E
A
D
A F G
-
S Í
2
T S
E
I R
0
1
3
R
O
C
A
A
L
#3
E
A
D
A F G
-
S Í
2
T S
E
I R
0
1
3
R
O
C
A
A
L
#3
Redesign do material didático do curso “ead - Astrofísica Geral - 2013” ministrado pelo Observatório Nacional. Este projeto foi produzida como trabalho de conclusão de curso de Comunicação Visual Design na ufrj em 2014 sob orientação da designer Nair de Paula Soares. A fonte utilizada em textos e legendas é a Minion Pro. Títulos foram compostos em Caecilia lt std. Imagem da capa do 3º módulo Nebulosa de Órion Vista panorâmica da Nebulosa de Órion (m42 ou ngc 1976), uma nebulosa difusa que se encontra entre 1500 e 1800 anos-luz do Sistema Solar. Situa-se a sul do Cinturão de Órion, popularmente conhecido como “As Três Marias”. Sua Aproximação com a Constelação de Órion ispirou seu nome. A Nebulosa de Órion é um dos objetos astronômicos mais fotografados, examinados, e investigados. Dela obtevese informação determinante a respeito da formação de estrelas e planetas a partir de nuvens de poeira e gás em colisão. Os astrônomos observaram nas suas entranhas discos protoplanetários, anãs castanhas, fortes turbulências no movimento de partículas de gás e efeitos fotoionizantes perto de estrelas muito massivas próximas à nebulosa. Imagem tomada pelo Telescópio espacial Hubble em 2006. Crédito: NASA, ESA e The Hubble Heritage Team (stsci/aura).
07
14 O Meio Interestelar
11
15 Diagrama Hertzsprung-Russell
19
16 Formando Estrelas
37
17 As Estrelas na Sequência Principal
40
17.1 Cadeia Próton-Próton Completa
47
17.2 Ciclo Carbono-Nitrogênio Completo
51
18 Nossa Estrela Mais Querida: o Sol
55
19 As Estrelas Gigantes e Supergigantes
58
19.1 O Processo Triplo-Alpha
59
20 As Estrelas Variáveis
67
21 Nebulosas Planetárias
71
22 As Estrelas Anãs Brancas
69
23 Supernovas
79
24 Estrelas de Nêutrons
83
25 Galáxias
95
26 A Nossa Galáxia
111
27 Galáxias “Starbursts”
117
28 Galáxias em Colisão
121
29 Galáxias Ativas
129
29.1 As Galáxias Ativas e os Núcleos Galácticos Ativos (AGN)
136
29.2 Blazars Ou Objetos BL Lacertae (Objetos BL Lac)
145
29.3 Quasares
152
29.4 Radio Galáxias
161
29.5 Galáxias Seyfert
173
30 Os Aglomerados de Galáxias
S u m á r i o Módulo 3
18
Nossa Estrela Mais Querida
O Sol
Imagem da página anterior Pôr-do-Sol em Marte Fotografia do pôr-do-Sol marciano pelo robô Spirit na cratera Gusev em 19 de maio de 2005. Crédito: Mars Exploration Rover da NASA
O Sol é apenas uma entre mais de 400 bilhões de estrelas que fazem parte da nossa Galáxia. As principais características do Sol são: Propriedade
Valor Solar
Luminosidade
Lsol = 4 x 1033 erg/seg
Massa
Msol = 1,98 x 1030 quilogramas
Tamanho
Diâmetrosol = 1390000 quilômetros
Densidade média
<
Temperatura na superfície
5800 K
Temperatura central
15600000 K
Campo magnético
< Bsol > = 1 gauss
18
Nossa Estrela Mais Querida: o Sol
ρ > = 1,4 gramas/centímetro cúbico
O Sol é uma estrela normal, amarelada, de tipo espectral G2. Atualmente o Sol está localizado na seqüência principal do diagrama H-R. Na sua fase atual, o Sol possui 75% de sua massa formada por hidrogênio e 25% de hélio. Em termos de número de átomos 92,1% dele é formado por átomos de hidrogênio e 7,8% são átomos de hélio. Todos os outros elementos mais pesados do que o hélio, que chamamos coletivamente de “metais” representam apenas 0,1% da massa do Sol. No entanto, à medida que o hidrogênio vai sendo convertido em hélio na sua região central pelos processos de fusão da cadeia p-p esta relação percentual vai lentamente mudando ao longo do tempo. Quanto ao seu tamanho, o Sol pertence aos 10% de estrelas de massa razoavelmente grande que pertencem à nossa Galáxia. Lembre-se que existem muito mais estrelas de pequena massa do que de grande massa. As estrelas da nossa Galáxia têm, em geral, um tamanho médio que é a metade da massa do Sol. No entanto, o Sol é uma estrela “ordinária” uma vez que existem muitas outras similares a ele espalhadas pelas galáxias.
A estrutura do Sol.
O Sol e o Sistema Solar Sabemos que o Sol possui um séquito de planetas e satélites que giram em torno dele. Estes conjunto de objetos forma o Sistema Solar, o único sistema planetário que mostra uma grande diversidade de componentes, tais como planetas rochosos, planetas gasosos, cometas, asteróides, etc. O Sol é o maior objeto de todo o Sistema Solar. Ele contém mais de 99,8% da massa total do sistema que o acompanha. A maior parte da massa restante está contida no planeta Júpiter. Devido a isso o centro de massa do Sistema Solar está localizado bem dentro do Sol. A Rotação do Sol O Sol não é um corpo rígido como a Terra. Por ter uma estrutura que, na sua maior parte, é gasosa, o Sol não gira de maneira uniforme. A superfície do Sol na região do equador roda uma vez a cada 25,4 dias. No entanto, próximo aos pólos, a rotação diária de sua superfície leva cerca de 36 dias. A este tipo de rotação damos o nome de rotação diferencial. No entanto, a região central do Sol gira como um corpo sólido. Fotosfera A fotosfera é a superfície do Sol. Ela é a região que produz a luz que nós vemos. No entanto, a fotosfera é uma região muito pouco profunda não tendo mais do que 500 quilômetros de largura. Se a compararmos com a estrutura global do Sol podemos fazer uma analogia dizendo que a fotosfera é mais fina do que a casca de uma repugnante cebola. A temperatura na fotosfera varia de cerca de 5800 K no seu topo até 7500 K na sua base. Esta região é onde o espectro de absorção solar é produzido. A fotosfera efetivamente é uma região de gás mais frio que envolve todo o Sol. Ela absorve e reemite a radiação proveniente das regiões mais quentes que estão abaixo dela.
Módulo 3 | 53