A bertura do Setor de Astronomia - CDCC
Por Leonardo Pratavieira Déo
Nebulosa
Protoestrela
Planeta
Gigante Vermelha
Estrela
Anã Marrom
Explosão Nova
Anã Branca
Supergigante Vermelha
Explosão Supernova
Estrela de Nêutrons
Buraco Negro
Massa do Sol: 1,989 x 1030 kg
Terra
Unidade Astronômica (U.A.) =
150.000.000 km
O que é uma
estrela?
É um corpo gasoso
no interior do qual
ocorrem reações de
fusão nuclear formando
elementos mais pesados.
Fusão do hidrogênio
p
p
p
p
Pósitron
Pósitron
Neutrino
Neutrino
p
g
D
p
D
He3
He3
p
p
He4
g
Nascimento de estrelas
Nebulosa
Protoestrela
Gás
Início das
reações de
Fusão Nuclear
Nasceu a estrela !
Instabilidade gravitacional
Instabilidade gravitacional
Instabilidade gravitacional
Instabilidade gravitacional
Instabilidade gravitacional
Contração gravitacional
de uma nebulosa
Gás
Hidrogênio
m
Lei da atração
gravitacional
m’
d
F
F
F = G m m’ / d2
A forma geométrica
de menor energia é a
esfera.
Nebulosa
Trífida
( Sagitário )
Plêiades
Estrelas Jovens
Protoestrela
• Tsuperf ~ 1 000 ºC
• R = 500 U.A.
(10 x Rórbplutão)
• 1Ms < M < 60 Ms
• Depois de ~100 000 anos da
formação da nebulosa
Diagrama de Hertzsprung - Russell
Pressões atuantes numa estrela
Partícula
Expansão
térmica
Contração
gravitacional
(Des)equilíbrio
Estático
PT < PG
Contração
PT = PG
Equlíbrio
PT = Pressão Térmica
P = Pressão Gravitacional
PT > PG
Expansão
E se a estrela não nascer?
Se a massa for menor do que 1% Ms,
nunca atinge 10 000 000 ºC
planetas
reflete luz
Gliese 229B
Se 1% Ms < Massa < 8% Ms
Anã marrom
Aquecida por energia gravitacional
Emite no infra-vermelho
Contínuo e lento encolhimento
Morte de estrelas
Buraco Negro
Supernova
ou
Estrela de Nêutrons
Anã Branca
Morte de uma estrela
Se 0,08Ms < Massa < 4Ms
Gigante
Vermelha
Supergigante
Vermelha
Explosão
Nova
Explosão
Supernova
Se Massa > 4Ms
Nebulosa
Planetária
Anã
Branca
Estrela
Nêutron
Remanes.
Supernova
Buraco
Negro
Remanes.
Supernova
Estrela com 0,08Ms < Massa < 4Ms
• T = 5 800 º C
• R ~ 70 000 km
• M ~ 300 000 Mterra
• Fusão de H durante
10 bilhões de anos
• Acaba o H no núcleo ( Contgrav > Expterm  contração
• O núcleo de He se contrai até queimar o He em carbono –
AQUECIMENTO
• Aquecimento leva à fusão do H em uma camada ao redor
do núcleo, a liberação de energia empurra as camadas
mais externas de H, que expandem e esfriam (vermelho)
Estrela...
H
He
Inicia a expansão
…
He
H
He

H
He
“Explosão” Nova
•O centro de uma estrela de pouca massa nunca se torna quente
o suficiente para queimar carbono
•As camadas mais externas expelidas na queima do hidrogênio
ao redor do núcleo de hélio, continuam expandindo e, por
inércia, escapam, tornando-se uma nebulosa planetária.
• O núcleo continua colapsando, esfriando lentamente. (queima
resto H na superfície - aquece - branca)
Nebulosa Planetária
Gigante vermelha
He
HeHe
H H
H
H
H
He
H
Nebulosa Planetária e Anã Branca
e ºC
• Exs.:
Tanã ~ Helix
200 000
Nebulosa do Anel em
• Lyra
Ranã ~ RTerra
• Ma < 1,4 Ms Mn ~ 0,2 Ms
• Depois de 10 000 anos da
formação da Gigante
Vermelha
• O brilho se perde em
questão de meses
• Vel. Expansão = 20 km/s
• Rn ~ 20 000 U.A.
• Tn ~ 10 000 ºC
Por que a Supergigante Vermelha se forma?
• Semelhante à Gigante Vemelha (diferença: massa >
4Ms)
•continua a contração ao redor do He, que está se
fundindo em C (100 000 000 ºC) - AQUECIMENTO
• Aquecimento leva à fusão do He ao redor do núcleo
de carbono, e a energia liberada empurra as camadas
mais externas de H e He, que expandem e esfriam
(vermelho)
Estrela...
H
He
Inicia a expansão
…
He
H
He
C

H
He
Por que a estrela de nêutrons se forma?
•
•
•
•
•
•
4Ms < Massa Estrela < 8Ms
Contração núcleo em torno do Fe que não funde
Pressão gravitacional >> Pressão térmica
Prótons e elétrons se fundem formando nêutrons
Rotação extremamente rápida
Surge intenso campo magnético
• Se eixo magnético
 eixo rotação: PULSARES
Elétrons
He
C...
Fe
•

Prótons
Nêutrons
• Tsup = 50 000º C
Estrela de Nêutrons
• R < 20 km
• 1,4 Ms < Mest.nêutron < 3 Ms
• dens ~1014 g/cm3
• Período pulso ~ 1seg
Anã Branca x Estrela de Nêutrons
Anã branca:
Uma colher de chá =
1 tonelada!!!
Estrela de Nêutrons:
Uma colher de chá =
1 bilhão de toneladas!!!!!
Buraco negro
Indícios de sua existência
• Fontes de raios-X (alta energia)
• Movimento anômalo de estrelas
•Nem a luz escapa!
•Essa região de alta densidade se tornou uma
singularidade onde todas as leis conhecidas
da física são quebradas
Por que um buraco negro se forma?
• Massa Estrela > 9 Msol
• Contração contínua
• Deve ocorrer um colapso gravitacional
• R ~ 3 km
• Mfinal > 3 Ms
• densidade muito
grande
Sol
1 400 000Km
Anã Branca
15000Km
Estrela de Nêutrons
20Km
Buraco negro
15Km
Comparação de tamanho – Gigante Vermelha - Sol
Comparação de tamanho – Gigante Vermelha –
Supergigante Vermelha
Resumindo...
Nebulosa
Protoestrela
Estrela
Nuvem de gás onde nascem as
estrelas
Estágio antes de começarem as
fusões nucleares
Início das reações nucleares
Planeta
Massa menor do que 1% Ms
Anã Marrom
Massa entre 1% Ms e 8% Ms
Massa entre 0,08Ms e 4Ms
Gigante Vermelha
Funde He em C
Temperatura do núcleo 100 000 000
Explosão Nova
Anã Branca
Expansão dos gases da Gigante
Vermelha
Resto do núcleo da Gigante
Vermelha
Massa maior que 4Ms
Supergigante
Vermelha
Funde C em elementos mais
pesados até o Fe
Temperatura do núcleo >
100 000 000
Explosão Supernova
Expansão dos gases da
Supergigante Vermelha
Estrela de Nêutrons
Buraco Negro
Resto do núcleo da
Supergigante Vermelha para
massas estrelares entre 4Ms e
8Ms
Resto do núcleo da
Supergigante Vermelha para
massas estrelares maiores que
8Ms
Referências
http://hubblesite.org/
http://austrinus.com/
http://astro.if.ufrgs.br/
http://www.cdcc.sc.usp.br/cda/
Dicionário Enciclopédico de
Astronomia e Astronáutica –
Ronaldo Rogério de Freitas
Introdução a Astronomia e
Astrofísica – Instituto Nacional de
Pesquisas Espaciais
Autores
Prof. Dr. Roberto Boczko (IAG-USP)
Prof. Valter Luiíz Líbero (IFSC e
Setor de Astronomia do CDCC)
Jorge Hönel (Setor de Astronomia do
CDCC)
Colaboradores
Caio B. G Carvalho (Monitor do
Setor de Astronomia do CDCC)
Diego Pires A. Gonçalves (Monitor
do Setor de Astronomia do CDCC)
Marcelo Ferreira da Silva