André Luiz da Silva Observatório Dietrich Schiel CDCCUSP Observatório Dietrich Schiel Repassando evolução de estrelas de pouca massa SP AB Resumo evolução de e strelas de pouca massa ID: 793829
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Slide1
Evolução de estrelas de grande massa
André Luiz da Silva
Observatório Dietrich
Schiel
/CDCC/USP
Observatório Dietrich
Schiel
Slide2Repassando:
evolução de estrelas
de pouca massa
Slide3SP
AB
Resumo:
evolução
de
e
strelas de pouca massa
Nuvem interestelar
Crédito : André Luiz da Silva/CDA/CDCC/USP
Subgigante
NP
AN
R.I.P.
Protoestrela
GV/RH/RAG
Imagens fora de escala
Slide4Evolução de binárias
Slide5Evolução de binárias
Crédito : André Luiz da Silva/CDA/CDCC/USP, baseado em figura de
Chaisson
&
McMillan
,
Astronomy
Today
Evolução de binárias
Lobo de Roche
Lobo de Roche
Ponto de
Lagrange
Plano das órbitas
Crédito : André Luiz da Silva/CDA/CDCC/USP, baseado em figura de
Chaisson
&
McMillan
,
Astronomy
Today
O caso de Algol
Slide8Crédito :
Wikipedia
Variação de magnitude: 2,1 a 3,4
Duração do eclipse primário: 10h
Algol
O caso de
Algol
(
β
Persei
)
Para a Terra
Distância do sistema:
93
a.l.
Componentes:
B8V, K0IV
Massas:
3,2
M
ʘ
,
0,8
M
ʘ
,
respectivamente.
Separação:
4 milhões de km
Período orbital:
3 dias
Crédito : André Luiz da Silva/CDA/CDCC/USP
Slide10Algo estranho?
B8
V
→
3,2
M
ʘ
K0
IV
→
0,8
M
ʘ
Fonte da imagem do olhar de
Chloe
: http://knowyourmeme.com/memes/side-eyeing-chloe
Slide11Crédito : André Luiz da Silva/CDA/CDCC/USP, baseado em figura de
Chaisson
&
McMillan
, Astronomy Today
Ib
II
L
ʘ
Temp.
1
6.000°C
3
0.000°C
3.000°C
10.000
10.000°C
0,01
100
0,0001
Ia
Classes de luminosidade
III
IV
V
SP
Ib
: supergigantes
II: gigantes brilhantes
Ia: supergigantes brilhantes
III: gigantes
IV: subgigantes
V: SP
11
Slide12O caso de
Algol
(
β
Persei
)
Crédito : André Luiz da Silva/CDA/CDCC/USP, baseado em figura de
Chaisson
&
McMillan
,
Astronomy
Today
Estrela 1
3
M
ʘ
Estrela 2
1
M
ʘ
O caso de
Algol
(
β
Persei
)
Estrela 2
Estrela 1
Crédito : André Luiz da Silva/CDA/CDCC/USP, baseado em figura de
Chaisson
&
McMillan
,
Astronomy
Today
O caso de
Algol
(
β
Persei
)
Estrela 2
Estrela 1
Crédito : André Luiz da Silva/CDA/CDCC/USP, baseado em figura de
Chaisson
&
McMillan
,
Astronomy
Today
O caso de
Algol
(
β
Persei
)
Estrela 1
0,8 M
ʘ
Estrela 2
3,2
M
ʘ
Crédito : André Luiz da Silva/CDA/CDCC/USP, baseado em figura de
Chaisson
&
McMillan
,
Astronomy
Today
Novas
& Supernovas
do tipo Ia
Slide17Nova
Estrela de SP ou Gigante
Crédito : André Luiz da Silva/CDA/CDCC/USP, baseado em figura de
Chaisson
&
McMillan
,
Astronomy
Today
Anã Branca
Lobo de Roche
Lobo de Roche
Ponto de
Lagrange
L
1
Disco de
Acreção
“Hot Spot”
Slide18Nova
Crédito : André Luiz da Silva/CDA/CDCC/USP, baseado em figura de
Chaisson
&
McMillan
,
Astronomy
Today
Curva de luz - nova
1
10.000
0,01
100
L
ʘ
Tempo (dias)
0 50 100 150
Crédito : André Luiz da Silva/CDA/CDCC/USP, baseado em figura de
Chaisson
&
McMillan
,
Astronomy
Today
Nova
Crédito: NASA/
JPL-Caltech
Slide21Nova
Delphini 2013
Crédito : antes:
Digitized Sky survey
1990 depois: André van der Hoeven - www.astro-photo.nl
Slide22Supernova do tipo Ia
Slide23Supernovas tipo I
Espectro
pobre em H
Tipo
Ia
: Sistemas binários
ou
fusão de anãs brancas
Slide24Supernova 1994D – tipo Ia
(em NGC 4526)
Crédito da imagem: Telescópio Espacial Hubble
Slide25Supernova tipo Ia-teoria 1
Crédito: Credit:ESO/M.
Kornmesser
Slide26Supernova tipo Ia-teoria 2
Crédito: NASA/CXC/SAO
Slide27Curva de luz – supernova tipo Ia
10
10
109
L
ʘ
Tempo (dias)
0 50 100 150 200
Crédito : André Luiz da Silva/CDA/CDCC/USP, baseado em figura de
Chaisson
&
McMillan
,
Astronomy
Today
, com adaptações
10
8
10
7
10
6
Slide28Evolução de
estrelas massivas
Slide29Estrelas “massivas”
≥ 8 M
ʘ : estrelas atingem temperaturas internas suficientes para
fusão do C
Fusão do C: T=600 milhões de ºC
Slide30Estrelas de maior massa evoluem mais rapidamente:
T
SP
:
tempo de vida na
SP
(em termos de tempo de vida do
Sol
)
M
:
massa da estrela (em
M
ʘ
)
Slide31Tempo de vida na SP
Fonte: Mike Inglis
: Observer’s
Guide to
Stellar Evolution, com adaptações
Massa (
M
ʘ
)
Classe Espectral
Luminosidade
(
L
ʘ
)
Tempo SP
(anos)
25
80.000
O
3 M
3
60
F
3 G
1
1
G
10 G
0,5
0,03
M
56 G
Slide32Trajetórias evolutivas – pós SP
Temp.
1
10.000
Crédito : André Luiz da Silva/CDA/CDCC/USP, baseado em figura de
Chaisson
&
McMillan
,
Astronomy
Today
0,01
100
L
ʘ
0,0001
SP
6.000°C
3
0.000°C
3.000°C
10.000°C
100 R
ʘ
10 R
ʘ
1R
ʘ
0,1R
ʘ
1 M
ʘ
10 M
ʘ
4 M
ʘ
Flash do He
C
O
He
He
Slide33Supernova do tipo II
Slide34Supergigante vermelha
Crédito : André Luiz da Silva/CDA/CDCC/USP, baseado em figura de
Chaisson
&
McMillan
,
Astronomy
Today
Próximo Slide...
Núcleo
Imagens fora de escala
Slide35Crédito da imagem: André Luiz da Silva/CDA/CDCC/USP, baseado em figura de
Chaisson
&
McMillan
,
Astronomy
Today
Imagem fora de escala e cores ilustrativas
Fusão Si
Fusão
Mg
Fusão
Ne
Fusão O
Fusão C
Fusão He
Fusão H
Fe inerte
“envelope” de H
Núcleo “Cebola”
Slide36Supernovas tipo II
Espectro
rico em H
Estrelas massivas: colapso do
núcleo de Fe
Slide37Supernova tipo II
Crédito: ESA/
Hubble (M. Kornmesser
& L. L. Christensen)
Slide38Curva de luz – supernova tipo II
10
10
109
L
ʘ
Tempo (dias)
0 50 100 150 200
Crédito : André Luiz da Silva/CDA/CDCC/USP, baseado em figura de
Chaisson
&
McMillan
,
Astronomy
Today
, com adaptações
10
8
10
7
10
6
Slide39Curvas de luz - supernovas
10
10
109
L
ʘ
Tempo (dias)
0 50 100 150 200
Crédito : André Luiz da Silva/CDA/CDCC/USP, baseado em figura de
Chaisson
&
McMillan
,
Astronomy
Today
, com adaptações
10
8
10
7
10
6
Tipo Ia:
Tipo II:
Slide40Supernova de 1054 (tipo II)
Fonte
da imagem
: http://www.skyimagelab.com/m1-hubble-crab-nebula.html
Slide41Nebulosa do Caranguejo – M1
Crédito da imagem
: Telescópio
Espacial Hubble Disponível em http://www.hubblesite.org
Slide42Remanescente de SN Vela
Crédito da imagem
: Robert Gendler
(APOD 06/03/2008)
Slide43Crédito: IAG-USP/UFABC
nucleossíntese e a origem dos elementos químicos
Slide44Estrelas de nêutrons
e pulsares
Slide45Remanescente
de supernova
Créditos : André Luiz da Silva/CDA/CDCC/USP; pulsar:
http://astro.if.ufrgs.br
Imagens fora de escala
Slide46Estrela de nêutrons/pulsar
Crédito da imagem
: ESO/L. Calçada
Slide47Modelo de farol
Crédito da
imagem: http
://astro.if.ufrgs.br, com adaptações
e
quador
eixo de rotação
Slide48Densidade de estrela de nêutrons
ρEN
≈ 10
17 kg/m
3
10
5
x
Crédito das imagens: caminhão:
http://www.logisticadescomplicada.com
/
colheres: http://pt.aliexpress.com
100
milhões
de
toneladas (10
14
g)
Slide49Pulsar em M1
Crédito
das imagens:
Chandra X-
ray Observatory (centro); Cambridge University (embaixo)
Slide50Buracos negros
Slide51Buraco Negro
Crédito da imagem: Mark A.
Garlick
Slide52Velocidade de escape
Onde:
v
esc
: é a velocidade de escape
G: é a constante de gravitação
universal
M
: massa do corpo
R
:
distância ao centro do corpo
Slide53Velocidade de escape
No caso da
Terra
:
12.700 km de diâmetro: 11 km/s
comprimindo até a
1/4 do tamanho: 22 km/s
comprimindo até
2 km: ≈ 900 km/s
comprimindo até
2 cm: ≈ 300.000 km/s = c
Slide54Raio de Schwarzschild
igualando-se a velocidade de escape a
c
na equação anterior, temos:
raio no qual a
velocidade de escape é igual à da luz
: nada consegue sair do corpo
Slide55Rs
e Horizonte dos eventos
como o
Rs
é proporcional à
M
, para o Sol temos um raio 300 mil vezes maior, ou
3 km
regra:
R
s
≈
3
M
*
km, com M
* em
Mʘ
a superfície esférica de raio
Rs é chamada de horizonte dos eventos
Slide56Rs
e Horizonte dos eventos
nas proximidades do
HE fenômenos “estranhos”:
marés
intensas
redshift gravitacional
dilatação
do tempo
Slide57Crédito: Mark
Garlick
Como detectar um buraco negro?
Slide58Imagens fora de escala
SP
Supergigante
vermelha, fusão até o Fe
Resto de SN
Nuvem interestelar
Crédito : André Luiz da Silva/CDA/CDCC/USP
Fusão do He
SN tipo II
EN ou BN
R.I.P.
Protoestrela
Resumo: evolução
de
e
strelas massivas
Slide59Indicações para estudo
Slide601) À Luz das Estrelas, Lilia
Irmeli Arany
-Prado. DP&A editora, 2006 – link para download
2) ABCD da Astronomia e
Astrofísica, Jorge E. Horvath. Editora Livraria da Física, 2008. 3) Astronomia e Astrofísica, 3ª edição, Kepler de Oliveira e Maria de Fátima Saraiva. Editora Livraria da Física, 2014.
link para hipertexto
Slide614) Introdução
à Astronomia e Astrofísica, vários autores. Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais, 2010 –
link para download
5) O céu que nos envolve: Introdução à Astronomia para Educadores e Iniciantes
, Enos Picazzio (editor). Editora Odisseus /CNPq, 2011. – link para download
Slide626) Radioastronomia: Um Texto Introdutório,
André Luiz da Silva. Universidade Cruzeiro do Sul, TCC de Pós-Graduação Lato Sensu em Ensino de Astronomia, 2010. –
link para download
7) Revista Brasileira de Astronomia (lançamento em 2019 e atualmente no nº 2), Sociedade Astronômica Brasileira –
link para mais informações.
Slide63Em Inglês:
Astronomy Today (8th. ed.),
Eric Chaisson
and Steve
McMillan. Pearson, 2014.Foundations of
Astronomy (13th. ed.)
, Michael A. Seeds
and Dana E. Backman
. Cengage Learning, 2016The
Cosmic
Perspective (8th. ed.)
, Jeffrey Bennet et al. Pearson, 2016.
Astrophysics
is
Easy
:
an Introduction for Amateur Astronomer
, Mike Inglis. Springer-Verlag
London, 2007.