Astronomia. O nosso Universo

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1 Astronomia O nosso Universo O sistema solar Distância entre a Lua e a Terra: Km (aprox. 1 seg-luz Velocidade da luz (c) : Km/s Distância média entre a Terra e o Sol: 146 milhões Km (aprox. 8 min-luz), chamada Unidade Astronômica (UA). Júpiter: 11 vezes maior que a Terra (5 UA do Sol). Saturno (anéis): 9 vezes o tamanho da Terra (10 UA do Sol). Plutão: mais distante da Terra (40 UA), a luz do sol leva 5,5 h para chegar a ele. Limite do sistema solar: região onde se originam os cometas ( vezes mais distante do Sol do que a Terra (1,5 ano-luz do Sol). A Terra: nosso planeta é constituído predominantemente de matéria sólida, apesar de apresentar substâncias líquidas nos oceanos e no seu núcleo, e gás em sua atmosfera.

2 Júpiter, Saturno e Plutão Está foto de 1999 mostra a lua Io e sua sombra refletida sobre a superfície de Júpiter. O planeta tem 67 luas confirmadas. A Io é uma das quatro maiores, conhecidas como luas galileanas, pois foram descobertas por Galileu Galilei. A sombra da Io anda sobre a superfície de Júpiter a uma velocidade de 17 km por segundo (Telescópio Hubble). As auroras de Saturno são parecidas com as terrestres e se elevam a mais de 1,6 milhão de quilômetros acima das nuvens dos pólos do planeta. Partículas carregadas se concentram nos pólos e produzem cor ao interagir com a atmosfera.

3 Plutão: planeta anão

4 As estrelas mais próximas Estrela Alfa Centauri (mais próxima de nós), vezes mais distante do Sol que Saturno ( UA). α Cen é um sistema estelar triplo:: duas estrelas de brilho semelhante (α Cen A e B) e uma terceira (Próxima Centauri), mais fraca e afastada das outras duas (distuinguíveis com telescópio pequeno). As estrelas binárias são importantes, pois permitem determinar as massas delas. A massa é a propriedade física mais importante de uma estrela. Como estimar a distância a α Cen? A luz emitida por um objeto espalha-se em todas as direções fazendo com que, longe do objeto, seu brilho observado diminua com o aumento da distância até ele. Se dobrarmos a nossa distância até uma lâmpada, seu brilho observado diminuirá de 4 vezes. α Cen é uma das estrelas mais brilhantes do céu, pode ser vista melhor no outono, no prolongamento leste do braço menor do Cruzeiro do Sul: primeiro você encontrará β Cen (outra estrela dupla brilhante) e em seguida α Cen. α Cen A é uma estrela semelhante ao Sol, mas seu brilho aparente é cerca de 40 bilhões de vezes menor que o que recebemos do Sol. Como α Cen e o Sol são semelhantes, podemos achar a distância a α Cen (distância multiplicada por ela mesma = 40 bilhões ou dist = vezes mais distante que o sol = 3 anos-luz). A distância é 4,3 anos-luz.

5 Estrelas mais próximas As estrelas mais fracas a olho nu têm brilho aparente cerca de 400 vezes mais fraco que α Cen, ou seja, se elas forem semelhantes ao Sol, estarão 20 vezes mais distantes que α Cen (dá um ideia das distâncias no nosso sistema estelar, a Galáxia, num raio de 17 anos-luz do Sol, são conhecidas umas 50 estrelas. As distâncias das estrelas mais próximas podem ser determinadas pela paralaxe anual. À medida que a Terra se move ao redor do Sol, ao longo do ano, vemos um deslocamento aparente das estrelas mais próximas comparadas com as mais distantes. Técnica: estender o dedo e olhar com um olho e o outro olho, os olhos fazem o papel da Terra, o dedo da estrela próxima, e a paisagem das estrelas ao fundo. Este ângulo medido desde a órbita da Terra é extremamente pequeno. Para objetos mais distantes: usamos o fato de que o brilho aparente de uma estrela medido na Terra depende de quanta radiação ela emite por segundo em todas as direções (luminosidade) e que o brilho aparente cai com o inverso do quadrado da distância da estrela (ex de α Cen). No caso de α Cen, ela tem a mesma luminosidade do Sol (semelhantes), então a diferença de brilho observada entre o Sol e α Cen é devida a diferença de distâncias entre estas estrelas e nós. Considere a estrela Sirius (α Canis Majoris) da constelação do Cão Maior, a mais brilhante estrela do céu, próxima à constelação de Orion, no prolongamento leste das Três Marias (está a 8,6 anos-luz de nós ou vezes mais distante que o Sol). O brilho de Sirius que recebemos na Terra é cerca de 10 bilhões de vezes menor que o do Sol. Se Sirius tivesse a mesma luminosidade que o Sol, deveria ser x = 300 bilhões de vezes mais fraca que o Sol; mas ela parece 10 bilhões de vezes mais fraca, então Sirius deve ser 300/10 = 30 vezes mais luminosa que o Sol. Assim, podemos calcular a luminosidade das estrelas conhecendo sua distância e seu brilho aparente.

6 A nossa Galáxia Vamos nos afastar da nossa estrela mais próxima, α Cen, vezes a distância entre ela e o Sol, 4,3 anos-luz. Vemos o conjunto de estrelas que forma a nossa Galáxia. O Sol e as estrelas mais próximas encontram-se a aproximadamente anos-luz do centro desse sistema estelar, Galáxia Via Láctea, que contém 100 bilhões de estrelas. A distribuição das estrelas na nossa Galáxia é principalmente sob a forma de um disco que possui um movimento de rotação em torno do seu centro. A velocidade do Sol e das estrelas da sua vizinhança em torno desse centro é de 250 km/s, completando uma volta a cada 250 milhões de anos. Sistema Solar formado a 5 bilhões de anos atrás. O tamanho aproximado do disco da Galáxia é de anos-luz. A forma achatada da nossa Galáxia é evidente quando, em noites de inverno claras e sem luar, é possível ver no céu uma faixa de estrelas, a Via Láctea, visão que resulta de nossa posição particular na Galáxia, ou seja, o Sol está no disco de nosso sistema estelar. Quando olhamos ao longo do disco, vemos um número maior de estrelas do que quando olhamos para fora do plano da Galáxia.

7 A Via Láctea A Via Láctea no Observatório Paranal, no Chile. O laser adaptativo do telescópio aponta para o centro galáctico.

8 A Via Láctea

9 A Lua A Lua, satélite natural da Terra, possui cerca de três décimos do diâmetro desta. Na sua superfície, podemos distinguir várias crateras. As maiores têm diâmetros de centenas de quilômetros, enquanto que as menores são quase microscópicas.

10 O Sol SOHO (Solar and Heliospheric Observatory) image of the sun in the extreme ultraviolet range with the EIT instrument (image credit: ESA, NASA). Imagem óptica do Sol, nossa estrela: ele é essencialmente uma bola de gás muito quente que se mantém coesa pela ação de sua própria gravidade (SOHO/NASA).