Berçários Estelares : O Meio Interestelar e Formação de Estrelas

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1 Berçários Estelares : O Meio Interestelar e Formação de Estrelas
Astronomia para Poetas Berçários Estelares : O Meio Interestelar e Formação de Estrelas Heloísa Boechat GEA / Observatório do Valongo / UFRJ

2 Meio Interestelar

3 IC2944 Nuvem de Gás e poeira

4 Glóbulos em IC2944

5 Fragmentos Duas nuvens, uma sobreposta a outra - bloqueiam a luz

6 FOTOABSORÇÃO I0 A matéria interestelar provoca extinção
Átomos I0 I Moléculas Grãos E = h A matéria interestelar provoca extinção (absorção + espalhamento) da luz das estrelas

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8 NGC 6334 Nebulosa Pata de Gato
Constelação Escorpião tamanho: 35' x 20'

9 Betelgeuse Nebulosa em Orion: Cabeça de Cavalo Rigel

10 Orion

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12 Nuvens Moleculares Gigantes  L - dimensões de 1 a 300 anos-luz  M - massa de massas solares Temperaturas de K (-263o C a -223o C) Densidades: partículas cm-3. nível do mar cm-3 3x1019 p/cm3 Bom vácuo  cm-3 , As moléculas colidem uma com a outra cerca de uma vez ao mês. Mais abundante  Hidrogênio  molécula H2 Carbono - Oxigênio Moléculas e Grãos

13 Nestas regiões acontece a Formação das Estrelas

14 Nuvem gigante divide-se em fragmentos menores que darão origem às estrelas

15 A) Nuvem Molecular Escura
CO2 H2 H2 NH3 1 pc = 3.26 a.l.

16 Glóbulo de Bok Colapso Barnad 68  T= -263 C 500 anos-luz da Terra
Nuvem Molecular Gás e Grãos, PAHs, moléculas orgânicas grafite, diamante, safiras, etc. Colapso Barnad 68  T= -263 C 500 anos-luz da Terra

17 Colapso gravitacionalDensidade aumenta Temperatura
UA H H H H H 1 UA = 8 minutos luz

18 Após cerca de anos de contração,  temperatura e a densidade atingem valores muito elevados, iniciam-se finalmente as fusões nucleares H + H  D +  + 

19 Reação Nuclear Fusão Produto 4He D T 3.5 MeV 20 keV 14.1 MeV n

20 A Fornalha Nuclear do Centro das Estrelas
Produzindo o brilho e a Luminosidade Radiação

21 Proto-estrela, com jato bipolar de matéria, expulsa o gás e a poeira da sua vizinhança mais próxima

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23 Discos Planetários Ao redor das estrelas jovens  observaram discos de gás e poeiras  as sementes de sistemas planetários como o nosso Sistema Solar.  Período de formação de um sistema planetário  cerca de 10 milhões de anos.

24 Já foram descobertos ~100 planetas fora do Sistema Solar com tamanhos de Júpiter ou maiores.

25 continuarão a queimar o Hidrogênio Hélio Carbono até ao seu esgotamento

26 Nebulosa galáctica NGC 3603
Berçário Estelar Nebulosa galáctica NGC 3603 Estrelas de diversos tamanhos e tipos Aglomerado Pilares

27 Pleiades

28 Visível Infravermelho

29 Nebulosa Roseta - Distância 5.000 anos luz ,
100 anos luz de diâmetro centro - aglomerado de estrelas Vermelho  Hidrogênio Verde  Oxigênio Azul  Enxofre Filamentos escuros  poeira  grãos interestelares

30 Classificação das estrelas
Diagrama de Hertzsprung e Russell Diagrama H-R  relaciona a Luminosidade e cor, para as diferentes categorias de estrelas. As estrelas, enquanto se encontram nas fases intermédias das suas vidas (90%), ocupam uma posição na denominada A seqüência principal

31 Diagrama H-R para algumas das estrelas mais brilhantes do céu (d < 5 pc).
Betelgeuse, mais fria que o Sol,  raio muito maior, o que garante a sua maior luminosidade.  Sol é considerado uma estrela anã, Betelgeuse  super-gigante, Sirus B estrela muito quente, mas muito menor que o Sol.

32 Evolução das estrelas depende de sua massa inicial 0.8 < M < 10 MSOL H He, C  Gigante Vermelha  Nebulosa Planetária  Ana Branca 10 <M< 25MSOL He, C, O, Ne, Mg  Gigante Vermelha  Supernova  Estrela da Nêutrons 25 <M< 100 MSOL He, C, O, Ne, Mg  Fe Wolf-Rayet  Supernova  Buraco Negro

33 Anãs Marrons M < 0.08 MSOL
descobertas em 1995

34 Os átomos: carbono C oxigênio O silício Si
Os átomos: carbono C oxigênio O silício Si... são sintetizados nas estrelas Ejetados no Meio Interestelar Enriquecendo-o

35 Estelares são formadas as
Já nas atmosferas Estelares são formadas as Moléculas Emissão rádio da molécula CO transição rotacional Fina camada de gás molecular ao redor da Estrela carbonada TT Cyn

36 Nebulosa Planetária NGC3132

37 Diamante Grafite Fulereno Átomos de Carbono
arranjados em estruturas cristalinas e periódicas Grafite Benzeno C H

38 Nebulosa Planetária CRL 618
detectado - Benzeno C6H6

39 Composição: 20.2% benzo[k]fluoranteno, dicoronileno, 10.1% coroneno, benzo[b] fluoranteno, 9,10 - dihidrobenzo(e)pireno, fenantreno, 5.1% benzo[ghi]perileno, tetraceno, benz(a)antraceno, 2% criseno, fluoranteno Comparação do Espectro de emissão de Orion com o Espectro de uma mistura de PAHs.

40 Formação de moléculas complexas
em grãos Radiação UV Hidrocarbonetos Aromáticos Policíclicos Quinonas Metanol GRÃOS DE SILICATO DIÓXIDO DE CARBONO MONÓXIDO DE ÁGUA

41 Água na Nebulosa de Orion
Emissão no Infravermelho é o resultado de transição vibracional da molécula de H2O (água).

42 Quinona Gelo de H2O

43 Etanol CH3CH3OH HC7N

44 Absorção ou Emissão de Radiação em Moléculas
Transições Eletrônicas Elétrons de Camada Interna  Raios- X Elétrons de Valência  Ultravioleta, Visível Transições Vibracionais  Infravermelho Transições Rotacionais  Rádio (microondas)

45 XMM Chandra UV ISO

46 Transição rotacional  emissão na faixa rádio
Formaldeído Ondas rádio Frequência Transição rotacional  emissão na faixa rádio

47 Radiotelescópio de 30m

48 Gás: Mais de 120 Moléculas detectadas: Álcool, Açúcar, Benzeno, Acetileno, etc. - Moléculas Orgânicas Gelo: Água, CO2, amônia Grãos: Silicatos, Areia, Fuligem, Grafite, Diamantes, Safiras . Pedras Preciosas

49 As estrelas produzem e enriquecem o Meio Interestelar com pedras preciosas e moléculas precursoras da vida. Jóias, pedras calcárias, areia, fuligem e uma vasta quantidades de partículas sólidas são ‘sopradas’ pelas estrelas como fumaça e ficam flutuando entre elas.

50 Nuvem enriquecida Nuvens moleculares contração  formação de estrelas, seus planetas e cometas. - Sol nasceu de uma nuvem enriquecida com complexas moléculas orgânicas.

51 Clorofila As cetonas aromáticas, qui-nonas, tem estruturas quase idênticas àquelas que ajudam a clorofila a transferir energia luminosa de uma parte de uma célula da planta para a outra. As quinonas extraterrestres devem ter atuado como blindagem da radiação ultravioleta antes da camada de ozônio da Terra se desenvolver.

52 Etano Acetonitrila Fulereno Aminoácidos Acetileno Acetileno

53 FIM