Introdução à Astronomia AGA 210 Prova 4 03/11/2016

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1 Introdução à Astronomia AGA 210 Prova 4 03/11/2016 Nome: Identificação USP: I- Meio Interestelar (MIS) 1- O tipo mais complexo de molécula encontrado no MIS e o mais comum, são: (0,5) a) Aminoácido, H b) Moléculas orgânicas, He c) Hidrogênio Molecular, H d) Bactéria, H 2- Qual é o efeito que a poeira interestelar provoca sobre as estimativas de magnitude e cor das estrelas? (0,25) a) Escurece a estrela tornando-a mais azulada b) Diminui o brilho devido ao espalhamento da luz e torna-a mais avermelhada c) Faz com que a estrela diminua o brilho e fique mais avermelhada d) Nenhum efeito 3- Como é formada a linha de 21cm em rádio? (0,25) a) Quando elétrons do gás de H I saltam de uma órbita de maior energia para outra de menor energia b) Quando o eletron espontaneamente muda a direção do spin resulta um diferencial de energia na frequencia de rádio. c) Quando eletrons espiralam em campo magnético d) Quando o fóton se alinha com o elétron 4- A estrutura dos braços espirais da Galáxia pode ser traçada através: (0,25) a) das observações no Visível b) das observações no Infravermelho c) das observações em rádio da linha de 21 cm d) de todas as observações acima citadas 5- O Meio Interestelar tênue foi descoberto de que forma? (0,25) a) Através das observações de curvas de luz b) Através da presença de linhas de absorção muito estreitas e estacionárias em espectros de estrelas brilhantes em Sistemas Binários c) Através de presença de linhas de emissão muito estreitas e estacionárias em espectros de estrelas brilhantes em Sistema Binários d) Através das observações de linhas proibidas 6- Assinale para as expressões abaixo se verdadeiro (V) ou falso (F) (1,5; 0,25 cada) 6.1 ( V ) A poeira que se encontra no MIS é um produto gerado na atmosfera externa de estrelas gigantes vermelhas e supergigantes. 6.2 ( V ) As observações em rádio e infravermelho são eficientes para se observar o disco e o centro Galácticos devido ao comprimento de onda ser maior do que a dimensão dos grãos de poeira.

2 6.3 ( V ) Linhas proibidas são linhas de emissão espontânea produzidas no MIS devido a baixíssima densidade do meio onde a ocorrência de colisões é rara. 6.4 ( V ) O gás, um dos constituintes do MIS, contribui com 90% de massa e em geral é muito frio. 6.5 ( V ) O alinhamento da poeira no MIS pode ser indicativo da presença de Campo Magnético. 6.6 ( F ) Nebulosa de emissão é uma nuvem de poeira que reflete a luz vinda de estrelas próximas. 2 - Propriedades das Estrelas (2,0; 025 cd) A medida da diferença entre 2 fluxos ou brilhos é definida como sendo : Indice de cor Estrelas são sistemas gasosos que produzem energia através de fusões termonucleares Fotometria é uma técnica observacional que permite medir o brilho das estrelas Gás frio gera espectros com linhas de absorção e Gás quente gera linhas de absorção Determinação direta de massa em estrelas pode ser obtida somente via Sistema Binários realizando-se 2 etapas: 1) aplicando 3a Lei de Kepler para obter a razão de massas; 2) aplicando a soma das massas A Classificação Espectral (OBAFGKM) utilizada atualmente para classificar estrelas é baseada na informação da grandeza física denominada temperatura % das estrelas encontra-se localizada na região Sequencia Principal do Diagrama-HR A variação no brilho de binárias eclipsantes pode ser visualizada através do comportamento da curva de luz Selecione para cada coluna abaixo qual tipo espectral é mais quente. a) G2 a) G2 b) A5 b) G3 c) K9 c) G4 d) O2 d) G O mecanismo de geração de energia em estrelas de baixa massa, na fusão do He, é conhecido como Cadeia próton-proton e nas estrelas de alta massa é Ciclo CNO 3 Evolução e Estágios Finais das Estrelas

3 8 - Porque os aglomerados de estrelas são os laboratórios ideais para estudos de estrelas? (0,5) a) Pq a luz combinada de estrelas faz com que sejam mais fáceis de ver. b) Assim como o Sol, os aglomerados globulares estão sempre localizados no plano da Via Láctea. c) Aglomerados de estrelas tem sempre a mesma idade, composição química similar, e estão aproximadamente a mesma distância. d) Estrelas em aglomerados são todas relativamente jovens e, portanto, brilham mais 9 - Quais dos seguintes tipos de estrelas são os mais comuns? (0,5) a) Anãs Brancas b) Gigantes vermelhas c) Supergigantes d) Anãs 10 - O tempo de vida de uma estrela é proporcional a: (0,5) a) Massa x Luminosidade b) Massa / Luminosidade (M/L) c) Luminosidade / Massa d) Nenhuma das anteriores 11 - O que provoca o aparecimento de uma estrela de tipo nova? (0,5) a) A fusão do Fe. b) Explosão de elétrons relativísticos c) Queda de material no disco de Anãs Brancas em Sistemas Binários. d) O desequilíbrio da força gravitacional 12 - Para uma SN II, ordene os seguintes eventos cronologicamente: (0,5) Resposta (a, d, c, b) a)... fusão de elementos mais leves para produzir ferro. b)... ejeção do envelope da estrela. c)... neutronização do caroço e liberação de fótons. d)... colapso inicial do caroço a medida que a degenerescência de elétrons é suspensa. 13 A partir do grafico abaixo, posicione o Sol e trace CLARAMENTE o caminho evolutivo do Sol da posição atual até os estágios finais, identificando cada fase da evolução (1,0). SP -> GV -> NP -> Anã Branca

4 14 As estrelas passam a maior parte da vida na Sequência Principal, em equilíbrio hidrostático (Fg=Fp), em um balanço entre as forças gravitacional (Fg) e de pressão de radiação (Fp). O que acontece quando o combustível na região central da estrela se esgota? (0,5) a) A estrela morre e se transforma em anã negra. b) A estrela explode e se transforma em remanescente. c) A estrela inicia um colapso que vai esquentar o nucleo da estrela até reiniciar as reações de fusão do He. d) Inicia imediatamente a fusão do Fe. 15 Em estrelas de alta massa (M>8Mo) a fusão nuclear termina no Fe. Por que motivo? (0,5) a) Devido ao peso do Fe a estrela explode e não produz mais elementos químicos via reações exotérmicas. b) O caroço de Fe, muito estável, não produz mais energia e devido a contração que ainda ocorre a estrela se fotodesintegra gerando protons e neutros. c) Devido a pressão de radiação que se estabiliza com a força gravitacional. d) Devido a pressão de degenerescência 16 A figura abaixo mostra a evolução de um sistema binário entre uma Gigante Vermelha e uma Anã Branca. Qual o fenômeno que justifica o aparecimento do evento da estrela denominada nova? (1,0) R: O hidrogênio do envelope da GV é transferido para a AB, que acumula-o na forma de disco, pois está em rotação. Uma camada quente e densa é então acumulada no disco da AB até o momento em que ocorre a fusão explosiva do H na superfície da estrela AB Quando uma SN explode, qual o tipo de estrela que vai restar da explosão? Qual o destino evolutivo desta estrela se tiver os limites de massa abaixo? Algum tipo de equilíbrio é estabelecido nestes 2 casos? (1,0) --> Entre 1,4 MᏫ e 3,0 Msol : Estrela de neutrons, em equilíbrio entre força de gravidade e pressão de degenerescência de neutrons. --> Maior que 3,0 Msol. : Buraco Negro. Não haverá equilíbrio!...a força de gravidade vence! 18- Qual a interpretação que é dada no D-HR às trajetórias evolutivas de uma estrela? (0,5) a) D-HR representa uma síntese de propriedades observacionais da evolução de estrelas. b) A mudança nos parâmetros temperatura (T) e luminosidade (L), correspondente a uma mudança na posição ao longo do D-HR, é produto da evolução das estrelas. c) As posições das estrelas no D-HR representam diferentes valores de temperatura e de luminosidade. d) As várias posições que uma estrela pode ocupar no D-HR representa um estágio final de evolução. 19- Qual a evolução que uma estrela de baixa massa vai ter após a saída da SP? (1,0) a) Gigante -> Estrela Variável -> Nebulosa Planetária -> Nova b) Gigante -> Supergigante -> Anã Branca -> Estrela de Neutron c) Gigante -> Supergigante -> Nebulosa Planetária -> Anã Branca -> Anã Negra d) Supergigante -> Nebulosa Planetária -> Estrela Variável -> Anã Branca -> Anã Negra e) Supergigante -> Cefeida -> Nebulosa Planetária -> Anã Negra -> Buraco Negro 20- Analisando o gráfico abaixo percebe-se que estrelas Gigantes Vermelhas e Supergigantes, que se posicionam acima da SP, tem L mais alta para a mesma Tsup das estrelas da SP. Como explicar o fato de serem maiores? Como a Tsup destas estrelas é a mesma das estrelas da SP, ou seja, a emissão de energia por m 2 de área é a mesma, para que L seja maior, a estrela deve ser maior...daí o nome de Gigantes e Supergigantes.

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