buraco negro parte_4

8/20/2019 buraco negro Parte_4

http://slidepdf.com/reader/full/buraco-negro-parte4 1/98

Introdução à Astrofísica

Thyrso VillelaInstituto Nacional de Pesquisas Espaciais

INPE-MCTDivisão de Astrofísica

ão !os" dos Ca#pos$ P

%&' (eunião Anual da )PC$ )el"#$ PA$ & a *+ de ,ul o de +../



O que são galáxias normais ?São a grande maioria das galáxias, cuja radiação é dsuas estrelas.



Diagrama de Hubble

Irr



Via Láctea - a nossa galáxia

Andrômeda

Desenho esquemático da ia !ác

" #$c % "&&& $c % ''&& a

[------- ( "&&.&&& anos lu) --------]



Galáxias l!"ticas

*+ - /0 11+2 - irgo

/aláxia el3$tica gigante situadcentro de um aglomeradogaláxias. 4la é 1& ve)es massiva do que a nossa galáx

& ----------- 5 que $arecem ser estrelas,são na verdade aglomerados

glo6ulares.

4li$ticidade4& - 4

% "& x 7"-68a#



Galáxia s"iral

/0 '29 S6

:----- ;;;



Galáxia s"iral $arrada

/0 "'2< S=c



a tentativa de se examinar se algumas das >nees$irais? seriam similares às ne6ulosas distri6u3dade nossa /aláxia ...

%;



0arl Se@ ert, nos anos1&, começou a sededicar à questão daslinhas de emissão dasgaláxias, em6ora nãotenha $ro$osto ummodelo $ara suaex$licação. Atri6uiu alargura das linhas aoe eito Do$$ler.

Boi com a desco6erta dosquasares em rádio e a 6usc$elas suas contra$artidas C$ticas que o estudo de&G's- &cti(e Galactic 'uclei deslanchou.



Ol)ando galáxias com *outros ol)os+,,,

http://hou.lbl.gov/telescope2/wdb.cgi/hou/Images/query/2002603

http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/ap991114.html



4isível 4isível5 Cor 4isível

MI( 678 #icrons MI( I(A 9I( I :

(aios-2 (: AT ;4 A T(:-* ;IT (adio Effels<er3

http://www.mpifr-bonn.mpg.de/public/science/m31.html

http://adcam.pha.jhu.edu/~mseibert/uit/field_2/M31.html


http://www.iso.vilspa.esa.es/galleries/nor/m31.htm

http://www.ipac.caltech.edu/Outreach/Gallery/MSX/andromeda_galaxy.html

http://hou.lbl.gov/telescope2/wdb.cgi/hou/Images/query/2002603


http://tie.jpl.nasa.gov/tie/objects/html-files/51355.html




4isível 4isível 4isível

NI(5 +MA Mid-Infrared5 I : 9ar-Infrared5 I(A

(aios-25 C andra ;45 9:CA=CN( (adio5 4>A

http://www.ipac.caltech.edu/2mass/gallery/m51atlas.jpg

http://www.astrsp-mrs.fr/private/foca/foca.htm


http://www.iso.vilspa.esa.es/science/galleries/nor/M51.html

http://www.ipac.caltech.edu/2mass/gallery/m51atlas.jpg

http://tie.jpl.nasa.gov/tie/objects/html-files/51355.html




Fadiação S3ncrotron



$L 7(&." $cG $H.Disco7:"&-/ $cG

0oro de 1oeira7("& $cG

'L 7(" #$cG

2ato ádio7(" *$cG

H3e4-5

6odelo 7ni8icado "ara os &G's

9-- 3e4-:

$la;ar"$c % '.' l@



s"ectro de 3e4-5

IJ IK IL ⇩ ⇩ ⇩

As linhas de emissão $ermitidas a$resentam larguras de "&#m8s, enquanto as $roi6idas são da ordem de <&& #m8s. continuum 7sem linhasG $roveniente da onte central.



s"ectro de 3e4-:

M5NNNO M5NOM NNOMSNNO ⇩⇩ ⇩ ⇩⇩ ⇩

Panto as linhas $ermitidas como as $roi6idas a$resentam largordem de <&& #m8s.



d d d



4vid ncia da exist ncia de um =uraco eSu$ermassivo



2 b ( d @" i i id " l lá i Ai i



2ato obser(ado no @"tico emitido "ela galáxia Aircin

l d d d d d d



aria6ilidade de um A/ como indicador de tSe um A/ de tamanho d situado a uma distTncia x como mostrado n

ig. a6aixo, tem sua luminosidade aumentada $or um $er3odquando a radiação do lado esquerdo começa a chegar em t 5%x<c . 4le retorna ao n3vel quiescente em um tem$o t : %=x.d#<c , 5tamanho do A/ deve ser menor que d%=t : -t 5 #<c . Rara umavaria6ilidade de " dia, signi ica o tamanho de "dia lu), o que é algo com1 ve)es o tamanho do sistema solar.

Fádi / lá i



Fádio /aláxias

0@gnus A

São galáxias com intenso 6rilho em rádio, a$resentando um6rilhante e $ontual no vis3vel. 4xistem duas classes de rádio g=road-line radio galaxies 7=!F/G- encontram-se em galáxias ti$o7n cleo 6rilhanteG circundadas $or um envelo$e muito raco

arroQ-line radio galaxies 7 !F/GW são gigantes el3$ticas 7cD, D4xem$lo desta categoria é 0@gnus A, mostrada acima.

ád lá



Fádio /aláxiasFádio galáxias $odem a$resentar lC6ulos rádio extensos cs$ots, n cleos com$actos, halos e jatos onde há da emissão de

Iot s$ot

!C6ulos

Xato

cleo

BF N BF NN



BF N BF NN

'0 '"

'0 9 9."

'0 9"Y

0@gnus A

4 l ã d j A/



4volução de um jato em um A/

4volução do jato

l id d $ l i i



elocidades su$erluminais

A velocidade a$arente na transversal vai ser dada V/c

sinV V a =

−= β

θ β

θ onde

cos1

=la)ar

E F i Z d 0 t A



Em Faio-Z de 0entaurus A

0 lá i 0



0omo se ormou a galáxia 0entaurus

..[ ilmes[origem\cen\a.mov



4 l ã d ]



]uasares e 6la)ares -- ̂ Fádio galáxias -- ̂ 4l3$ticas norma

]S5s -- ̂ Se@ erts -- ̂ 4s$irais normais

4volução dos ]uasares

A l ã d lá i li d A



A evolução das galáxias ligada aos ANnterru$ção no $rocesso de cola$so da matéria em uma $roto

..[ ilmes[$rotocluster\lg.mov

4 i d i 6i 6 A/



4 eitos do meio am6iente so6re os A/ s

- Ia6itatU isoladasV em gru$os de galáxias ;

- Rresença de 6arras ;

- !uminosidade Nntr3nseca ;- Rresença de com$anheiras ;

- Pi$o mor olCgico $re erencial ;

1 B d $



1resenBa de $arra

33 3: --C 5 E3e48erts --C :F E



1 B d $ 0i" 6 8 l@ i



1resenBa de $arra 0i"o 6or8ol@gico

4 48S& S&a Sa S6 S` Sc Sd Nrr *erger

d



InteraB es adicaisJ=0%5K#

SSFS9 --^ 1.Y 3e4 --C 55,: E

Se@-" ---^ "9." Se@-9 ---^ "&.



Os resultados dos testes indicam que5 enômeno A/ $arece estar correlacionadocom as $ro$riedades intr3nsecas do hos$edeque com as do meio am6iente circunjacente.

5 modelo uni icado continua irme e orte b

Iora do 0omercial



Iora do 0omercial1@s-graduaBão em &stro8!sica no Instit

'acional de 1esquisas s"aciais - I'1Mreas de 1esquisa

&stro8!sica stelar3istemas 1lanetários&stro8!sica xtragaláctica e Aosmologia

&stro8!sica Galáctica e 6eio Interestelar&stro8!sica de Ondas Gra(itacionais

)tt" <<acd,u8rN,br<o(<"g<"os,)t



A onte de energia destes o6jetos



A onte de energia destes o6jetos5 modelo uni icado dos A/ s ---^ Disco de Acresção =ura

Luminosidade de ddington a luminosidade máxima em$or matéria caindo $or meio ddisco de acréscimo, dada $

orça da radiação $rodu)ida elétrons livres do gás senca$turado.

1

Sol

38 Edd serg M

M 10 x1.3 L

cR L

R

GmM

− ≈

= 22 4π σ

*,F Faio e massa do = seção de choque elétron- Cton

m massa do $rCton



Parcial#ente <aseado no CD HAstrono#ia para Poetas - ;9(!



Parcial#ente <aseado no CD HAstrono#ia para Poetas ;9(!



J)uracoK na coroa

solar que "respons1vel pelae,eção de #at"riana for#a de

ventos solaresi#a3e# e#

raios- $ Lo o B



: que Hsa<e#os o,e

Tempo

HojeIn cio do !ni"erso

!ma "is#o do !ni"erso por "olta de $%%% a&'&!ma "is#o do !ni"erso por "olta de $%%% a&'&

O deus-sol Ra criou a si mesmo juntou-se à sua



!ma is#o do !ni erso por olta de $%%% a& &!ma is#o do !ni erso por olta de $%%% a& &O deus sol Ra criou a si mesmo, juntou se à suasombra e tornou-se pai dos gêmeos Shu, o deus do ar,e Telnut, a deusa da chuva.

Shu e Telnut uniram-se e também tiveram gêmeos: odeus-terra Geb e a deusa-céu Nut. Geb e Nut também

se uniram, mas o av , Ra, !angado e ciumento,ordenou "ue Shu os separasse e "ue mantivesse Nut bem acima da #erra, como convém a uma deusa-céu.

$esde ent%o, Nut toca a #erra somente com as pontasde seus dedos das m%os e dos pés. &ua barriga, cobertade estrelas, "ue s%o seus 'ilhos, 'ormam o arco do'irmamento.



!ma "is#o do !ni"erso por "olta de (%%% d&'&!ma "is#o do !ni"erso por "olta de (%%% d&'&

Nessa época, os modelos de Universoconsideravam que a Terra estava no centro detudo e que o céu era uma tampa com buracos.

A luz proveniente de fo os, ardendo no lado defora, brilharia através dos buracos e alcan!ariaa Terra como a luz das estrelas.

! "i # d ! i" " l d ()%% d&'&! "i # d ! i" " lt d ()%% d&'&



!ma "is#o do !ni"erso por "olta de ()%% d&'&!ma "is#o do !ni"erso por "olta de ()%% d&'&

(icolau )opérnico*14+ 1 4 /



Uma visão do

Universo por volta de2000 d.C.



-randes ./meros

0 Nossa al'(ia possui )** bilh+es )*)) - de estrelas

0 No Universo observ'vel h' )*)) al'(ias )* estrelas

0 Um balde cheio de areia tem / ) bilh#o de r#os de areia

0 )** baldes$ )*)) r#os de areia 0 n1mero de estrelas na al'(ia

0 Todas as praias do mundo$ / )*2

r#os de areia

!ma "is#o do uni"erso por "olta de $%%% d&'&!ma "is#o do uni"erso por "olta de $%%% d&'&



*.. <il ese# todo o

c"u

8...3al12ias

aqui

Hubble0eep1ield

!ma is#o do uni erso por olta de $%%% d& &!ma is#o do uni erso por olta de $%%% d& &



Edwin Powel Hubble: 20/11/1889 - 28/9/1953



Hubble

l



'osmolo2iamoderna

Velocidade de recess#o das 2al3 ias5 6ei de Hubble

Radia7#o '8smica de 1undo em microondas5 melhor obser"3"el

.ucleoss ntese primordial

*5D4!5 05S*5!f/N05 RADF 5

Baseia9se nas se2uintes obser"a7:es5



inflação

86. #il anos

3N4"3%5%

T678%

Pequena fraçãode se3undo

*8$/ <il es de anos

O modelo "adrão da AosmoloO modelo "adrão da Aosmolo



O modelo "adrão da AosmoloO modelo adrão da Aosmolo• A cosmologia moderna parte de algumas hipóteses:

As leis da física$ v1lidas no iste#a olar$ vale# ta#<"# para oresto do ;niverso

As leis da física pode# ta#<"# ser e2trapoladas para o passado

Princípio de Cop"rnico5 não ocupa#os u# lu3ar privile3iado

Princípio Cos#olO3ico5 o ;niverso " o#o3 neo e isotrOpico

0ravitação " do#inante e# 3randes escalas

Os + pilares b3sicos da



Os + pilares b3sicos da'osmolo2ia

). A e(pans#o do universo

)

A ã d U i



A expansão do Unive so

ubbledist2ncia

recess%o

de

velocidade

×= H



%s 2 pilares b'sicos da

"osmolo ia

. A e(ist9ncia de uma radia!#oc:smica de fundo em microondas



Hist8ria da 0escoberta da R'1;

(*++(*<4

A Radia7#o '8smica de



T = $>?$) @ $?%o 'C

0<0 5Q-K

0ipolo5 TDT (%9+ " +<% EmDs

" (&+%%&%%% EmDhC

a Terra "iaja a (%F&%%% EmDh redor do SolC

A Radia7#o 8smica de1undo em microondas

)O 5 1676

SatGlite ;AP



0 >ançado e# 8.=. =+..*

R *$% 2 *. # da TerraR Massa5 68. 3R Altura5 8$ #

SatGlite ;AP

89 ; &cience #eam

SatGlite 'OB SatGlite ;AP



'J! ; ;I'ROO.0AS

aumento de contraste4%% "e,es

aumento de contrasteem mais $% "e,es



%s 2 pilares b'sicos da

"osmolo ia

2. A forma!#o de elementos leves

2

A forma!#o de elementos leves



A forma!#o de elementos leves

5m 164<, lpher, ethe e =amov sugeriram a possibilidadede "ue todos os elementos "u>micos teriam sido gerados através deuma longa cadeia de captura de n?cleons em um @niverso

primordial em eApans%o e "ue estaria se es'riando.

Alpher ;ethe Gamov

orma7 o e e emen osl "



orma7 o e e emen osle"es

.ucleoss ntese Primordial

$

n 9I

$ ' Ie

1Ien

Pre"is:es baseadas em f sica bem conhecida

Pre"is:es da teoria5

S 9or#ação de Q$ GQe$ +Q$ 8 Qe$ >i

S A<und ncia por #assaB de "lio5 $)K dototal

Tempo Temperatura do

Universo 6ner ia



Universo

ho<e

G r a v i d a d e

6 l e t r o m a n e t i s m o

= o r ! a

= r

a c a

= o r ! a

= o

r t e



#empo B minutos6CD 1CD e

=AS6 ">S73"At / 2** mil anos

$om>nio da matéria * gravidade /5om?nio da luz



=%R7A@ % dos ASTR%S e BT%7%S 86SA5%S

t / )* bilh+es anos

Tempo / ) bilh#o anos$Gal'(ias e 6strelas

7oléculas 3nterestelares



) 11 (, ) 6 (, ) () O *alcool met>lico/

) ) 2)()OO)) 4 *metano/

( *amon>aco/

2O *Egua/2)O *'ormol/

) 2 2 *acetileno/)O *monFAido de )arbono/

2, ) 2, O , )) ( 2, (O, )(O)&, ()&, &O 2

) <C*'ulereno/



8lanetas$



o reinado da qu?mica

5ensidade)* )C( 7.3.



t G 1C, bilhHes de anos (asce o &istema &olar

6D%EU@ % da D35A na T6RRAt / F, H bilh+es anos



= : s s e i s

%ri emda Dida

= o r m

a ! # o

d a T e r r a

t / )F bilh+es de anos 0I J%K6



t 0 )** mil anos atr's$ sur e o homemmoderno

t 0 mil anos$ a ricultura

t / )* mil anos atr'ssur e a escrita

)

)@I#@J@9 ( t/ )* mil

anos atr's



t 0 L bilh+es de anos$

o Sol morrer'

=UTUR%$ t 0I infinito&

A Terra perder' sua atmosfera nosobri ando a mudar para outros planetas

buraco negro parte_4

Documents