Astrofísica moderna. Aula 4, dia 16/03/2017 Profa. Manuela Vecchi, Prof. Vitor de Souza

Transcrição

1 Astrofísica moderna Aula 4, dia 16/03/2017 Profa. Manuela Vecchi, Prof. Vitor de Souza Referencia principal pela aula de hoje: notas do Prof. Gastão B. Lima Neto IAG/USP (no gradaluno)

2 SISTEMAS DE COORDENADAS (2) Definidos a partir de um plano fundamental ou um círculo máximo da esfera (pode ser o horizonte do observador, o equador celeste, o plano galáctico, etc.). O eixo perpendicular a esse plano define dois polos (zênite e nadir, polos norte e sul celestes, etc.). 2

3 O horizonte Um dado observador na Terra pode observar apenas uma metade da esfera celeste num dado instante. O horizonte é o limite entre o que é visível e o que é invisível ao observador. Os polos desse horizonte, i.e. os pontos exactamente acima e abaixo do observador são o zênite e o nadir, respectivamente. 3

4

5 definitions Equador Celeste: círculo máximo em que o prolongamento do equador da Terra intercepta a esfera celeste. Polo Celeste Norte: ponto em que o prolongamento do eixo de rotação da Terra intercepta a esfera celeste, no hemisfério norte. Polo Celeste Sul: ponto em que o prolongamento do eixo de rotação da Terra intercepta a esfera celeste, no hemisfério sul. Círculo vertical: qualquer semi-círculo máximo da esfera celeste contendo a vertical do lugar. Os círculos verticais começam no Zênite e terminam no Nadir. Ponto Geográfico Norte: ponto em que o círculo vertical que passa pelo Polo Celeste Norte intercepta o Horizonte. É também chamado Ponto Cardeal Norte. Ponto Geográfico Sul: também chamado Ponto Cardeal Sul, é o ponto em que o círculo vertical que passa pelo Polo Celeste Sul intercepta o Horizonte. A linha sobre o Horizonte que liga os pontos cardeais Norte e Sul chama-se linha Norte-Sul, ou meridiana. A linha Leste-Oeste é obtida traçando-se, sobre o Horizonte, a perpendicular à meridiana. 5

6 SISTEMA HORIZONTAL de coordenadas O sistema horizontal de coordenadas é um sistema de coordenadas celestes que utiliza o horizonte local do observador como o plano fundamental Ele é expresso em termos de dois ângulos: a altura (ou elevação) e o azimute. O azimute é medido a partir do ponto norte; a altura é o ângulo acima ou abaixo do plano do horizonte. 6

7 Eclíptica Eclíptica: A trajetória aparente do Sol na esfera celeste ao longo de um ano. O plano que contém essa trajetória é o plano da órbita da Terra. Ponto Áries e Ponto Libra: São os pontos em que o equador intercepta a eclíptica. O ponto Áries (também chamado ponto Gama, ou ponto Vernal), marca o início da primavera boreal, no equinócio de março; o ponto Libra (também chamado ponto Ômega), marca o início da primavera austraal, no equinócio de setembro. 7

8 QUIZ Relação entre medidas angulares e medidas de tempo: Quanto tempo corresponde a 1 segundo de arco? A 1 minuto de arco? A 1 grau? 8

9 SISTEMA EQUATORIAL DE COORDENADAS O Sistema Equatorial (Universal), tem como coordenadas a declinação e a ascensão reta. Ascensão reta ( α) é o ângulo, medido no plano do equador, com origem no ponto vernal e extremidade no meridiano do astro. É medido no sentido horário quando visto do polo sul (anti-horário quando visto do polo norte). 0h α 24h ou 0 α 360. D e c l i n a ç ã o ( δ ) ( m e d i d a perpendicularmente ao equador, origem nele) -90 δ +90 9

10 Encontre a constelação em que ficam as estrelas seguintes: Spica: AR = 13h 25min dec =-11.2 Antares: AR=16h 29m dec= Vega:AR = 18h 38min dec =+38.8 Type a quote here. Johnny Appleseed

11 QUIZ Quanto vale: A declinação do equador? A declinação do pólo norte celeste?!

12 Movimento diurno dos astros O movimento diurno dos astros, de leste para oeste, é um reflexo do movimento de rotação da Terra, de oeste para o leste. Ao longo do dia, todos os astros descrevem no céu arcos paralelos ao Equador. A orientação desses arcos em relação ao horizonte depende da latitude do lugar.!

13 Movimento diurno dos astros 1. Nos pólos: Todas as estrelas do mesmo hemisfério do observador permanecem 24 h acima do horizonte (não têm nascer nem ocaso), e descrevem no céu círculos paralelos ao horizonte. As estrelas do hemisfério oposto nunca podem ser vistas.! 2. No equador: Todas as estrelas nascem e se põem, permanecendo 12h acima do horizonte e 12h abaixo dele. A trajetória das estrelas são arcos perpendiculares ao horizonte. Todas as estrelas do céu (dos dois hemisférios) podem ser vistas ao longo do ano.! 3. Em um lugar de latitude intermediária: Algumas estrelas têm nascer e ocaso, outras permanecem 24h acima do horizonte, outras permanecem 24h abaixo do horizonte. As estrelas visíveis descrevem no céu arcos com uma certa inclinação em relação ao horizonte, a qual depende da latitude do lugar.

14 Num lugar da Terra cuja latitude é 25ºS, o sol passa no zênite: A. todos os dias, ao meio-dia B. todos os dias, mas não exatamente ao meio-dia C. apenas durante o verão D. apenas duas vêzes por ano E. nunca QUIZ A faixa de latitudes que inclui apenas as regiões da Terra onde o Sol passa a pino (no zênite) alguma vez durante o ano é: A. de 30ºN a 30ºS B. de 20ºN a 20ºS C. de 23,5ºN a 23,5ºS D. de 23,5ºN a 90ºN E. de 23,5ºS a 90ºS 14

15 ECLIPSES Eclipse significa o desaparecimento temporário de um corpo celeste, causado pelo posicionamento de um outro corpo celeste entre o primeiro e o observador. Quando um corpo extenso (não pontual) é iluminado por outro corpo extenso definem-se duas regiões de sombra: umbra: região da sombra que não recebe luz de nenhum ponto da fonte. penumbra: região da sombra que recebe luz de alguns pontos da fonte 15

16 ECLIPSE SOLAR Um eclipse do Sol ocorre quando a Lua, no seu movimento de translação, passa em frente ao Sol, ocultando-o de forma total ou parcial. Sol Lua Terra 16

17 ECLIPSE LUNAR Um eclipse do Lua ocorre quando a Terra está entre o Sol e a Lua ocultando-a de forma total ou parcial. Sol Terra Lua Isto ocorre sempre que o Sol, a Terra e a Lua se encontram próximos ou em perfeito alinhamento, estando a Terra no meio destes outros dois corpo. 17

18 ECLIPSES E FASES DA LUA Um eclipse solar total só pode ocorrer quando coincidem a fase de Lua nova. Um eclipse lunar só pode ocorrer quando coincidem a fase de Lua cheia. Por que não ha uma eclipse a cada vez que tem a Lua nova/cheia? 18

19 FREQÜÊNCIA DAS ECLIPSES O plano da órbita da Lua ao redor da Terra não é o mesmo que o da órbita da Terra ao redor do Sol O plano que contem a orbita da revolucao da Lua ao redor da Terra e inclinado de cerca de 5 graus do que a da ecliptica. Eclipse acontece somente quando Sol, Terra e Lua sao alinhados Um ano tem um mínimo de quatro eclipses - dois eclipses solares e dois eclipses lunares. Na maioria dos anos - como tem apenas quatro eclipses, embora você pode ter anos com cinco eclipses (2013, 2018 e 2019), seis eclipses (2011 e 2020), ou mesmo até sete eclipses (1982 e 2038). 19

20 FREQÜÊNCIA DAS ECLIPSES (2) O plano da órbita da Lua está inclinado 5,2 em relação ao plano da órbita da Terra. Portanto só ocorrem eclipses quando a Lua está na fase de Lua Cheia ou Nova, e quando o Sol está sobre a linha dos nodos, que é a linha de intersecção do plano da órbita da Terra em torno do Sol com o plano da órbita da Lua em torno da Terra.

21 TRAPPIST-1 e os outros planetas extra-solares O que é um planeta extra-solar? Por que é interessante? O que é a zona habitável? O que é TRAPPIST-1?

22 A receita da vida água e carbono: A água líquida é fundamental para a vida como a conhecemos: é muito importante porque é usada como um solvente para muitas reações químicas. Na Terra, temos a temperatura ideal para manter a água em estado líquido, e um dos principais motivos é a obliquidade da Terra em relação ao plano da eclíptica a cerca de 23, o que permite mudanças das estações do ano. Solventes não água. Uma forma de vida extraterrestres, no entanto, pode desenvolver e utilizar um outro solvente que não a água, tal como amoníaco, ácido sulfúrico, formamida, hidrocarbonetos, o (a temperaturas mais baixas) de azoto líquido. A temperatura e efeito estufa: Um ingrediente chave que afeta o desenvolvimento da vida em nosso planeta é a temperatura. As principais razões pelas quais a Terra tem sua temperatura atual são o aquecimento interior, e o efeito estufa.o efeito de estufa retarda o retorno da luz infravermelha para o espaço. Protegendo a Terra dos raios cósmicos: A vida em nosso planeta pode se desenvolver porque a atmosfera e os campos magnéticos da Terra nos protege dos partículas de alta energia e radiação provenientes do espaço. Os raios cósmicos de alta energia não são o único perigo: também as partículas carregadas provenientes do Sol (vento solar), também podem ser perigosas para a vida; por exemplo, raios UV podem danificar o ADN e as proteínas, destruindo as moléculas de ácido fólico. Tal deficiência pode causar (mesmo em 75% dos casos) em recém-nascidos espinha bífida. A camada de ozono (O3) na atmosfera superior actua como um escudo natural para raios UV, absorvem a maior parte deles. 22

23 Zona habitável Uma região do espaço ao redor de uma estrela onde o nível de radiação emitida pela mesma permitiria a existência de água líquida na superfície de um planeta/satélite natural que ali se encontre, sem que os oceanos fervam por causa da estrela estar perto de mais, e sem que os oceanos congelem pela estrela estar longe de mais.