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Augusto Damineli IAGUSP
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Antiguidade: (~5 mil anos) fixidez das estrelas =>ponto de apoio para marcação de tempo e espaço
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Agricultores sistema ecliptical => estações do ano
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Navegadores mapeamento do espaço
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Hiparco 150 A.C.
•Criou o sistema de magnitudes, em uso até hoje.
•Mediu posições de estrelas e comparou com catálogos antigos, descobrindo a precessão dos equinócios (eixo da Terra)
Ao longo de 20 séculos, as estrelas foram imaginadas como feitas de matéria superior e estariam pregadas em uma esfera cristalina, logo além da esfera lunar.
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Sistemas do mundo => baseados nos movimnetos dos planetas atingiu a maturidade no século XVIII
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Giordano Bruno (1584) imaginou que as estrelas eram sóis e formavam sistemaspalanetários.
Galileu Galilei (1610) defendeu a idéia que as estrelas nascem e são feitas de matéria comum.
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Século XIXMedidas de brilho, distância e massas mostram que as
As estrelas são sóis <=> O Sol é uma estrela
D = 1UA/ p(rad)
D
1 grau/180 = 1 rad/π
1” = 206 265 rad
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D = 206265 UA/ p(“) = 3.26 anos-luz/p(“)
Hipparco p~0.001” 120 000 estrelas
Bessel 1837 61 Cygni (0.293”)
Próxima Centauri p = 0.76” D= 4.3 anos-luz
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Século XXEspectroscopia: temperatura, composição química
Tempos de vida, populações estelares
Nucleossíntese => evolução química Escola de HarvardHenry Drape
Pickering
Williamina Fleming
Miss Cannon
Cecilia Payne Gaposchkin
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Os espectros estelares são classificados em 7 tipos espectrais principais – indicam temperatura superficial
30 000K
10 000 K
6 000 K
3 000 K
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Corpos em equilíbrio térmico emitem luz segundo a função de Planck
λmax(µ)~3000/T(K)
L=4πR2σTs4
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A seqüência de tipos espectraisTipo
Esp.
Cor Tsup (K) Linhas proeminentes de absorção Exemplos
O Azul 30.000 He ionizado (fortes), elementos pesados ionizados (OIII, NIII, SiIV), fracas linhas de H
B Azulada 20.000 He neutro (moderadas), elementos pesados 1 vez ionizados
Rigel (B8)
A Branca 10.000 He neutro (muito fracas), elementos pesados 1 vez ionizados, H (fortes)
Vega (A0)Sirius (A1)
F Amarelada 7.000 elementos pesados 1 vez ionizados, metais neutros (FeI, CaI), H (moderadas)
Canopus (F0)
G Amarela 6.000 elementos pesados 1 vez ionizados, metais neutros, H (relativamente fracas)
Sol (G2)Alfa Cen (G2)
K Laranja 4.000 elementos pesados 1 vez ionizados, metais neutros, H (fracas)
Arcturus (K2)Aldebaran (K5)
M Vermelha 3.000 Átomos neutros (fortes), moleculares (moderadas), H (muito fracas)
Betelgeuse (M2)
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Equação de ecitação: Boltzman
Ni+1/Ni = g2/g1 e-(Ei+1
-Ei)/kT
Equação de ionização: Saha
Nj+1/Nj = A (kT)3/2/Ne e-χj/kT
Força de uma linha
Nj,s/N α Ne (e-(Xs)/kT) / (kT)3/2e-χ
j/kT
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0.1 R
1 R
10 R
100 R1000 R
0.01 R
Lum
inos
idad
e So
l=1
Tipo espectral
Temperatura superficial K10 00030 000 6 000 3 000
------
----
1
101
102
103
104
105
106
10-1
10-2
10-3
10-4
10-5 - ---
O B A F G K M
SPIZ
Supergigantes
Anãs Brancas
Sequência Principal
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Nucleossíntese: Cadeia próton-próton
Próton
Neutron
Deutério Hélio-3 Hélio-4
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Nucleossíntese: ciclo CNO
Hélio-4
12C
13N 13C
14N
15O15N
+
+
+
+
106 anos
14 min
105 anos
108 anos
1,5 min
104 anos
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Energética:próton-próton x CNO
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0.1 R
1 R
10 R
100 R1000 R
0.01 R
Lum
inos
idad
e So
l=1
Tipo espectral
Temperatura superficial K10 00030 000 6 000 3 000
------
----
1
101
102
103
104
105
106
10-1
10-2
10-3
10-4
10-5 - ---
O B A F G K M
SPIZ
100M
1M
0.1M
Sequência Principal
---------pp-------
---------CNO-------
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~90% das estrelas estão na Sequência PrincipalIsso implica que elas estão numa fase energética demorada
Na SP as estrelas queimam H => HeDe fato:
Tomando como 100% a energia total que se pode extrair dos átomos via nucleossíntese,
~80% é produzido na conversão H=>He
~20% nas fases seguintes, do He ao => Fe
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Potência luminosa de estrelas
5 m
ilhõe
s x
L
1 L
=40
0 B
i. m
egat
ons/
s
1/10
000
x L
L α M4
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Tempo de vida de estrelas
3 m
ilhõe
s an
os
10 t
rilh
ões
anos
= 10
B. a
nos
Tvida = 1010 (M /M)3 anos
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Zona de habitabilidade
Fluxo luminoso
distância
T100T0
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Zona de água líquida
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0.1 R
1 R
10 R
100 R1000 R
0.01 R
Lum
inos
idad
e So
l=1
Tipo espectral
Temperatura superficial K10 00030 000 6 000 3 000
------
----
1
101
102
103
104
105
106
10-1
10-2
10-3
10-4
10-5 - ---
O B A F G K M
SPIZ
Alta massa
baixa massa