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Astronomia: Conceitos Básicos
Par de galáxias ARP 87, distantes a mais de 300 milhões
de anos-luz da Terra. Foto: Hubble (Fevereiro/2007). Foto
retirada do site Apolo11.com
O que é astronomia?
Astronomia é a ciência que estuda fenômenos que
ocorrem fora da Terra.
Ela descreve planetas, estrelas, cometas, asteróides,
etc.
É distinta da astrologia, o estudo místico da influência
dos astros na vida humana.
Representação da eclíptica, a trajetória aparente do Sol
vista do referencial da Terra. As constelações na eclíptica
representam os signos do zodíaco.
O que é astronomia?
Desde a Antiguidade é possível observar diferentes
objetos no céu. O conhecimento astronômico auxiliava
em atividades como agricultura e navegação.
A Astronomia é uma das ciências mais antigas da
humanidade, onde diferentes visões surgiram no
decorrer da história.
Modelo antigo da abóbada celeste.
Imagem: blog Centro de Pesquisas da
Antiguidade
Corpos Celestes
Os objetos celestes mais visíveis são o Sol e a Lua.
Em muitas culturas a Lua é associada ao
feminino e o Sol ao masculino.
Sol
O Sol é uma estrela (corpo celeste com luz própria) no
centro do Sistema Solar. É essencial para manter o
calor e a luz na Terra.
Libera calor e energia por fusão nuclear de hidrogênio
e hélio.
Sol
Propriedades do Sol
Possui cerca de 109 vezes o tamanho da Terra.
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pode chegar até 5 x 106
K.
A gravidade em suas proximidades é cerca de 28
vezes maior que a da Terra.
A luz do Sol demora cerca de oito minutos para chegar
na Terra.
Lua
A Lua é o satélite natural da Terra.
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Lua
Propriedades da Lua
Possui cerca de 3474,8 km de diâmetro equatorial.
Sua gravidade é cerca de 0,16g.
Possui cerca de 1/16 da massa da Terra.
Orbita a Terra por volta de 27 ou 28 dias (contamos os
meses com base na Lua).
Lua
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Como a Lua não tem luz própria (só reflete a luz do
Sol), nem sempre a vemos inteira.
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Sistema Solar
É o conjunto dos planetas que orbitam em torno do Sol.
Os planetas do Sistema Solar são:
Mercúrio
Vênus
Terra
Marte
Júpiter
Saturno
Urano
Netuno
(Plutão não é mais considerado planeta).
Mercúrio
O planeta mais próximo do Sol.
Possui um diâmetro de
aproximadamente 4879,4 km.
Possui uma gravidade de
aproximadamente 2,78 m/s2
Não possui uma atmosfera relevante.
Não possui satélites naturais.
Apresenta temperaturas muito quentes (427 o
C), mas
também frias (- 173 o
C).
Vênus
Possui massa e tamanho próximos aos
da Terra.
Possui uma gravidade de
aproximadamente 8,87 m/s2
Possui atmosfera densa e um forte
efeito estufa.
Não possui satélites naturais e orbita o Sol no sentido
oposto ao dos outros planetas.
Possui uma temperatura média de aproximadamente
735 K.
Marte
Possui diâmetro de aproximadamente
6792,4 km.
Possui uma gravidade de
aproximadamente 3,71 m/s2
Aparência avermelhada por conter
óxido de ferro em sua superfície.
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Marte. Existência de água e gelo já foi comprovada.
Possui uma temperatura média de aproximadamente –
63 o
C e dois satélites naturais (Deimos e Fobos).
Júpiter
O maior planeta do Sistema Solar
(cerca de 142194 km de diâmetro)
Primeiro planeta gasoso (ou joviano)
por não conter superfície sólida, assim
como Saturno, Urano e Netuno.
Tem cerca de 1000 vezes o volume da
Terra, cerca de 300 vezes a sua massa e cerca de 2,5
vezes a sua gravidade.
Possui 67 satélites naturais.
Saturno
Segundo maior planeta do Sistema Solar
(cerca de 120536 km de diâmetro)
Sua gravidade é quase igual à da Terra
(cerca de 10,44 m/s2
)
Possui uma densidade de 0,67 g/cm3
(Saturno poderia
flutuar na água!)
Possui vários aneis feitos de partículas de gelo
Possui 62 satélites naturais.
Urano
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Gravidade cerca de 8,69 m/s2
.
Frio (cerca de -220 o
C de temperatura
média) por estar longe do Sol.
Possui alguns aneis (não tão notáveis quanto os de
Saturno)
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Possui 27 satélites naturais.
Netuno
Diâmetro de 49258 km.
Gravidade cerca de 11,15 m/s2
.
Cerca de -201 o
C de temperatura
Média).
Parte de sua coloração azul se deve às camadas de
metano em sua atmosfera.
Possui 14 satélites naturais.
Plutão
Não é mais planeta, mas vale a pena comentar sobre
ele...
É um planeta-anão. Não é mais considerado
planeta não apenas por ser pequeno demais
mas também por compartilhar sua órbita
ao redor do Sol com outro corpos.
Possui 2306 km de diâmetro, aproximadamente 0,6
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Seu principal satélite é Caronte com o qual forma um
tipo de “planeta binário”.
Terra
Único planeta do Sistema Solar com vida conhecida.
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Cerca de 12756 km de diâmetro.
Gravidade de aproximadamente 9,8 m/s2
.
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uma volta ao redor do Sol. Essas horas a mais são
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Movimento da Terra
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estações do ano. Pela primeira lei de Kepler, o
movimento dos planetas do Sistema Solar é próximo
de uma elipse e, portanto, em certos momentos do ano
a Terra está mais afastada ou mais próxima do Sol.
Eclipse
As posições da Terra, da Lua e do Sol podem causar
um fenômeno chamado eclipse.
Quando a Terra fica entre o Sol e a Lua formando uma
sombra na Lua, temos um eclipse lunar.
Quando a Lua fica entre o Sol e a Terra formando uma
sombra na Terra, temos um eclipse solar.
Eclipse
Eclipse Lunar
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Asteroides
Asteroides são corpos
celestes menores do
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Príncipe de
Antoine de Saint-
Exupéry)
Cometas, Meteoros e Meteoritos
Cometas são corpos compostos de rocha e gelo. Se o
gelo evapora enquanto o cometa em movimento forma
uma cauda.
Meteoros são corpos rochosos que entram na
superfície da Terra e podem ou não se desintegrar.
Meteoritos são meteoros que chegam na superfície da
Terra.
Cometa
Meteoro
chegando na
Terra
Evolução das Estrelas
Estrelas surgem pelo agrupamento de nuvens de gás e
poeira cósmica pela força da gravidade. Com isso, a
temperatura aumenta, bem como a energia das
partículas envolvidas, permitindo assim que fusões
nucleares sejam realizadas. Enquanto houver energia
para essas fusões ocorrerem, a estrela consegue
equilibrar a pressão gravitacional. No entanto, quando
o combustível para as fusões terminar, a estrela
colapsará com a gravidade.
Evolução das Estrelas
Após esse colapso final, haverá uma imensa liberação
de energia e as estrelas podem terminar como:
Anãs Brancas: se sua massa for relativamente
pequena (o Sol é um exemplo de estrela com massa
pequena).
Estrelas de Nêutron: quando o colapso é tão grande
que transforma a maioria dos prótons da estrela em
nêutrons.
Buracos Negros: o colapso é ainda maior, gerando um
objeto de massa grande o bastante para distorcer o
espaço-tempo ao redor de modo significativo.
Buracos Negros
Um buraco negro é o resultado do colapso de uma
estrela com muita massa (muita mesmo!).
O objeto resultante é tão denso que distorce o espaço
e o tempo, de tal modo que nem mesmo a luz
consegue escapar daquela região. Por isso, ninguém
pode saber o que está no interior de um buraco negro.
Representação das distorções
espaço-temporais de diferentes
corpos, incluindo um buraco
negro. Além do horizonte de
eventos, não há como observar o
que ocorre.
Galáxias
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ligadas é chamado galáxia.
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Láctea.
Via
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Matéria Escura
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do que matéria comum.
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distantes. Há um desvio para o vermelho da radiação
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Formato do Universo
Qual o tipo de curvatura do universo? Dependendo de
uma constante esperada na relatividade geral ele pode
ter curvatura plana, negativa ou positiva.
Escalas Astronômicas
Qual é o tamanho do Universo?
Acredita-se que seja por volta de 46 bilhões de anos-
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melhor do tamanho do nosso Universo!
Escalas Astronômicas
Cosmologia
Como o Universo começou?
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Cosmologia é o ramo da astronomia que estuda a
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Cosmologia
Origem: A teoria científica mais aceita é que o universo
tenha se originado de uma singularidade e expandido
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Fim: Teorias de fim do universo são variadas. Opções
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Conceitos Básicos de Astronomia

  • 1. Astronomia: Conceitos Básicos Par de galáxias ARP 87, distantes a mais de 300 milhões de anos-luz da Terra. Foto: Hubble (Fevereiro/2007). Foto retirada do site Apolo11.com
  • 2. O que é astronomia? Astronomia é a ciência que estuda fenômenos que ocorrem fora da Terra. Ela descreve planetas, estrelas, cometas, asteróides, etc. É distinta da astrologia, o estudo místico da influência dos astros na vida humana. Representação da eclíptica, a trajetória aparente do Sol vista do referencial da Terra. As constelações na eclíptica representam os signos do zodíaco.
  • 3. O que é astronomia? Desde a Antiguidade é possível observar diferentes objetos no céu. O conhecimento astronômico auxiliava em atividades como agricultura e navegação. A Astronomia é uma das ciências mais antigas da humanidade, onde diferentes visões surgiram no decorrer da história. Modelo antigo da abóbada celeste. Imagem: blog Centro de Pesquisas da Antiguidade
  • 4. Corpos Celestes Os objetos celestes mais visíveis são o Sol e a Lua. Em muitas culturas a Lua é associada ao feminino e o Sol ao masculino.
  • 5. Sol O Sol é uma estrela (corpo celeste com luz própria) no centro do Sistema Solar. É essencial para manter o calor e a luz na Terra. Libera calor e energia por fusão nuclear de hidrogênio e hélio.
  • 6. Sol Propriedades do Sol Possui cerca de 109 vezes o tamanho da Terra. A temperatura nas suas proximidades (coroa solar) pode chegar até 5 x 106 K. A gravidade em suas proximidades é cerca de 28 vezes maior que a da Terra. A luz do Sol demora cerca de oito minutos para chegar na Terra.
  • 7. Lua A Lua é o satélite natural da Terra. É essencial para o controle de nossas marés.
  • 8. Lua Propriedades da Lua Possui cerca de 3474,8 km de diâmetro equatorial. Sua gravidade é cerca de 0,16g. Possui cerca de 1/16 da massa da Terra. Orbita a Terra por volta de 27 ou 28 dias (contamos os meses com base na Lua).
  • 9. Lua Fases da Lua Como a Lua não tem luz própria (só reflete a luz do Sol), nem sempre a vemos inteira. Diagrama das fases da Lua no Hemisfério Norte a partir da Lua Nova.
  • 10. Sistema Solar É o conjunto dos planetas que orbitam em torno do Sol. Os planetas do Sistema Solar são: Mercúrio Vênus Terra Marte Júpiter Saturno Urano Netuno (Plutão não é mais considerado planeta).
  • 11. Mercúrio O planeta mais próximo do Sol. Possui um diâmetro de aproximadamente 4879,4 km. Possui uma gravidade de aproximadamente 2,78 m/s2 Não possui uma atmosfera relevante. Não possui satélites naturais. Apresenta temperaturas muito quentes (427 o C), mas também frias (- 173 o C).
  • 12. Vênus Possui massa e tamanho próximos aos da Terra. Possui uma gravidade de aproximadamente 8,87 m/s2 Possui atmosfera densa e um forte efeito estufa. Não possui satélites naturais e orbita o Sol no sentido oposto ao dos outros planetas. Possui uma temperatura média de aproximadamente 735 K.
  • 13. Marte Possui diâmetro de aproximadamente 6792,4 km. Possui uma gravidade de aproximadamente 3,71 m/s2 Aparência avermelhada por conter óxido de ferro em sua superfície. Muitas espaçonaves da Terra foram enviadas para Marte. Existência de água e gelo já foi comprovada. Possui uma temperatura média de aproximadamente – 63 o C e dois satélites naturais (Deimos e Fobos).
  • 14. Júpiter O maior planeta do Sistema Solar (cerca de 142194 km de diâmetro) Primeiro planeta gasoso (ou joviano) por não conter superfície sólida, assim como Saturno, Urano e Netuno. Tem cerca de 1000 vezes o volume da Terra, cerca de 300 vezes a sua massa e cerca de 2,5 vezes a sua gravidade. Possui 67 satélites naturais.
  • 15. Saturno Segundo maior planeta do Sistema Solar (cerca de 120536 km de diâmetro) Sua gravidade é quase igual à da Terra (cerca de 10,44 m/s2 ) Possui uma densidade de 0,67 g/cm3 (Saturno poderia flutuar na água!) Possui vários aneis feitos de partículas de gelo Possui 62 satélites naturais.
  • 16. Urano Diâmetro de 51118 km. Gravidade cerca de 8,69 m/s2 . Frio (cerca de -220 o C de temperatura média) por estar longe do Sol. Possui alguns aneis (não tão notáveis quanto os de Saturno) Tem um eixo de rotação praticamente “deitado”. Possui 27 satélites naturais.
  • 17. Netuno Diâmetro de 49258 km. Gravidade cerca de 11,15 m/s2 . Cerca de -201 o C de temperatura Média). Parte de sua coloração azul se deve às camadas de metano em sua atmosfera. Possui 14 satélites naturais.
  • 18. Plutão Não é mais planeta, mas vale a pena comentar sobre ele... É um planeta-anão. Não é mais considerado planeta não apenas por ser pequeno demais mas também por compartilhar sua órbita ao redor do Sol com outro corpos. Possui 2306 km de diâmetro, aproximadamente 0,6 m/s2 de gravidade. Seu principal satélite é Caronte com o qual forma um tipo de “planeta binário”.
  • 19. Terra Único planeta do Sistema Solar com vida conhecida. Muitos fatores contribuem para isso (como, por exemplo, campos magnéticos e camadas de gás que permitem a proteção contra radiação solar). Cerca de 12756 km de diâmetro. Gravidade de aproximadamente 9,8 m/s2 . Temperatura média de aproximadamente 14 o C.
  • 20. Movimento da Terra Demora cerca de 365 dias e algumas horas para dar uma volta ao redor do Sol. Essas horas a mais são contabilizadas no dia 29 de fevereiro dos anos bissextos.
  • 21. Movimento da Terra O movimento de translação da Terra explica as estações do ano. Pela primeira lei de Kepler, o movimento dos planetas do Sistema Solar é próximo de uma elipse e, portanto, em certos momentos do ano a Terra está mais afastada ou mais próxima do Sol.
  • 22. Eclipse As posições da Terra, da Lua e do Sol podem causar um fenômeno chamado eclipse. Quando a Terra fica entre o Sol e a Lua formando uma sombra na Lua, temos um eclipse lunar. Quando a Lua fica entre o Sol e a Terra formando uma sombra na Terra, temos um eclipse solar.
  • 24. Asteroides Asteroides são corpos celestes menores do que planetas, mas que também apresentam órbita definida ao redor do Sol. Asteroide Eros (órbita próxima a Marte) Asteroide Ceres (órbita próxima a Marte) Asteroide B612 (O Pequeno Príncipe de Antoine de Saint- Exupéry)
  • 25. Cometas, Meteoros e Meteoritos Cometas são corpos compostos de rocha e gelo. Se o gelo evapora enquanto o cometa em movimento forma uma cauda. Meteoros são corpos rochosos que entram na superfície da Terra e podem ou não se desintegrar. Meteoritos são meteoros que chegam na superfície da Terra. Cometa Meteoro chegando na Terra
  • 26. Evolução das Estrelas Estrelas surgem pelo agrupamento de nuvens de gás e poeira cósmica pela força da gravidade. Com isso, a temperatura aumenta, bem como a energia das partículas envolvidas, permitindo assim que fusões nucleares sejam realizadas. Enquanto houver energia para essas fusões ocorrerem, a estrela consegue equilibrar a pressão gravitacional. No entanto, quando o combustível para as fusões terminar, a estrela colapsará com a gravidade.
  • 27. Evolução das Estrelas Após esse colapso final, haverá uma imensa liberação de energia e as estrelas podem terminar como: Anãs Brancas: se sua massa for relativamente pequena (o Sol é um exemplo de estrela com massa pequena). Estrelas de Nêutron: quando o colapso é tão grande que transforma a maioria dos prótons da estrela em nêutrons. Buracos Negros: o colapso é ainda maior, gerando um objeto de massa grande o bastante para distorcer o espaço-tempo ao redor de modo significativo.
  • 28. Buracos Negros Um buraco negro é o resultado do colapso de uma estrela com muita massa (muita mesmo!). O objeto resultante é tão denso que distorce o espaço e o tempo, de tal modo que nem mesmo a luz consegue escapar daquela região. Por isso, ninguém pode saber o que está no interior de um buraco negro. Representação das distorções espaço-temporais de diferentes corpos, incluindo um buraco negro. Além do horizonte de eventos, não há como observar o que ocorre.
  • 29. Galáxias Um conjunto de diversas estrelas gravitacionalmente ligadas é chamado galáxia. A galáxia onde está nosso Sol é chamada de Via Láctea. Via Láctea Nebulosa de Andrômeda
  • 30. Matéria Escura Uma matéria não visível, mas detectada. Acredita-se que o Universo tenha mais matéria escura do que matéria comum.
  • 31. Energia Escura Energia escura é o nome dado à possível causa da expansão acelerada do universo.
  • 32. Expansão Cósmica Sim, o universo está se expandindo. Isso é comprovado pela detecção de efeito Doppler com as ondas de radiação provenientes de estrelas distantes. Há um desvio para o vermelho da radiação proveniente das estrelas.
  • 33. Formato do Universo Qual o tipo de curvatura do universo? Dependendo de uma constante esperada na relatividade geral ele pode ter curvatura plana, negativa ou positiva.
  • 34. Escalas Astronômicas Qual é o tamanho do Universo? Acredita-se que seja por volta de 46 bilhões de anos- luz. Um ano-luz é a distância que a luz percorre em um ano (Portanto é uma medida de distância e não de tempo como muitos confundem!) Ver http://htwins.net/scale2/lang.html para ter uma ideia melhor do tamanho do nosso Universo!
  • 36. Cosmologia Como o Universo começou? Como o Universo irá terminar? Cosmologia é o ramo da astronomia que estuda a origem e o fim do universo.
  • 37. Cosmologia Origem: A teoria científica mais aceita é que o universo tenha se originado de uma singularidade e expandido (teoria do Big Bang). Fim: Teorias de fim do universo são variadas. Opções incluem Big Crunch, morte térmica ou mesmo que o próprio universo será devorado por buracos negros. E uma última pergunta: diante de tudo isso, nós fazemos alguma diferença para o universo?