PIBID 2 – FÍSICA/UEL                         GILBERTO C. SANZOVO                       UEL/Departamento de Física
ASTROFÍSICA    Partículas Elementares (m ~ 10-27 g)      Superaglomerados de Galáxias (m ~ 1053 g).Ordens de Grandeza  n...
DIMENSÕES     DIMENSÕES    DIMENSÕES   DIMENSÕES   DIMENSÕES DIMENSÕESDIMENSÕES
DISTÂNCIAS      DISTÂNCIAS     DISTÂNCIAS    DISTÂNCIAS   DISTÂNCIAS DISTÂNCIASDISTÂNCIAS
Medidas em termos do tempo em que a radiação leva para alcançar os         nossos telescópios.       Sol  ~ 8 min        ...
ANO-LUZ (AL) E UNIDADE ASTRONÔMICA (UA)O ano-luz (al) é a distância percorrida pela luz (no vácuo) em um ano       1 AL =...
CRATERA VICTORIA (MARTE) [FONTE: OPPORTUNITY/NASA]
(Escala de) DISTÂNCIAS EM ASTRONOMIA • 12.756 km  diâmetro equatorial da Terra  Temos apenas uma        pequena noção do...
Passo 1  Uma pessoa lendo, em um banco de jardim. Imagem mostra uma         extensão de ~ 16 m.
Passo 2  Imagem anterior distanciada (ou aumentada) por um fator 100. Vê-se o         jardim , que faz parte do campus da...
Passo 3  Imagem anterior distanciada (ou aumentada) por um fator 100. Vê-se a cidade         através dessa imagem em infr...
Passo 4  Imagem anterior distanciada (ou aumentada) por um fator 100. Vê-se , nessa         imagem da NASA, a Terra , com...
Passo 5  Imagem anterior distanciada (ou aumentada) por um fator 100; ou seja, estamos  visualizando uma região com 1.600...
Passo 6 Imagem anterior distanciada (ou aumentada) por um fator 100. Nesse diagrama, a Terra,   a Lua (e sua órbita) estã...
Passo 7  Imagem anterior distanciada (ou aumentada) por um fator 100. Nesse  diagrama, vemos todo o Sistema Planetário So...
Passo 8  Imagem anterior distanciada (ou aumentada) por um fator 100. Nesse diagrama, todo o  Sistema Solar aparece no qu...
Passo 9  Imagem anterior distanciada (ou aumentada) por um fator 100. O campo de   visão mostra um diâmetro de cerca de 1...
Passo 10  Imagem anterior distanciada (ou aumentada) por um fator 100. O campo de visão tem um         diâmetro de cerca ...
Passo 11  Imagem anterior distanciada (ou aumentada) por um fator 100. O campo de         visão mostra a Via Láctea, com ...
M31 (Andromedae) – A GIGANTE DO GL (HST/NASA)
Passo 12  Nova expansão com fator 100. Nesse campo de visão, com 17 milhões de  anos-luz, cada ponto representa uma galáx...
Passo 13  Imagem anterior distanciada (ou aumentada) por um fator 100. Nessa    imagem (Superaglomerado de Galáxias), com...
O UNIVERSO CONHECIDO NO LIMITE DE 200-250 MILHÕES DE AL
AGLOMERADO DE GALÁXIAS EM VIRGO
DEFINIÇÕES IMPORTANTES•   Sabemos do movimento de rotação da Terra em torno de seu eixo       (24 h) e da sua revolução em...
Terra  movimento de rotação (de oeste p/ leste)       dia e noite
Terra  movimento de precessão
Terra  movimento de translação  365,25 dias
A Esfera Celeste [ J. Waxman, in “A Workbook for Astronomy”,                       Cambridge, 1984]
MOVIMENTO DOS ASTROS•   Nossa localização na Terra  Londrina [Latitude = 23o S;       Longitude = 51o O (de Greenwich); a...
•   Referência  Equador  todas os objetos nascem e se põem,       ficando 12 h acima do horizonte e 12 horas abaixo dele...
Imagem de longa-exposição mostrando (a) movimento das estrelas circumpolares e       (b) movimento das estrelas com latitu...
Sistema de Coordenadas Geográficas• Longitude (l)  ângulo medido ao longo do equador da Terra,        com origem no merid...
Paralelos & Meridianos
Sistema de Coordenadas Geográficas
POSIÇÕES CARACTERÍSTICAS DO SOL (no Ano)          Sol  4 posições características na Eclíptica:~ 21 de março  Sol cruza ...
~ 21 de setembro  Sol cruza o equador celeste, indo do Hemisfério              Norte para o Hemisfério Sul.        S = ...
A ECLÍPTICAEclíptica. [ J. Waxman, in “A Workbook for Astronomy”, Cambridge, 1984]
SISTEMA EQUATORIAL DE COORDENADASAscensão Reta ()  ângulo medido sobre o equador celeste, com      origem no Ponto Verna...
Sistema Equatorial de Coordenadas                           0 ≤  (h) ≤ 24                         -90 ≤ d (o) ≤ +90
ÂNGULOS E UNIDADESEm Astronomia (Física), há 2 sistemas angulares importantes:  A primeira unidade angular importante é o...
Usando mapas estelares, identificar a estrela e a           constelação associada:Objeto               d       Estrela   ...
Usando mapas estelares, encontrar as coordenadas          (aproximadas) das seguintes estrelas:Objeto       Estrela      C...
FINAL   DA        SEGUNDA AULA           (PRIMEIRA PARTE)
Segunda aula  de Astrofísica (parte 1)
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Segunda aula  de Astrofísica (parte 1)
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  1. 1. PIBID 2 – FÍSICA/UEL GILBERTO C. SANZOVO UEL/Departamento de Física
  2. 2. ASTROFÍSICA Partículas Elementares (m ~ 10-27 g)  Superaglomerados de Galáxias (m ~ 1053 g).Ordens de Grandeza  não usuais  massas, dimensões e distâncias muito diferentes daquelas que estamos acostumados no nosso cotidiano Aula  Conceitos Gerais
  3. 3. DIMENSÕES DIMENSÕES DIMENSÕES DIMENSÕES DIMENSÕES DIMENSÕESDIMENSÕES
  4. 4. DISTÂNCIAS DISTÂNCIAS DISTÂNCIAS DISTÂNCIAS DISTÂNCIAS DISTÂNCIASDISTÂNCIAS
  5. 5. Medidas em termos do tempo em que a radiação leva para alcançar os nossos telescópios. Sol  ~ 8 min Plutão  ~ 5h30min  Centauri (Centaurus)  ~ 4 anos.• Grande Nuvem de Magalhães  ~ 450.000 anos (os fótons de luz iniciaram sua jornada em direção à Terra quando o homem primitivo ainda habitava na Europa).
  6. 6. ANO-LUZ (AL) E UNIDADE ASTRONÔMICA (UA)O ano-luz (al) é a distância percorrida pela luz (no vácuo) em um ano  1 AL = c x 1 ano (s) = 2,9979x10 5 km/s x 3,1557x107 s 1 AL = 9,46x1012 km (9,46 mil bilhões de quilômetros)  Centauri  d ~ 38 mil bilhões de quilômetros 1 UA ~ 150.000.000 km (distância Média Terra-Sol) PARSEC (pc)  distância de um objeto (ou estrela) cuja paralaxe vale 1” 1 pc = 3,26 AL = 3,08x1013 km (30,8 mil bilhões de quilômetros)
  7. 7. CRATERA VICTORIA (MARTE) [FONTE: OPPORTUNITY/NASA]
  8. 8. (Escala de) DISTÂNCIAS EM ASTRONOMIA • 12.756 km  diâmetro equatorial da Terra  Temos apenas uma pequena noção do que representa essa dimensão.• Quão grande é uma estrela? 1.500.000 km de diâmetro ? (essa é a dimensão do Sol, uma estrela anã)  não temos noção do que isso representa pois estamos acostumados apenas com as dimensões que nos cercam.• Compreensão das dimensões astronômicas  escala de distância• Escala dos corpos astronômicos  13 passos (ou imagens), cada qual separados por um fator 100 na escala de distância.
  9. 9. Passo 1  Uma pessoa lendo, em um banco de jardim. Imagem mostra uma extensão de ~ 16 m.
  10. 10. Passo 2  Imagem anterior distanciada (ou aumentada) por um fator 100. Vê-se o jardim , que faz parte do campus da Universidade da Pensilvânia .
  11. 11. Passo 3  Imagem anterior distanciada (ou aumentada) por um fator 100. Vê-se a cidade através dessa imagem em infravermelho da NASA.
  12. 12. Passo 4  Imagem anterior distanciada (ou aumentada) por um fator 100. Vê-se , nessa imagem da NASA, a Terra , com seus 12.756 km de extensão equatorial.
  13. 13. Passo 5  Imagem anterior distanciada (ou aumentada) por um fator 100; ou seja, estamos visualizando uma região com 1.600.000 km de extensão. A Lua, com ¼ da dimensão da Terra, localiza-se em uma órbita de cerca de 384.000 km do nosso planeta.
  14. 14. Passo 6 Imagem anterior distanciada (ou aumentada) por um fator 100. Nesse diagrama, a Terra, a Lua (e sua órbita) estão marcadas pela seta. Vênus possui dimensão parecida com a da Terra; Mercúrio é um pouco menor que a Lua. Cabem 109 Terras no interior do Sol. O diagrama cobre 160.000.000 km (1.6 x 108 km)
  15. 15. Passo 7  Imagem anterior distanciada (ou aumentada) por um fator 100. Nesse diagrama, vemos todo o Sistema Planetário Solar; ou seja, o campo de visão desse diagrama é 1 trilhão de vezes maior que a primeira imagem.
  16. 16. Passo 8  Imagem anterior distanciada (ou aumentada) por um fator 100. Nesse diagrama, todo o Sistema Solar aparece no quadrado apontado no centro dessa imagem. A única estrela próxima é o Sol, a 11.000 UA de distância. As estrelas são separadas, em média, por distâncias com cerca de 10 vezes maiores .
  17. 17. Passo 9  Imagem anterior distanciada (ou aumentada) por um fator 100. O campo de visão mostra um diâmetro de cerca de 1.000.000 UA, onde vemos algumas estrelas próximas ao Sol. Definimos nova unidade de distância: o ano-luz ~ 63.000 UA ou ~ 1013 km. Nessa nova unidade de distância, Próxima Centauri está a 4,2 al de distância ou, em outras palavras, a luz de Próxima Centauri leva 4,2 anos
  18. 18. Passo 10  Imagem anterior distanciada (ou aumentada) por um fator 100. O campo de visão tem um diâmetro de cerca de 1.700 al, mostrando um campo de visada com milhares de estrelas.
  19. 19. Passo 11  Imagem anterior distanciada (ou aumentada) por um fator 100. O campo de visão mostra a Via Láctea, com cerca de 100.000 al de diâmetro e cerca de 100 bilhões de estrelas.
  20. 20. M31 (Andromedae) – A GIGANTE DO GL (HST/NASA)
  21. 21. Passo 12  Nova expansão com fator 100. Nesse campo de visão, com 17 milhões de anos-luz, cada ponto representa uma galáxia do chamado “Grupo Local de Galáxias”.
  22. 22. Passo 13  Imagem anterior distanciada (ou aumentada) por um fator 100. Nessa imagem (Superaglomerado de Galáxias), com diâmetro de cerca de 1.700 milhões de al, cada ponto representa uma galáxia.
  23. 23. O UNIVERSO CONHECIDO NO LIMITE DE 200-250 MILHÕES DE AL
  24. 24. AGLOMERADO DE GALÁXIAS EM VIRGO
  25. 25. DEFINIÇÕES IMPORTANTES• Sabemos do movimento de rotação da Terra em torno de seu eixo (24 h) e da sua revolução em torno do Sol (365,25 d).• Movimento dos objetos no Céu  consideramos a Terra fixa, no centro do Universo e observamos os objetos (estrelas, lua, planetas e cometas) movendo-se em relação a nós.• Objetos  atados a uma esfera negra e gigantesca, centrada na Terra  a Esfera Celeste.• Extensão dos pólos norte e sul da Terra na esfera celeste  Pólo Norte Celeste (PNC) e Pólo Sul Celeste (PSC), respectivamente. Equador Celeste  grande círculo sobre a Esfera Celeste que forma 90o com os pólos celestes.
  26. 26. Terra  movimento de rotação (de oeste p/ leste)  dia e noite
  27. 27. Terra  movimento de precessão
  28. 28. Terra  movimento de translação  365,25 dias
  29. 29. A Esfera Celeste [ J. Waxman, in “A Workbook for Astronomy”, Cambridge, 1984]
  30. 30. MOVIMENTO DOS ASTROS• Nossa localização na Terra  Londrina [Latitude = 23o S; Longitude = 51o O (de Greenwich); altitude = 608 m (nas proximidades da catedral)]. Movimento dos objetos no Céu  nascem a Leste e se põem a Oeste  movimento diurno  reflexo do movimento de rotação da Terra (O  L)• Nossa referência  Pólo Sul  observamos os objetos circumpolares  descrevem uma circunferência completa, no sentido horário, centrada no Pólo Celeste Sul (PCS).• Nova referência agora  Pólo Norte  observamos os objetos circumpolares com movimentos no sentido horário, centrados no Pólo Celeste Norte (PCN).
  31. 31. • Referência  Equador  todas os objetos nascem e se põem, ficando 12 h acima do horizonte e 12 horas abaixo dele•  descrevem arcos perpendiculares ao horizonte  todas os objetos do céu austral e boreal podem ser vistos ao longo do ano. Movimento dos astros em diferentes latitudes [Fonte: Kepler & Saraiva, in “Introdução à Astronomia & Astrofísica, Edusp, 2003]
  32. 32. Imagem de longa-exposição mostrando (a) movimento das estrelas circumpolares e (b) movimento das estrelas com latitudes intermediárias. [Fonte: Ferreira e de Almeida, “ Introdução à Astronomia e às Observações Astronómicas”, Plátano Editora, Lisboa, 2004]
  33. 33. Sistema de Coordenadas Geográficas• Longitude (l)  ângulo medido ao longo do equador da Terra, com origem no meridiano de Greenwich e extremidade no meridiano local. Varia de 0o a 180o para Leste (-) ou oeste (+) de Greenwich. - 180o (Leste) ≤ l ≤ + 180o (Oeste) ou (hora local de Greenwich) - 12 h (Oeste) ≤ l ≤ + 12 h (Leste)• Latitude (f)  ângulo medido ao longo do meridiano local, com origem no equador. Varia entre - 90o (latitudes no Hemisfério Sul) e + 90o , para latitudes no Hemisfério Norte. - 90o (S) ≤ f ≤ + 90o (N)
  34. 34. Paralelos & Meridianos
  35. 35. Sistema de Coordenadas Geográficas
  36. 36. POSIÇÕES CARACTERÍSTICAS DO SOL (no Ano) Sol  4 posições características na Eclíptica:~ 21 de março  Sol cruza o equador celeste, indo do Hemisfério Sul para o Hemisfério Norte.  S = 0h ;  dS = 0o;  Dia e Noite duram 12 h em toda a Terra Pólos  24 h de crepúsculo.  Equinócio de outono no Hemisfério Sul e de Primavera no HN.~ 21 de junho  Sol em máxima declinação norte incidindo sobre o Trópico de Câncer  S = 6h ;  dS = +23,5o (N)  Dia mais curto no HS e mais longo no HN Pólo Sul  Sol sempre abaixo do horizonte; no Pólo Norte, Sol sempre acima do horizonte.  Solstício de inverno (Hemisfério Sul) e de Verão (HN)
  37. 37. ~ 21 de setembro  Sol cruza o equador celeste, indo do Hemisfério Norte para o Hemisfério Sul.  S = 12h ;  dS = 0o;  Dia e Noite duram 12 h em toda a Terra. Pólos  24 h de crepúsculo.  Equinócio de primavera no Hemisfério Sul.  Equinócio de outono no Hemisfério Norte.~ 22 de dezembro  Sol em máxima declinação sul incidindo sobre o Trópico de Capricórnio na Terra.  S = 18h ;  dS = -23,5o (S)  Dia mais longo do ano no HS e mais curto no HN Pólo Sul  Sol sempre acima do horizonte; no Pólo Norte, Sol sempre abaixo do horizonte.  Solstício de verão (Hemisfério Sul)  Solstício de inverno (Hemisfério Norte).
  38. 38. A ECLÍPTICAEclíptica. [ J. Waxman, in “A Workbook for Astronomy”, Cambridge, 1984]
  39. 39. SISTEMA EQUATORIAL DE COORDENADASAscensão Reta ()  ângulo medido sobre o equador celeste, com origem no Ponto Vernal (Ponto g) e término no meridiano do objeto.  varia entre 0 h e 24 h. Ponto Vernal (ou Ponto g)  ponto no Equador Celeste ocupado pelo Sol quando passa do HCS para o HCN (Equinócio de outono no HCS; ~ 22 de março)Declinação (d)  ângulo medido sobre o meridiano do objeto, com origem no Equador Celeste e término no astro. d varia desde -90o até +90o . d é positiva para objetos situados no HCN e negativa para objetos do HCS.
  40. 40. Sistema Equatorial de Coordenadas 0 ≤  (h) ≤ 24 -90 ≤ d (o) ≤ +90
  41. 41. ÂNGULOS E UNIDADESEm Astronomia (Física), há 2 sistemas angulares importantes:  A primeira unidade angular importante é o radiano. Por definição, um círculo contém (2p) rad. Isso significa que 1 radiano contempla 57,3o.Cada grau tem 60´ (minutos de arco), e cada ´(minuto de arco) contempla 60 “ (segundos de arco).  1 rad = 2,063x105 “  A hora (h) é outra importante unidade angular. Por definição, um círculo pode ser dividido em 24 h. Cada hora (h) tem 60min (minutos de tempo), e cada min (minuto de tempo) contempla 60s (segundos de tempo). Ex.: velocidade aparente angular do Sol  360o/24 h = 15o/h IMPORTANTE  1min (1/60 de 1 h) ≠ 1´ (1/60 de grau)
  42. 42. Usando mapas estelares, identificar a estrela e a constelação associada:Objeto  d Estrela Constelação h m O 1 6 43 -17 Sirius Cão Maior 2 22 56 -30 3 7 37 05 4 19 29 28 5 5 14 46 6 18 36 39 7 2 17 -03 8 16 27 -26 9 1 57 89 10 12 52 56 11 5 13 -08 12 5 46 -10 13 20 40 45 14 7 43 28 15 13 22 55 16 5 53 07 17 11 00 57
  43. 43. Usando mapas estelares, encontrar as coordenadas (aproximadas) das seguintes estrelas:Objeto Estrela Constelação  d h m O 1 Aldebaran Touro 2 Algol Perseus 3 Alkaid Ursa Maior 4 Altair Aquila 5 Bellatrix Orion 6 Canopus Carina 7 Castor Gemeos 8 Dubhe Ursa Maior 9 Regulus Leão 10 Spica Virgem
  44. 44. FINAL DA SEGUNDA AULA (PRIMEIRA PARTE)

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