela massiva
Bubble Nebula (crédito: HUBBLE/NASA)
Deposita energia mecânica e elementos químicos no meio-interestelar
(energia do vento ao longo da vida de uma massiva = energia supernova!)
Ventos Estelares - importância
●
●
Fato observado na Natureza: Fração (estrelas binárias/múltiplas) > 50%
Mencionamos:
“a maioria possui um vento !”
“ventos de centenas, milhares de km/s”
“energia mecânica”
●
Esperamos então colisão de ventos e variabilidade devido à dinâmica
i
órb
ve
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o
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o
co
li
sã
o/r
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s
-X
ta
Colisão de ventos: emissão intensa de raios-X devido ao choque de milhares de km/s!
Tuthill et al. 1999 (Nature): sistema WR104
Estrela OB + Wolf-Rayet
Como sistema vai evoluir ?
Explosão de Supernova/”Runaway stars” ?
P=220d
Ventos Estelares – a luz observada...
Estrelas massivas normais:
espectro com H e He
Ventos Estelares – origem de estrelas W-R
Estrelas massivas normais:
espectro com H e He
Estrelas com VENTOS INTENSOS: “luz observada é diferente”
Estrelas Supermassivas (100 < M /M
*
estrela M
(0.5 Msol)
Sol
(1Msol)
estrela O
(30 Msol)
sol
< 500)
R136a
(265 Msol)
(320 Msol quando nasceu)
Estrelas supermassivas ≠ Maiores estrelas do Universo
Estrelas supermassivas = super-luminosas = ventos intensos
Estrelas supermassivas podem perder até 90% de sua massa via ventos !
(Yousof et al. 2013; Crowther et al. 2010)
Origem dos Ventos Estelares ?
Origem dos Ventos Estelares:
Atmosferas em equilíbrio: balanço de forças
gravidade
“pressão” do gás
Isaac Newton/Mecânica: força resultante zero = corpo em repouso
Origem dos Ventos Estelares:
Atmosferas em expansão = ventos
gravidade
“pressão” do gás +
outras forças
Exemplo outras forças: pressão de radiação, centrífuga, etc.
Conclusões
Praticamente todas as estrelas possuem vento
Estrelas massivas: ventos bastante intensos
Ventos têm enorme influência no meio circundante
Podem alterar signicativamente a estrutura e evolução estelar