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

Sirius e Anã Branca

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

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!

Sismologia Luigi Palmieri (1807-1896), 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/s Chumbo 1230 m/s Água 1450 m/s Ferro 5130 m/s

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

Atermen et al. (Weizman Inst.)1959 núcleo denso: 18 g/cm3! r(g/cm3) centro superf. R

Evolução Estelar Massa < 10 Msol : Anã branca 10 Msol < Massa < 25 Msol : Estrela de Neutrons Massa > 25 Msol : Buraco Negro

Nebulosas Planetárias observadas pelo Telescópio Espacial

Brilho e Temperatura Diagrama H-R

Anãs Brancas esfriam e pulsam

Estrelas Anãs Brancas Pulsantes DAV - Teff = 12 500K ~ 32+10 17 anos luz de distância (40 quatrilhões de km)

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

Telescópio

Brilho Muda com o Tempo

Pulsações … Sismologia

Amplitude no interior

B r i l h o Tempo (dias)

PG1159-035: 101 pulsações detectadas Massa total : (0,59 +/- 0,01) M Sol Luminosidade -> distância Massa das camadas superficiais

Mudança do período com o tempo José Eduardo da Costa

Mas o período aumenta com o tempo!

BPM37093 - Diamante no Céu? 2 o = 12 x 10’ 10’

Distribuição de Massa

Determinação da Massa 0,6 MSol Espectro IUE Espectro Ótico Teff = 12 500K Massa = 1,1 Msol 0,6 MSol

A mais massiva das variáveis

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

Parâmetro de Coulomb Energia livre do líquido: FL(xi,r,T)=Fiideal+ Fiexcesso+ Fiquantum+Feideal +Fex +Fie Energia livre do sólido: FS(xi,r,T)=Fitérmico+ Fiinharmômico+ FiMadelung+Feideal +Fex

Cristalizada?

Calor Específico log r =7,5 Líquido q TCristal CV/Nk Cristal log T(K)

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

Cristalização O C

Spindle?

Região de formação da pulsação He/H O/C C/He centro superfície

Pulsações detectadas na descoberta

Brasil Chile Austrália Nova Zelândia África do Sul

Whole Earth Telescope Beijing

Curva de Luz

Pulsações Presentes

Períodos em segundos 637 565 548 633 582 563 614 601

Sismologia: Comparação com Modelos

Modelos evolucionários

Cristalizado ou não? Fluído Sólido superfície núcleo

Variação dos períodos com cristalização

Distribuição de Períodos

Super-Diamante? BPM37093 Diamante Cristal C Cristal C BCC FCC 0,01A entre núcleons todos elétrons livres (degenerados) T = 7 milhões K P = 5x1018 atm r = 36 Ton/cm3 Eíons > 2kT (quântico) cristal quântico metálico Diamante Cristal C FCC 3,08A entre átomos 2 elétrons partilhados T < 8000 K 10 mil atm < P < 1,2x108 atm o o Pressão (Mbar)

Cristal Quântico? Wl(q) = freqüência angular dos fonons da rede 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. Chabrier et al (1992)Nature,360,L48

Separação dos elementos! Z1/Z2=0,55 Z1/Z2=0,70 Z1/Z2=0,75 Dependendo da razão das cargas, pode haver separação ou não!

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

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

Retardo causado pela separação

Taxa de reação nuclear s [C12(a,g)O16(a,g)Ne20(a,g)Mg24(a,g)] Quantidade de 22 Ne depende principalmente de s [C12(a,g)O16(a,g)Ne20(a,g)Mg24(a,g)] Reação não ressonante T > 108 K e r > 10 5 g/cm3 Incerteza no cálculo da taxa de 50%!

Identificação das pulsações com o HST

Amplitude no UV

Ultravioleta: Telescópio Espacial Hubble

G160 L FOS HST

HST Faint Object Spectrograph

HST Faint Object Spectrograph

Relógio Ótico mais preciso conhecido G117-B15A

G117-B15A

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

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

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

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

Constante Cosmológica L Boomerang e SNI indicam L>0 Universo em aceleração Energia do vácuo positiva Expansão eterna

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

Anãs Brancas no Cúmulo Globular M4 Abril 2002 – 8 dias de exposição com HST Idade= 12.7+ 0.7 Ganos

Idade do Universo em 2002 Enquanto há 10 anos somente as anãs brancas indicavam idades menores que 15 bilhões de anos: Taxa de Expansão do Universo - Idade: 1/H = (12 + 1) Ganos Cúmulos Globulares - Idade: (13,2 + 1,5) Ganos Decaimento Radiativo - Idade: (12,5 + 3) Ganos Esfriamento das Anãs Brancas - Idade: (12,7 + 0,7) Ganos Distância às Supernovas Tipo 1-Idade: 14.9+ 1.4 (0.63/h)Gyr, NGC6903 SN1987A CenA

geometria é euclidiana Universo plano mas em 3D! geometria é euclidiana

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

Planetas Extrasolares

Distribuição de Massa

Anãs Brancas

215s 304s 304s 271s 304s 271s 107.6s

Estáveis? Escala de tempo = 2,3 Ganos Pulsares com dP/dt = 10-18 s/s têm escala de 0,1 Gano, mas o pulsar PSR B1885+09, com P=5,3 ms e dP/dt=1,8x10-20 s/s tem escala de 9,5 Ganos.

Por que os períodos mudam? R = 9,6 x 108 cm, dR/dt = 1 cm/ano Tnúcleo=12 milhões K, dT/dt = 0,05 K/ano DAV Esfriamento domina!

(O-C)

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

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

Novos telescópios para o Brasil Gemini: 2 telescópios de 8m (2,5%) Mauna Kea: Havaí 1999 Cerro Pachon: Chile 2000

Interior do Gemini

30% de um telescópio de 4 metros SOAR 30% de um telescópio de 4 metros

SOAR

SOAR

Espelho e ótica ativa ainda em construção

Espelho está com imperfeições de 0.1mm e deve chegar a 0.01mm

That’s all folks!