conceitos básicos de astronomia
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Astronomia: Conceitos Básicos
Par de galáxias ARP 87, distantes a mais de 300 milhões de anos-luz da Terra. Foto: Hubble (Fevereiro/2007). Foto retirada do site Apolo11.com
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O que é astronomia?
Astronomia é a ciência que estuda fenômenos que ocorrem fora da Terra.
Ela descreve planetas, estrelas, cometas, asteróides, etc.
É distinta da astrologia, o estudo místico da influência dos astros na vida humana.
Representação da eclíptica, a trajetória aparente do Sol vista do referencial da Terra. As constelações na eclíptica representam os signos do zodíaco.
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O que é astronomia?
Desde a Antiguidade é possível observar diferentes objetos no céu. O conhecimento astronômico auxiliava em atividades como agricultura e navegação.
A Astronomia é uma das ciências mais antigas da humanidade, onde diferentes visões surgiram no decorrer da história.
Modelo antigo da abóbada celeste. Imagem: blog Centro de Pesquisas da Antiguidade
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Corpos Celestes
Os objetos celestes mais visíveis são o Sol e a Lua.
Em muitas culturas a Lua é associada ao feminino e o Sol ao masculino.
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Sol
O Sol é uma estrela (corpo celeste com luz própria) no centro do Sistema Solar. É essencial para manter o calor e a luz na Terra.
Libera calor e energia por fusão nuclear de hidrogênio e hélio.
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Sol
Propriedades do Sol
Possui cerca de 109 vezes o tamanho da Terra.
A temperatura nas suas proximidades (coroa solar) pode chegar até 5 x 106 K.
A gravidade em suas proximidades é cerca de 28 vezes maior que a da Terra.
A luz do Sol demora cerca de oito minutos para chegar na Terra.
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Lua
A Lua é o satélite natural da Terra.
É essencial para o controle de nossas marés.
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Lua
Propriedades da Lua
Possui cerca de 3474,8 km de diâmetro equatorial.
Sua gravidade é cerca de 0,16g.
Possui cerca de 1/16 da massa da Terra.
Orbita a Terra por volta de 27 ou 28 dias (contamos os meses com base na Lua).
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Lua
Fases da Lua
Como a Lua não tem luz própria (só reflete a luz do Sol), nem sempre a vemos inteira.
Diagrama das fases da Lua no Hemisfério Norte a partir da Lua Nova.
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Sistema Solar
É o conjunto dos planetas que orbitam em torno do Sol.
Os planetas do Sistema Solar são:
MercúrioVênusTerraMarteJúpiterSaturnoUranoNetuno(Plutão não é mais considerado planeta).
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Mercúrio
O planeta mais próximo do Sol.
Possui um diâmetro de aproximadamente 4879,4 km.
Possui uma gravidade deaproximadamente 2,78 m/s2
Não possui uma atmosfera relevante.
Não possui satélites naturais.
Apresenta temperaturas muito quentes (427 oC), mas também frias (- 173 oC).
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Vênus
Possui massa e tamanho próximos aosda Terra.
Possui uma gravidade deaproximadamente 8,87 m/s2
Possui atmosfera densa e um forteefeito estufa.
Não possui satélites naturais e orbita o Sol no sentido oposto ao dos outros planetas.
Possui uma temperatura média de aproximadamente 735 K.
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Marte
Possui diâmetro de aproximadamente6792,4 km.
Possui uma gravidade deaproximadamente 3,71 m/s2
Aparência avermelhada por conter óxido de ferro em sua superfície.
Muitas espaçonaves da Terra foram enviadas para Marte. Existência de água e gelo já foi comprovada.
Possui uma temperatura média de aproximadamente – 63 oC e dois satélites naturais (Deimos e Fobos).
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Júpiter
O maior planeta do Sistema Solar(cerca de 142194 km de diâmetro)
Primeiro planeta gasoso (ou joviano)por não conter superfície sólida, assim como Saturno, Urano e Netuno.
Tem cerca de 1000 vezes o volume da Terra, cerca de 300 vezes a sua massa e cerca de 2,5 vezes a sua gravidade.
Possui 67 satélites naturais.
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Saturno
Segundo maior planeta do Sistema Solar(cerca de 120536 km de diâmetro)
Sua gravidade é quase igual à da Terra (cerca de 10,44 m/s2)
Possui uma densidade de 0,67 g/cm3 (Saturno poderia flutuar na água!)
Possui vários aneis feitos de partículas de gelo
Possui 62 satélites naturais.
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Urano
Diâmetro de 51118 km.
Gravidade cerca de 8,69 m/s2.
Frio (cerca de -220 oC de temperaturamédia) por estar longe do Sol.
Possui alguns aneis (não tão notáveis quanto os de Saturno)
Tem um eixo de rotação praticamente “deitado”.
Possui 27 satélites naturais.
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Netuno
Diâmetro de 49258 km.
Gravidade cerca de 11,15 m/s2.
Cerca de -201 oC de temperaturaMédia).
Parte de sua coloração azul se deve às camadas de metano em sua atmosfera.
Possui 14 satélites naturais.
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Plutão
Não é mais planeta, mas vale a pena comentar sobre ele...
É um planeta-anão. Não é mais considerado planeta não apenas por ser pequeno demais mas também por compartilhar sua órbita ao redor do Sol com outro corpos.
Possui 2306 km de diâmetro, aproximadamente 0,6 m/s2 de gravidade.
Seu principal satélite é Caronte com o qual forma um tipo de “planeta binário”.
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Terra
Único planeta do Sistema Solar com vida conhecida. Muitos fatores contribuem para isso (como, por exemplo, campos magnéticos e camadas de gás que permitem a proteção contra radiação solar).
Cerca de 12756 km de diâmetro.
Gravidade de aproximadamente 9,8 m/s2.
Temperatura média de aproximadamente 14 oC.
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Movimento da Terra
Demora cerca de 365 dias e algumas horas para dar uma volta ao redor do Sol. Essas horas a mais são contabilizadas no dia 29 de fevereiro dos anos bissextos.
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Movimento da Terra
O movimento de translação da Terra explica as estações do ano. Pela primeira lei de Kepler, o movimento dos planetas do Sistema Solar é próximo de uma elipse e, portanto, em certos momentos do ano a Terra está mais afastada ou mais próxima do Sol.
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Eclipse
As posições da Terra, da Lua e do Sol podem causar um fenômeno chamado eclipse.
Quando a Terra fica entre o Sol e a Lua formando uma sombra na Lua, temos um eclipse lunar.
Quando a Lua fica entre o Sol e a Terra formando uma sombra na Terra, temos um eclipse solar.
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Eclipse
Eclipse Lunar
Eclipse Solar
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Asteroides
Asteroides são corposcelestes menores doque planetas, mas quetambém apresentamórbita definida aoredor do Sol.
Asteroide Eros (órbita próxima a Marte)
Asteroide Ceres (órbita próxima a Marte)
Asteroide B612(O PequenoPríncipe de Antoine de Saint-Exupéry)
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Cometas, Meteoros e Meteoritos
Cometas são corpos compostos de rocha e gelo. Se o gelo evapora enquanto o cometa em movimento forma uma cauda.
Meteoros são corpos rochosos que entram na superfície da Terra e podem ou não se desintegrar.
Meteoritos são meteoros que chegam na superfície da Terra.
Cometa
Meteoro chegando na Terra
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Evolução das Estrelas
Estrelas surgem pelo agrupamento de nuvens de gás e poeira cósmica pela força da gravidade. Com isso, a temperatura aumenta, bem como a energia das partículas envolvidas, permitindo assim que fusões nucleares sejam realizadas. Enquanto houver energia para essas fusões ocorrerem, a estrela consegue equilibrar a pressão gravitacional. No entanto, quando o combustível para as fusões terminar, a estrela colapsará com a gravidade.
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Evolução das Estrelas
Após esse colapso final, haverá uma imensa liberação de energia e as estrelas podem terminar como:
Anãs Brancas: se sua massa for relativamente pequena (o Sol é um exemplo de estrela com massa pequena).
Estrelas de Nêutron: quando o colapso é tão grande que transforma a maioria dos prótons da estrela em nêutrons.
Buracos Negros: o colapso é ainda maior, gerando um objeto de massa grande o bastante para distorcer o espaço-tempo ao redor de modo significativo.
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Buracos Negros
Um buraco negro é o resultado do colapso de uma estrela com muita massa (muita mesmo!).
O objeto resultante é tão denso que distorce o espaço e o tempo, de tal modo que nem mesmo a luz consegue escapar daquela região. Por isso, ninguém pode saber o que está no interior de um buraco negro.
Representação das distorções espaço-temporais de diferentes corpos, incluindo um buraco negro. Além do horizonte de eventos, não há como observar o que ocorre.
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Galáxias
Um conjunto de diversas estrelas gravitacionalmente ligadas é chamado galáxia.
A galáxia onde está nosso Sol é chamada de Via Láctea.
Via Láctea
Nebulosa de Andrômeda
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Matéria Escura
Uma matéria não visível, mas detectada.
Acredita-se que o Universo tenha mais matéria escura do que matéria comum.
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Energia Escura
Energia escura é o nome dado à possível causa da expansão acelerada do universo.
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Expansão Cósmica
Sim, o universo está se expandindo.
Isso é comprovado pela detecção de efeito Doppler com as ondas de radiação provenientes de estrelas distantes. Há um desvio para o vermelho da radiação proveniente das estrelas.
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Formato do Universo
Qual o tipo de curvatura do universo? Dependendo de uma constante esperada na relatividade geral ele pode ter curvatura plana, negativa ou positiva.
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Escalas Astronômicas
Qual é o tamanho do Universo?
Acredita-se que seja por volta de 46 bilhões de anos-luz.
Um ano-luz é a distância que a luz percorre em um ano (Portanto é uma medida de distância e não de tempo como muitos confundem!)
Ver http://htwins.net/scale2/lang.html para ter uma ideia melhor do tamanho do nosso Universo!
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Escalas Astronômicas
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Cosmologia
Como o Universo começou?
Como o Universo irá terminar?
Cosmologia é o ramo da astronomia que estuda a origem e o fim do universo.
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Cosmologia
Origem: A teoria científica mais aceita é que o universo tenha se originado de uma singularidade e expandido (teoria do Big Bang).
Fim: Teorias de fim do universo são variadas. Opções incluem Big Crunch, morte térmica ou mesmo que o próprio universo será devorado por buracos negros.
E uma última pergunta: diante de tudo isso, nós fazemos alguma diferença para o universo?