Introdução à Astronomia – AGA 210
Prova 3 – 30/11/2017
Nome:Identificação USP:
Teoria de Formação do Sistema Solar
1- Dentro da Teoria de Ciência Planetária existe a previsão de que ocorrem processos que governam a estrutura interna dos planetas. No caso do equilíbrio hidrostático dos planetas externos a força da gravidade é quem se contrabalança com a pressão do fluido. No caso dos planetas internos, qual é a força que se contrabalança com a força da gravidade? (0,25)
a) Força da pressão de radiação b) Força de maré
c) Força da rididez do material d) Força forte
2 – A Teoria Moderna de Formação do Sistema Solar prevê 2 tipos de processos responsáveis pela formação e evolução do Sistema Solar – os catastróficos (locais e globais) e os evolucionários. Exemplos tais como a mudança no sentido do eixo de rotação de Vênus, as Marias na superfície da Lua e a formação da Lua podem ser decorrentes de que tipo de processo? ...e ocasionado por qual fenômeno? (0,25)
a) Catastrófico local; Bombardeio Pesado Tardio b) Catastrófico local; Bombardeio Pesado Tardio c) Catastrófico global; Explosão de Supernovas d) Catastrófico global; Explosão de Supernovas
3 – A busca por exoplanetas explora um critério denominado “Zona de Habitabilidade”. Descreva o que prevê este critério. (0,5)
Zona de Habitabilidade...depende da presença de água na forma líquida, e portanto, da energia recebida da estrela, que se traduz em faixas de valores de temperatura (T), como citado abaixo.
-> A uma distância de 0.95 UA a T = 100o C, ou seja, o ponto de ebulição da água. -> À distância de 1,4 UA, a T~ 0o C, ou seja, é o ponto de congelamento da água
.
Propriedades e Evolução de Estrelas ( 2,0; 0,2 cd )
4 - A medida da diferença entre 2 fluxos ou brilhos em 2 bandas de comprimentos de onda diferentes é definida como sendo : Indice de cor
5 - Estrelas são sistemas gasosos que produzem energia através de fusões termonucleares.
6 - Fotometria é uma técnica observacional que permite medir o brilho das estrelas.
7 - Determinação direta de massa em estrelas pode ser obtida somente via 3a Lei de Kepler realizando-se 2 etapas:
1) Soma das Massas 2) Razão das Massas
8 - A Classificação Espectral (OBAFGKM) utilizada atualmente para classificar estrelas é baseada na informação de uma grandeza física denominada: Temperatura
9 - 85% das estrelas encontra-se localizada na região da Sequência Principal do Diagrama-HR.
10 - A variação no brilho de binárias do tipo eclipsante pode ser visualizada através do comportamento da: Curva de Luz
11 - 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) G5
12 - O mecanismo de geração de energia em estrelas de baixa massa, na fusão do He, é conhecido como: Cadeia PP (proton-proton) e nas estrelas de alta massa é: Ciclo CNO
13 - Durante a fase evolutiva mais duradoura de uma estrela o núcleo da estrela está realizando reações termonucleares de núcleos de Hidrogênio em núcleos de Hélio. A região do diagrama HR onde essas estrelas se encontram é conhecida como: Sequência Principal
Evolução e Estágios Finais das Estrelas
14 - Porque os aglomerados de estrelas são os “laboratórios” ideais para estudos evolutivos de estrelas? (0,25) a) Pq a luz combinada de estrelas faz com que sejam mais fáceis de ver.
c) Aglomerados de estrelas tem sempre a mesma idade, composição química similar, e aproximadamente a mesma distância. d) Estrelas em aglomerados são todas relativamente jovens e, portanto, brilham mais, facilitando as observações
15 - Quais dos seguintes tipos de estrelas são os mais comuns? (0,25)
a) Anãs Brancas b) Gigantes Vermelhas c) Supergigantes d) Anãs
16 - O tempo de vida de uma estrela é proporcional a: (0,25)
a) Massa x Luminosidade b) Massa / Luminosidade (M/L) c) Luminosidade / Massa (L/M) d) Massa + Luminosidade e) Nenhuma das anteriores
17 - De acordo com o Teorema de Virial, as condições de estabilidade de um sistema oomo uma nuvem molecular de gás depende do equilíbrio entre a Energia Potencial (Ep) e a Energia Cinética (Ec) - (Ec=Ep). Em que condições ocorreria o colapso deste sistema? (0,5)
a) A densidade deve ser extremamente baixa permitindo que a Ec + Ep = 0 e ocorra o colapso. b) A pressão do gás ser muito alta permitindo que Ep < Ec e ocorra o colapso.
c) A Ec deve ser alta para contrabalançar a força gravitacional (Eg) e impedir o colapso.
d) A Ec deve ser baixa o suficiente para que a força gravitacional (Eg) seja dominante e ocorra o colapso. 18 – Qual o ordenamento cronológico que ocorre para o nascimento de uma SN II, ordene-os. (0,5)
a) ....caroço de ferro não consegue fundir e produzir reações exotérmicas. b) ....ocorre a “neutronização” do caroço e liberação de fótons.
c) ....ocorre a degenerescência de neutrons. d) ....ocorre a foto-desintegração
e) ....Fg >> Fneutrons-degenerados e ocorre a explosão a-> c -> d -> b -> e
19 – 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. Inclua no gráfico um estágio de evolução que não consta do gráfico (0,5)
SP -> Gigantes -> SG -> Nebulosas Planetárias -> Anã Branca
Nebulosa Planetária
20 – 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? (0,25)
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.
21 – Em estrelas de alta massa (M > 8 Msol) a fusão nuclear termina no Fe. Por que motivo? (0,25)
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 degenerescencia que se estabiliza com a força gravitacional. d) Devido a pressão de degenerescência de elétrons.
22 – A figura abaixo mostra a evolução de um sistema binário de uma Gigante Vermelha e uma Anã Branca. Qual o fenômeno que justifica o aparecimento do evento da estrela denominada “Nova”? (0,5)
A evolução da GV preenche o Lobulo de Roche e ao atingir o limite deste lóbulo, matéria vai passar pelo ponto de lagrange (L1), criando um disco de acresção devido a rotação da secundária. Este mecanismo aquece cada vez mais até que atinge a temperatura de fusão explosiva do hidrogênio produzindo um envento denominado “Nova”
23 - Quando uma SN I explode, qual o(s) tipo(s) 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? (0,5)
--> Entre 1,4 MᏫ e 3,0 Msol : estrela de neutrons (--> pulsar) --> Maior que 3,0 Msol. : buraco negro
24 - Qual a interpretação que é dada no D-HR às trajetórias evolutivas de uma estrela? (0,25)
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.
25 - Qual a evolução que uma estrela de baixa massa (M < 8MO) vai ter após a saída da SP ? (0,5)
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
26 – Faça um esquema simples mostrando quais são os estágios de evolução final que uma estrela de alta massa (M > 8 MO) vai ter após a saída da SP ? (0,5)
SGV -> SN -II -> Estrela Neutrons ou -> Buraco Negro
27 – A partir da magnitude absoluta obtida pelo tipo espectral (A1V) da estrela Sírius A e da medida da magnitude aparente obtida por um astrônomo, o Módulo de Distância de Sírius A foi calculado como sendo -2,88. Baseado no gráfico abaixo e nas equações abaixo, responda: (2,0)
a) Qual é a sua distância ? b) Qual sua temperatura ? c) Qual seu fluxo ?
d) Qual sua luminosidade? e) Qual sua massa ?
f) Qual o tempo de vida da estrela?
Questão Adicional (0,5) – Tarefa de casa solicitada....
Questão 01 – Lista 4 - Calcule a luminosidade do Sol (L) e a potencia (P – energia total emitida por área e por segundo) sabendo que o comportamento do espectro contínuo observado do Sol se encontra na figura
abaixo e que o raio do Sol R=7x105 km.
a) Considerando que a Temperatura efetiva do Sol é 5778 K ( e não a temperatura obtida genericamente para uma estrela do “tipo” do Sol no gráfico exibido no exercício).
b) Aponte um erro no cabeçalho do exercício. (dica: analisar as unidades dos conceitos de Fluxo, Brilho, Luminosidade e Potência...!). Veja Tabela 2 no Roteiro 1, valores de constantes....
F = L/4πd2 ( ergs x s-1 x m2 ) ou F = σT4 --> lembrar que Watt = ergs x s-1 L = 4πd2 F ( ergs x s-1)
Outras fórmulas de interesse....
--> m - M = 5 log d (pc) – 5 ; d (pc) = 10 m-M/5 +1 --> m = -2,5 log F
