AULA 1 ESCALAS DE DISTÂNCIA e de tamanho NO UNIVERSO

O universo observável contém tantas estrelas quanto grãos de areia somando todas as praias da Terra. CONSTELAÇÃO DE Orion 100 trilhões de km (10 12 km) Estrelas são os componentes mais básicos do universo.

Nebulosa: formação de estrelas Betelgeuse gigante vermelha (velha e massiva) estrelas + jovens e + quentes do que o sol

Imagens no infravermelho mostram: nós mais densos de poeira e de gás que eventualmente podem vir a formar complexos estelares, protoestrelas e estrelas jovens, formação de sistemas planetários. Spitzer space telescope + Stratosferic telescope (SOFIA)

NOSSO LUGAR NO ESPAÇO não ocupamos nenhum lugar privilegiado no universo Terra é um planeta rochoso comum, um dos 8 planetas que orbitam uma estrela comum chamada Sol, que se localiza perto da borda de um enorme conjunto de estrelas que se chama Via Láctea, que é uma entre bilhões de outras galáxias existentes no universo observável.

SOL ~ 100 vezes o diâmetro da Terra Bola de gás formada essencialmente por Hidrogênio e Hélio

Uma galáxia típica contém 1 trilhão de estrelas (10 12 ) 1000 x km

AGLOMERADOS DE GALÁXIAS PODEM CONTER ALGUNS MILHARES DE GALÁXIAS

ASTRONOMIA OU ASTROFÍSICA ESTUDO DO UNIVERSO UNIVERSO ESPAÇO +TEMPO + ENERGIA + MATÉRIA

Distâncias em anos-luz 1 ano-luz: distância que a luz percorre em 1 ano ~ 10 trilhões de km Distâncias em parsecs (unidade mais usada cientificamente) 1 pc = 3,26 anos-luz Escalas são muito grandes! Dentro do sistema solar : Unidades Astronômicas 1 UA = 150 milhões de km

Distâncias no Sistema Solar Historicamente : Aristarco 270 AC Leis de Kepler (século XVII) Atualmente : Radar (vênus ~ 6 min) (velocidade da luz é uma constante c = 2,998x10 5 km/s)

Distância relativa Terra-Sol (por Aristarco) Lua em quarto crescente (ou quarto minguante) 90 o Ciclo lunar = 29,5 dias Fases minguante-crescente = 14,25 dias α = 86,95 o Logo: D(Terra-Sol) ~ 20×D(Terra-Lua) Correto: ~ 400×D(Terra-Lua) Cálculo α :

PARALAXE Quanto maior a distância do objeto- linha de base menor a paralaxe Aumento da precisão (paralaxe) Aumento da linha de base

LEMBRETE!! Unidades Paralaxe em graus, minutos e segundos de arco ( o ’ ” ) 1 o = 60´ 1´ = 60´´

PARALAXE GEOMÉTRICA distâncias até 1 hora-luz (~1.5x10 8 km) Maior linha de base na Terra = seu próprio diâmetro Distâncias dentro do sistema solar

Medida do terceiro ângulo por PARALAXE Geometria euclidiana ângulo paralático p

Distâncias na vizinhança do Sistema Solar

PARALAXE ESTELAR Estende-se a linha de base para o diâmetro da órbita da terra

PARALAXE ESTELAR definição : 1pc = distância sol-estrela se a paralaxe medida for de 1” 1pc ~ 3,09 ×10 13 Km ~ 2,06 ×10 5 UA ~ 3,26 anos-luz Se p  4º então tan p  p(rad) Se “p” está em rad  então as unidades da linha de base e distância serão as mesmas. 1 UA = 150 milhões de km

As dimensões do Sistema Solar As órbitas dos planetas: Sol Mercúrio Vênus Terra Marte Júpiter Saturno Urano Netuno Plutão (distâncias em milhões de km) 0 0,39 0,72 1 1,52 5,2 9,5 19,2 30,1 39,4 (distâncias em Unidades Astronômicas)  1 Unidade Astronômica

Fronteira externa do Sistema Solar: Heliopausa, a cerca de 1 ano-luz do Sol 1 ano-luz = U.A. = 9,45x10 12 km Distância = 2,99  10 5 km/s x 365 dias x s/dia = 9,45x10 12 km em 1 ano (9,45 trilhões de km)

Diâmetro da Terra  Diâmetro da Terra ! ~ km (12756 km) Satélite geodésico Eratóstenes e o diâmetro da Terra (~200 AC) No Egito, de Alexandria a Siena: diferença de 7 graus no ângulo do Sol ao meio-dia Distância Alexandria-Siena: 780 km TAMANHOS

MEDINDO O SOL E OS PLANETAS DISTÂNCIA AO SOL : leis de Kepler e Newton Distâncias reais : distância por radar de Vênus RAIO DO SOL E PLANETAS: diâmetro angular Ex. Diâmetro angular de Júpiter = 46.8 segundos de arco Diâmetro = km

As dimensões dos planetas e do sol Sol Mercúrio Venus Terra Marte Júpiter Saturno Urano Netuno Plutão Sol Mercúrio Venus Terra Marte Júpiter Saturno Urano Netuno Plutão (raio em km) (raio em km)

Estrelas Dimensões típicas: Anã (Sol) : raio de km Gigante (Pollux) (10x  ) km Supergigante (Betelgeuse): km (630 x  ) Sol Mercúrio Venus Terra Marte Júpiter Saturno Urano Netuno Plutão (distâncias em milhões de km) (distâncias em milhões de km) Até adiante de marte! Betelgeuse está a 430 anos-luz do sistema solar Determinação do tamanho: Luminosidade  raio 2  temperatura 4

1/2  11 x  4 x 

10xjúpiter

21 x 

630 x  700 x  5000 x 

A Via Láctea Distâncias típicas entre as estrelas: ~ anos-luz Estrelas mais próximas: Alfa Centauri: 4,36 anos-luz (1,34 pc) Próxima centauri : ~ 4,22 anos-luz (1,29 pc) Alfa Centauri A e B  Cen Próxima

A Via Láctea: nossa casa no Universo

M81: uma galáxia muito parecida com a nossa

As dimensões da Via Láctea Forma: Espiral, com disco, braços e bojo Diâmetro: anos-luz Espessura do disco: 5000 anos-luz Número de estrelas: ~400 bilhões Massa : 6x10 11 massas solares Massa do sol ≡ 1 M  = 1.99x10 30 kg

Tipos de galáxias: elípticas espirais e irregulares elípticas gigantes: diâmetro de alguns milhões de anos-luz 1 trilhão de estrelas elípticas anãs: diâmetro de ~ anos-luz com poucos milhões de estrelas Comparação: Nossa Galáxia: diâmetro ~ anos-luz mais comuns

Os aglomerados de galáxias

O Grupo Local: Membros: cerca de dezenas de galáxias visíveis, sendo 2 grandes espirais, Via Láctea e Andrômeda (a 2,5 milhões de anos-luz de nós), as demais são anãs, irregulares e uma espiral menor (M33)

O aglomerado de Virgo: ~200 membros, 10 milhões de anos-luz AGLOMERADO DE VIRGEM

O aglomerado de Coma: ~5000 membros, 30 milhões de anos-luz

Os Superaglomerados Associações de aglomerados gravitacionalmente ligados Sem forma definida O superaglomerado local: 100 milhões de anos-luz de diâmetro massas solares cerca de 2200 galáxias Hydra-Centaurus: ~ galáxias Os aglomerados, unidos em superaglomerados, formam filamentos, com imensos espaços vazios entre eles. Isto define a estrutura do Universo em larga escala

Escala de 100  10 6 anos- luz O grupo local se movimenta com cerca de 220 km/s em direção ao centro do aglomerado de Virgo.

Escala de 10 9 anos-luz Super aglomerados vizinhos

Escala de 14  10 9 anos- luz O UNIVERSO VISÍVEL N o de superaglomerados = 10 milhões N o de grupos = 25 bilhões N o de galáxias grandes e luminosas = 350 bilhões N o de galáxias anãs = 7 trilhões N o de estrelas = 30 bilhões de trilhões (3x10 22 )

4.2 anos-luz 4.4 anos-luz Dezenas de trilhões de km 1,35 pc

21.15 anos-luz centenas de trilhões de km 6,5 pc

Centenas de quatrilhões de km 120,000 anos-luz 37,000 pc

2,300,000 anos-luz 4,200,000 anos-luz Dezenas de quintilhões de km

65,000,000 anos-luz Centenas de quintilhões de km

500,000,000 anos-luz Alguns sextilhões de km (10 21 km)

UNIDADES 1 angstron (Å) = m física atômica 1 nanometro (nm) = m espectroscopia 1 micron (  m) = m poeira interestelar 1 centímetro (cm) = 0.01 m uso freqüente 1 metro (m) = 100 cm em astronomia 1 quilômetro (km) = 1000 m = 10 5 cm Raio da Terra (R  ) = 6378 km astronomia planetária Raio solar (R  ) = 6.96  10 8 m sistema solar 1 unidade astronômica (UA) =  10 8 km 1 ano-luz (al) = 9.46  km = UA astronomia galáctica 1 parsec (pc) = 3.09  km estrelas, aglomerados de estrelas = 3.26 anos-luz 1 quiloparsec (Kpc) = 1000 pc galáxias, aglomerados de galáxias 1 megaparsec (Mpc) =1000 kpc cosmologia

UNIDADES MASSA: 1 grama (g) uso bastante freqüente em 1 quilograma (kg) = 1000 g muitas áreas Massa da Terra (M  ) = 5.98  kg astronomia planetária Massa solar(M  ) = 1.99  kg unidades maiores de massa TEMPO: 1 segundo (s) uso bastante freqüente em astronomia 1 hora (h) = 3600 s escalas planetárias e estelares 1 dia (d) = s 1 ano (yr) = 3.16  10 7 s processos que ocorrem em escalas maiores que as estelares