Nota: Mapa que retrata o momento de origem do universo. As manchas vermelhas
indicam regiões mais 'quentes', e as azuis, a...
Defensores do geocentrismo: Aristóteles(384-322 a.C.) e Cláudio Ptolomeu (90 d.C. – 168 d.C.)
Principais defensores do heliocentrismo: Nicolau Copérnico (1473 – 1543), Johannes Kepler (1571 – 1630),
Galileu Galilei (...
Radiotelescópio Dasi, localizado no Pólo Sul, com o qual foi medida
a polarização da radiação cósmica de fundo (foto: Erik...
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Imagens obtidas pelo telescópio espacial Hubble, das gáláxias mais antigas
formadas cerca de 400 a 700 milhões de anos apó...
Lei da Gravitação Universal de Newton
“Dois corpos atraem-se gravitacionalmente com forças de
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acelerará à uma taxa de 9,8066...
Massa 2 x 1030
kg
Raio 700 000 km
Densidade média
central
1409 kg/m3
160 000 kg/m3
Luminosidade 3.9 x 1033 erg/s
Temperatu...
• Fotosfera: superfície até
300 km, T=5800 K,
manchas solares
• Cromosfera: 10,000 km
acima da superfície,
T=15,000 K, cor...
• Observada a olho nu
durante eclipses sola-res
• Bastante difusa (baixa
densidade)
• Inomogênea
• T=2 a 4 milhões K
• Cromosfera
(Ha)
• Fotosfera
(luz branca)
• Baixa coroa
(17 GHz)
• Cromosfera
(ultra-violeta)
•Baixa coroa
(UV extremo)
• Coroa (raio-X)
• Formação: 10 milhões de
anos
– nuvem molecular em
forma de disco
– o proto-sol no centro e
proto-planetas ao redor
forma...
• Nebulosa planetária:
– 1/3 da massa é ejetada
– camadas internas são expostas
• Nebulosa da Hélice
• núcleo da nebulosa
planetária (carbono)
• raio igual ao da Terra
• T = 10,000 K até
esfriar completamente
(trilhões de a...
mancha solar
• Ciclo de atividade:
– percebeu-se que o
número de manchas
solares era cíclico
– duração de 11 anos
– medidas desde 1600
...
Próximo máximo de atividade solar
por volta de 2000-2001
1991
1996
• Montagem de imagens tomadas a
cada 6 meses durante 6 anos.
• Campo tradicional de dipolo
• Rotação diferencial: 28 (equador) e 31 dias (pólos)
• Campo responsável pelas regiões ativ...
• Devido ao campo
magnético
• Duração de 11 anos
• Manifestações:
– Manchas solares
– Explosões solares
– Ejeções de massa...
• Manchas escuras nas
imagens do sol em luz
visível
• mais frias do que a
superfície ao redor
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• Súbita liberação de grandes
quantidades de energia
(segundos a minutos)
• aquece o plasma local
• acelera partículas a a...
• Clique na figura
para ver a animação
da explosão.
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• matéria (elétrons,
prótons e íons) é
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• Quando a radiação e
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Buraco negro supermassivo é uma classe de
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A detecção é feita através do estudo do movimento
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Correlação entre a massa do B NS (eixo vertical) e do bojo (eixo horizontal):
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BNS no seu centro tem um milhão de massas solares.
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Big Bang, Gravidade, Teoria da relatividade, Propriedades do sol e Buracos Negros!

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  1. 1. Nota: Mapa que retrata o momento de origem do universo. As manchas vermelhas indicam regiões mais 'quentes', e as azuis, as mais 'frias'. A forma oval reflete uma projeção bidimensional similar à usada para representar o globo terrestre.
  2. 2. Defensores do geocentrismo: Aristóteles(384-322 a.C.) e Cláudio Ptolomeu (90 d.C. – 168 d.C.)
  3. 3. Principais defensores do heliocentrismo: Nicolau Copérnico (1473 – 1543), Johannes Kepler (1571 – 1630), Galileu Galilei (1564 – 1642) e Sir Isaac Newton (1643 – 1727)
  4. 4. Radiotelescópio Dasi, localizado no Pólo Sul, com o qual foi medida a polarização da radiação cósmica de fundo (foto: Erik Leitch)
  5. 5. A sonda Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) foi lançada em 2001 e está a 1,6 milhão de quilômetros da Terra (imagens: Nasa/equipe da WMAP)
  6. 6. Imagens obtidas pelo telescópio espacial Hubble, das gáláxias mais antigas formadas cerca de 400 a 700 milhões de anos após o Big Bang usando HUDF (Hubble Ultra Deep View)
  7. 7. Lei da Gravitação Universal de Newton “Dois corpos atraem-se gravitacionalmente com forças de intensidades diretamente proporcional ao produto de suas massas e inversamente proporcional ao quadrado da distância que separa seus centros de gravidade.” 2 21. . d mm GF  2 2 11 . 10.67,6 kg mN G   Onde G é a constante de gravitação universal :
  8. 8. Obs: Um corpo em queda livre em direção à superfície da Terra apenas sob ação da gravidade, acelerará à uma taxa de 9,80665 m/s (32,174 pés/s) por cada segundo que o corpo esta caindo
  9. 9. Massa 2 x 1030 kg Raio 700 000 km Densidade média central 1409 kg/m3 160 000 kg/m3 Luminosidade 3.9 x 1033 erg/s Temperatura superfície central 5785 K 1.5 x 107 K Composição química: Hidrogênio Hélio Oxigênio Carbono Nitrogênio 92,1 % 7,8 % 0,061 % 0,039 % 0,0084 % Período rotacional equador pólos 25 dias 31 dias
  10. 10. • Fotosfera: superfície até 300 km, T=5800 K, manchas solares • Cromosfera: 10,000 km acima da superfície, T=15,000 K, cor aver- melhada em eclipses • Coroa: até 2 raios solares, T=2-4 milhões K, vento solar
  11. 11. • Observada a olho nu durante eclipses sola-res • Bastante difusa (baixa densidade) • Inomogênea • T=2 a 4 milhões K
  12. 12. • Cromosfera (Ha) • Fotosfera (luz branca) • Baixa coroa (17 GHz)
  13. 13. • Cromosfera (ultra-violeta) •Baixa coroa (UV extremo) • Coroa (raio-X)
  14. 14. • Formação: 10 milhões de anos – nuvem molecular em forma de disco – o proto-sol no centro e proto-planetas ao redor formaram-se simulta- neamente – quando temperatura no centro alta suficiente  nasce uma estrela • Clique na figura acima para ver a animação da formação do sistema solar
  15. 15. • Nebulosa planetária: – 1/3 da massa é ejetada – camadas internas são expostas • Nebulosa da Hélice
  16. 16. • núcleo da nebulosa planetária (carbono) • raio igual ao da Terra • T = 10,000 K até esfriar completamente (trilhões de anos)
  17. 17. mancha solar
  18. 18. • Ciclo de atividade: – percebeu-se que o número de manchas solares era cíclico – duração de 11 anos – medidas desde 1600 – atualmente estamos em um máximo
  19. 19. Próximo máximo de atividade solar por volta de 2000-2001
  20. 20. 1991 1996 • Montagem de imagens tomadas a cada 6 meses durante 6 anos.
  21. 21. • Campo tradicional de dipolo • Rotação diferencial: 28 (equador) e 31 dias (pólos) • Campo responsável pelas regiões ativas • B inverte de polaridade a cada 22 anos (ciclo de Babcock)
  22. 22. • Devido ao campo magnético • Duração de 11 anos • Manifestações: – Manchas solares – Explosões solares – Ejeções de massas coronais
  23. 23. • Manchas escuras nas imagens do sol em luz visível • mais frias do que a superfície ao redor • regiões de altas concentrações de campo magnético
  24. 24. • Súbita liberação de grandes quantidades de energia (segundos a minutos) • aquece o plasma local • acelera partículas a al-tas energias e produz grande quantidade de radiação e partículas • fonte de energia  campo magnético• Clique na figura acima para ver a animação da explosão.
  25. 25. • Clique na figura para ver a animação da explosão.
  26. 26. • Associadas às proe- minências solares • matéria (elétrons, prótons e íons) é arremessada para o meio interplanetário • pode atingir a Terra
  27. 27. • Quando a radiação e partículas produzidas pela atividade solar alcançam a Terra, estas podem causar: – doses letais de ra- diação X para as- tronautas – alteração nas ór-bitas de satélites
  28. 28. – alterações na ionosfera afetam as comunica-ções de longa distância – picos de correntes nas linhas de alta tensão – comportamento errático de instrumentos de na- vegação – alterações na camada de ozônio – auroras
  29. 29. • Partículas acelera-das do sol entram na atmosfera solar pelos pólos • Interagem com os átomos da alta at- mosfera causando emissão colorida
  30. 30. Acredita-se ser muito menores do núcleo de um átomo. A força gravitacional é muito forte próximo a um buraco negro Isso se deve ao fato de que toda a matéria que o buraco negro está concentrada em um único ponto no seu centro. É chamado de singularidade pelos físicos
  31. 31. A superfície de um buraco negro é conhecida como o horizonte de eventos Esta superfície não pode ser vista nem tocada Nela, a força da gravidade torna-se infinitamente forte e o qualquer objeto sobre ela precipita-se para dentro do buraco à velocidade da luz.
  32. 32. O tamanho de um buraco negro é dado pelo raio do horizonte de eventos do mesmo. O raio de um buraco negro (em km) número de massas solares que constitui o material do buraco negro = 3x Se pudéssemos porventura comprimir o Sol até que ele fique como um raio de 2,5 km, o ‘Sol super comprimido’ iria tornar-se um buraco negro. Da mesma forma a Terra comprimida até ter um raio de 0,9 cm se transformaria em um buraco negro. Uma montanha de grande porte ultra comprimida formaria um buraco negro nanico de 1 nanômetro (10-9 m).
  33. 33. Buraco negro supermassivo é uma classe de buracos negros que se acredita encontrar principalmente no centro das galáxias. Ao contrário dos buracos negros estelares que são originados a partir da evolução de estrelas massivas, os buracos negros supermassivos foram formados por imensas nuvens de gás ou por aglomerados de milhões de estrelas que colapsaram sobre a sua própria gravidade quando o universo ainda era bem mais jovem e denso. Eles possuem uma massa de milhões ou até bilhões de vezes maiores que a massa do Sol.
  34. 34. No início da história do Universo, antes das galáxias se formarem, já existiam pequenos buracos negros que atraía o gás primordial de seu entorno, fazendo-o colapsar para dentro do buraco negro. Estas nuvens que alimentam o buraco negro fazendo-o crescer, ao mesmo tempo inicia a formação de estrelas que formarão a galáxia. A massa do buraco negro fica proporcional a matéria acrecentada, assim como a massa da galáxia, o que leva com que as duas, a massa do buraco negro central, e a da galáxia sejam proporcionais. Colapso primordial de uma protuberância A nuvem de hidrogênio Primordial cai em torno de pequena semente buraco negro A queda do gás alimenta o buraco com mais massa e a formação de estrelas Galáxia elíptica gigante produzida através do colapso. O buraco negro para de crescer.
  35. 35. Um buraco negro massivo, no centro de uma galáxia elíptica, pode se formar a partir da colisão de duas galáxias espirais que tinham buracos negros menores em seu centro. Na colisão os seus bojos se misturam, e os buracos negros se "fundem" num só maior. A fusão das duas galáxias dá origem a uma galáxia elíptica gigante, cujo buraco negro central é agora maior do que os das duas galáxias espirais e de novo proporcional à massa da galáxia elíptica. Colisão de Galáxias Duas galáxias em espiral, com buraco negro central, “caem” uma sobre a outra As galáxias colidem, e os buracos negros de seus núcleos começam a se fundir A fusão produz um Galaxia elíptica gigante com um buraco negro central de massa proporcional a dela.
  36. 36. O buraco negro central em uma galáxia também pode crescer junto com o bojo ao longo da vida da galáxia. A massa para alimentar o buraco negro e para fazer o bojo crescer pode vir das partes externas de uma galáxia espiral. Dinâmicamente isto pode acontecer através de uma barra, que transfere matéria das partes externas à região central de uma galáxia Pseudo Bojo Forma pura de galáxia em disco com no máximo uma semente de buraco negro O disco de gás cai no centro da galáxia e cresce um pseudo bojo que se assemelha a uma protuberância primordial, mas na verdade é parte do disco Como o pseudo bojo aumenta, um buraco negro é criado e sua massa aumenta com a da pseudo bojo
  37. 37. A detecção é feita através do estudo do movimento orbital das estrelas em torno do Buracos Negros Supermassivos (BNS). Os astrônomos verificaram que a velocidade das estrelas não para de crescer à medida que nos aproximamos do centro da galáxia e modelos dinâmicos demonstram a necessidade de duas componentes para compor o campo gravitacional observado: uma componente estelar que chamamos bojo mais uma componente compacta que seria o BNS. Assim como o movimento dos planetas permite o cálculo da massa do Sol, podemos determinar a massa existente no núcleo das galáxias a partir da velocidade orbital das estrelas desde que as possamos observar bem próximas ao núcleo.
  38. 38. A figura acima mostra, no painel esquerdo, a relação entre a massa do buraco negro central (eixo vertical) e a luminosidade do bojo em unidades de luminosidades solares (eixo horizontal). No painel direito, os autores mostram que a relação é muito melhor definida quando eles usam a dispersão de velocidades do bojo no eixo horizontal. Como esta última é facilmente obtida para as galáxias, pode ser usada para determinar a massa do buraco negro central. Tudo indica que a formação do buraco Negro central está vinculada à formação do bojo, de forma que bojos mais massivos têm no seu centro BNS mais massivos. Uma extrapolação deste resultado é que todas as galáxias que têm bojo têm um BNS no seu centro, cuja massa pode ser determinada pela relação de proporcionalidade entre os dois. Esta relação, extraída do trabalho de Gebhardt et al. (2000) é ilustrada na figura abaixo.
  39. 39. Correlação entre a massa do B NS (eixo vertical) e do bojo (eixo horizontal):
  40. 40. O caso da NGC1097 corresponde ao ponto médio da reta acima, já que o BNS no seu centro tem um milhão de massas solares.
  41. 41. O buraco negro mais massivo descoberto até agora situa-se no coração da relativamente perto galáxia gigante M87. Um novo modelo mostra que o buraco negro supermassivo tem duas a três vezes mais massa do que se pensava, umas gigantescas 6,4 mil milhões de vezes a massa do Sol. A nova medição sugere que outros buracos negros em grandes galáxias vizinhas possam também ser muito mais pesados que as medições atuais sugerem, e pode ajudar os astrônomos a resolver um quebra-cabeça acerca do desenvolvimento galáctico.

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