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Diamantes no Céu? Kepler Oliveira, UFRGS Antonio Kanaan, UFRGS-UFSC Odilon Giovannini, UFRGS-UCS Don Winget, Texas.

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2 Diamantes no Céu? Kepler Oliveira, UFRGS Antonio Kanaan, UFRGS-UFSC Odilon Giovannini, UFRGS-UCS Don Winget, Texas

3 Sirius e Anã Branca

4 Anãs Brancas Pulsantes n Estrutura interna das estrelas n Taxa de esfriamento das estrelas n Idade das estrelas mais velhas da Galáxia -> Idade do Universo Taxa de Expansão do Universo pela velocidade das galáxiasTaxa de Expansão do Universo pela velocidade das galáxias Cúmulos GlobularesCúmulos Globulares Decaimento RadiativoDecaimento Radiativo Esfriamento das Anãs BrancasEsfriamento das Anãs Brancas Distância às Supernovas Tipo 1Distância às Supernovas Tipo 1

5 Mapa do tesouro 17 anos luz (40 quatriliões de km) a leste do Cruzeiro do Sul, na constelação do Centauro. Mais detalhes por uma pequena taxa, ou adquirindo ações de nossa companhia de mineração!

6 Sismologia Luigi Palmieri ( ), italiano, estudou a passagem das ondas em areia, determinando a velocidade de 825 pés/s e em granito sólido, 1665 pés/s, além de outros materiais e propôs o uso da palavra sismologia. Velocidade do som: Ar 331 m/sAr 331 m/s Chumbo 1230 m/sChumbo 1230 m/s Água 1450 m/sÁgua 1450 m/s Ferro 5130 m/sFerro 5130 m/s

7 Sismologia na Terra Terremoto em Kamchatka 1952 Além do período de 44,3 minAlém do período de 44,3 min novo período de 101 minnovo período de 101 min

8 Atermen et al. (Weizman Inst.)1959 núcleonúcleo denso: 18 g/cm 3 ! centrosuperf. R g/cm 3 ) g/cm 3 )

9 Evolução Estelar Massa < 10 M sol : Anã branca 10 M sol < Massa < 25 M sol : Estrela de Neutrons 10 M sol < Massa < 25 M sol : Estrela de Neutrons Massa > 25 M sol : Buraco Negro

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11 Nebulosas Planetárias observadas pelo Telescópio Espacial

12 Brilho e Temperatura Diagrama H-R

13 Anãs Brancas esfriam e pulsam

14 Estrelas Anãs Brancas Pulsantes n Anãs Brancas ~ 5000 n Pulsantes ~ 60 n DAV - T eff = K ~ anos luz de distância (40 quatrilhões de km)

15 Observações: telescópio de 1,6 m Laboratório Nacional de Astrofísica Brasópolis, MG

16 Telescópio

17 Brilho Muda com o Tempo

18 Pulsações … Sismologia

19 Amplitude no interior

20 Tempo (dias) Brilho

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22 PG : 101 pulsações detectadas n Massa total : (0,59 +/- 0,01) M Sol n Luminosidade -> distância n Massa das camadas superficiais

23 Mudança do período com o tempo José Eduardo da Costa

24 Mas o período aumenta com o tempo!

25 BPM Diamante no Céu? 10 2 o = 12 x 10

26 Distribuição de Massa

27 Determinação da Massa n Espectro IUE n Espectro Ótico n T eff = K n Massa = 1,1 M sol 0,6 M Sol

28 A mais massiva das variáveis

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30 Transição de fase para cristal A parte pontilhada corresponde a P(líquido quântico)/P(gás ideal) > 1. Efeitos quânticos iônicos são importantes à direita desta linha ( quânticos iônicos são importantes à direita desta linha ( 1975

31 Parâmetro de Coulomb Energia livre do líquido: F L (x i, T)=F i ideal + F i excesso + F i quantum +F e ideal +F e x +F ie Energia livre do sólido: F S (x i, T)=F i térmico + F i inharmômico + F i Madelung +F e ideal +F e x

32 Cristalizada?

33 Calor Específico Líquido TCristal Cristal C V /Nk log T(K) log

34 Diagrama de Fase - C/O Fração do Elemento na Fase

35 Cristalização O C

36 Spindle?

37 Região de formação da pulsação He/H C/He O/C superfíciecentro

38 Pulsações detectadas na descoberta 637s 548s

39 n Brasil n Chile n Austrália n Nova Zelândia n África do Sul

40 Whole Earth Telescope Beijing

41 Curva de Luz

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44 Pulsações Presentes

45 Períodos em segundos

46 Sismologia: Comparação com Modelos

47 Modelos evolucionários

48 Cristalizado ou não? núcleo superfície Fluído Sólido

49 Variação dos períodos com cristalização

50 Distribuição de Períodos

51 Super-Diamante? n Diamante n Cristal C n FCC n 3,08A entre átomos n 2 elétrons partilhados n T < 8000 K n 10 mil atm < P < 1,2x10 8 atm n BPM37093 n Cristal C n BCC n 0,01A entre núcleons n todos elétrons livres (degenerados) n T = 7 milhões K n P = 5x10 18 atm = 36 Ton/cm 3 = 36 Ton/cm 3 n E íons > 2kT (quântico) n cristal quântico metálico Pressão (Mbar) o o

52 Cristal Quântico? O deslocamento médio dos núcleons vibrando ao redor dos sítios da rede é determinado pela energia mínima quântica, e não pela temperatura, e portanto trata-se de um cristal quântico. W (q) = freqüência angular dos fonons da rede Chabrier et al (1992)Nature,360,L48

53 Separação dos elementos! Dependendo da razão das cargas, pode haver separação ou não! Z 1 /Z 2 =0,5 5 Z 1 /Z 2 =0,75 Z 1 /Z 2 =0,70

54 Phase Transition n Eutectic n Azeotropic n Spindle n Imissible (total phase separation) n Same rate o chemicals after transition n Mixed but more O than C

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56 Liberação do calor latente e separação de fases TransiçãoTransição de fase de primeira ordem liberação de calor latente

57 Retardo causado pela separação

58 Taxa de reação nuclear Quantidade de 22 Ne depende principalmente deQuantidade de 22 Ne depende principalmente de [C Ne 20 Mg 24 ] Reaçãonãoressonante T > 10 8 K e g/cm 3 Incerteza no cálculo da taxa de 50%!

59 Identificação das pulsações com o HST

60 Amplitude no UV

61 Ultravioleta: Telescópio Espacial Hubble

62 G160 L FOS HST

63 HST Faint Object Spectrograph

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65 Relógio Ótico mais preciso conhecido

66 G117-B15A

67 O relógio mais estável conhecido Atrasa 1 s a cada 10 milhões de anos!

68 Função Luminosidade e a Idade da Galáxia 9 +/- 2 Gano: e o calor latente de cristalização? 9 +/- 2 Gano: e o calor latente de cristalização?

69 HST: Galáxias formaram-se 1 Gano depois do Big-Bang

70 Idade do Universo Se houver separação de elementos,Se houver separação de elementos, principalmente 22 Ne, idade + 0,5Ganos: (12 +/- 2) Ganos. (12 +/- 2) Ganos.

71 Constante Cosmológica Constante Cosmológica Boomerang e SNI indicamBoomerang e SNI indicam Universo em aceleraçãoUniverso em aceleração Energia do vácuo positivaEnergia do vácuo positiva Expansão eternaExpansão eterna

72 Idade do Universo Idade = (11,5 + 2,7) Bilhões de anos < 14,6 bilhões de anos com 97,7% confiança Idade Universo = Idade Disco + Halo + Formação da Galáxia Idade Disco + Halo + Formação da Galáxia ,5 + 1, bilhão de anos 1 ano-luz=9,4 trilhões de km

73 Anãs Brancas no Cúmulo Globular M4 Abril 2002 – 8 dias de exposição com HST Idade= Ganos Idade= Ganos

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75 Idade do Universo em 2002 Taxa de Expansão do Universo - Idade: 1/H = (12 + 1) GanosTaxa de Expansão do Universo - Idade: 1/H = (12 + 1) Ganos Cúmulos Globulares - Idade: (13,2 + 1,5) GanosCúmulos Globulares - Idade: (13,2 + 1,5) Ganos Decaimento Radiativo - Idade: (12,5 + 3) GanosDecaimento Radiativo - Idade: (12,5 + 3) Ganos Esfriamento das Anãs Brancas - Idade: (12,7 + 0,7) GanosEsfriamento das Anãs Brancas - Idade: (12,7 + 0,7) Ganos Distância às Supernovas Tipo 1-Idade: (0.63/h)Gyr,Distância às Supernovas Tipo 1-Idade: (0.63/h)Gyr, Enquanto há 10 anos somente as anãs brancas indicavam idades menores que 15 bilhões de anos: SN1987ANGC6903CenA

76 Universo plano mas em 3D! geometria é euclidiana

77 Detecção de Planetas Extrasolares Velocidade radial da estrela em torno do centro de massa

78 Planetas Extrasolares

79 Distribuição de Massa

80 Anãs Brancas

81 215s 304s 271s 107.6s

82 Estáveis? Escala de tempo = 2,3 Ganos Pulsares com dP/dt = s/s têm escala de 0,1 Gano, mas o pulsar PSR B , com P=5,3 ms e dP/dt=1,8x s/s tem escala de 9,5 Ganos.

83 Por que os períodos mudam? R = 9,6 x 10 8 cm, dR/dt = 1 cm/ano T núcleo =12 milhões K, dT/dt = 0,05 K/ano DAV Esfriamento domina!

84 (O-C)

85 Júpiter em volta? P=11,86 anos, a=5,2 UA

86 Saturno em volta? P=29,46 anos, a=9,5 UA

87 Novos telescópios para o Brasil Gemini: 2 telescópios de 8m (2,5%) Mauna Kea: Havaí Cerro Pachon: Chile

88 Interior do Gemini

89 SOAR 30% de um telescópio de 4 metros

90 SOAR

91 SOAR

92 Espelho e ótica ativa ainda em construção

93 Espelho está com imperfeições de 0.1 m e deve chegar a 0.01 m

94 Thats all folks!


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