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alcancadas"Em um observatorio de um quilometro quadrado, precisariamos esperar cem anos para colher uma particula. Ou seria preciso ter um observatorio imenso. No Pierre Auger, que tem 3 mil quilometros quadrados, conseguimos observar 30 particulas em um ano", disse.VIZINHANCASDe acordo com Escobar, os dados coletados sobre os raios cosmicos de energia extrema mostraram que eles deveriam se originar em regioes vizinhas. "Se a radiacao cosmica viesse de fontes muito afastadas da Terra, ela se propagaria por milhoes de anos-luz no meio intergalactico e sofreria deflexao em campos magneticos", afirmou.Se ocorresse essa deflexao, a direcao dos raios no ceu seria isotropica, isto e, distribuida de forma homogenea no espaco. "No entanto, observamos um desvio na distribuicao isotropica, ou seja, os raios vinham de algumas direcoes especificas - que se relacionam com as galaxias ativas", explicou.ORIGEM INTRA-GALACTICASegundo Escobar, a descoberta resolve uma controversia que vem desde a decada de 1950: uma corrente sustentava a hipotese de que os raios cosmicos tivessem origem na propria Via Lactea. Outra vertente defendia a origem extra-galactica."Estamos esclarecendo esse dilema. Achamos uma relacao desses raios com objetos astronomicos situados em galaxias que estao a cerca de 300 milhoes de anos-luz da nossa. Isso, do ponto de vista cosmologico, significa que elas estao na nossa vizinhanca", destacou.PARTICIPACAO BRASILEIRAOs pesquisadores brasileiros tem participacao ativa no Pierre Auger desde que o observatorio comecou a ser projetado, em 1995. Na epoca, Escobar foi o primeiro presidente do conselho colaborativo. "Nessa pesquisa, tivemos participacao na parte de instrumentacao - como fornecedores principais dos tanques, aneis e lentes de telescopios - e na parte de analise e desenvolvimento de software, alem da area administrativa", disse.CHUVEIROS ATMOSFERICOSO projeto tem sido importante tambem para a formacao de recursos humanos. "Supervisionei sete bolsistas da FAPESP e formamos varios doutores ao longo desses anos, principalmente a partir de 1999", disse o professor da Unicamp. O nome do observatorio e uma homenagem ao fisico frances Pierre Vitor Auger (1899-1993), que foi o primeiro a observar, em 1938, chuveiros atmosfericos extensos gerados pela interacao de raios cosmicos de altissima energia com a atmosfera terrestre.O FILOSOFO
O que sera apresentado nesse curso e o resultado da aplicacao do que chamamos de metodo cientifico aplicado as estrelas : observamos alguma(s) caracteristica(s) e procuramos entender essas observacoes a luz de leis da fisica . Entretanto , faz parte do metodo colocar-se a prova dos colegas : nao basta dizer que observou isso ou aquilo dessa maneira e assim por diante . Tenho de explicar qual estrela observei e onde ela esta no ceu , para que algum colega possa corroborar ou nao minhas medidas ( enganos sempre sao possiveis ! ) . E e esse o primeiro topico : como mapear as estrelas , como caracterizamos sua posicao no ceu noturno . Note , como nossos antepassados , que quando olhamos para o ceu noturno temos a impressao imediata de que todos os objetos celestes estao muito afastados de nos , fixos na escuridao do ceu . Por esta razao , os astronomos atuais supoem , para simplificar , que todos os objetos que brilham no ceu noturno estao a uma mesma distancia , fixados na parte interna de uma grande esfera imaginaria que envolve a Terra e que chamamos de esfera celeste . E a Terra esta situada no centro dessa esfera celeste . Facamos um parenteses : as estrelas que povoam o universo estao situadas em um amplo intervalo de distancias da Terra e , por exemplo , para sabermos a quantidade de energia emitida por um corpo celeste precisamos conhecer a que distancia ele esta de nos, o que torna este calculo fundamental para a astrofisica . As estrelas que conseguimos enxergar com nossos olhos estao situadas em um intervalo de distancias que vai de 4,2 anos-luz ( a estrela mais proxima de nos. Proxima Centauri , que (tem o nome cientifico de V645 Cen ) ate cerca de 1000 anos luz. Em breve, falaremos dessas distancias. Mas voce ja deve saber que essas distancias imensas nem se comparam com aquelas das outras galaxias , quasares , que estao a milhoes de anos-luz ! Felizmente, para observar um determinado astro nao e necessario saber a sua distancia mas somente a direcao em que ele se encontra ( e um telescopio ! ) . Isto e bom porque e muito mais dificil determinar as distancias do que determinar a direcao a estes objetos. Resumindo , o ceu noturno visto por um observador sobre a superficie da Terra e a projecao sobre a esfera celeste de todos os objetos celeste, sejam eles : planetas, cometas, estrelas, nebulosas, galaxias, etc. Embora o conceito de esfera celeste possa parecer muito trivial ele e muito importante para a astronomia. A esfera celeste e usada pelos astronomos para mapear os objetos celestes. E sobre ela que definimos os varios sistemas de coordenadas astronomicos.O Equador Celeste e os polos CelestesImagine agora a Terra envolta pela esfera celeste. Vamos supor que o nosso planeta e um globo transparente, com uma lampada no seu centro, e sobre a sua superficie tracamos o equador terrestre. Ao acendermos a lampada no seu interior, a linha que marca o
equador terrestre lancara uma sombra, ou seja , sera projetada sobre a esfera celeste que a envolve. O equador da Terra, projetado sobre a esfera celeste, e chamado de equador celeste.A extensao do eixo de rotacao da Terra ira "perfurar" a esfera celeste em dois pontos que chamamos de Obviamente, a projecao do polo norte da Terra da origem ao polo celeste norte enquanto que a projecao do polo sul da Terra da origem ao polo celeste sul. ZENITE, NADIR E O MERIDIANO DO OBSERVADOR Se voce olhar para o ceu noturno vera que as estrelas surgem no leste, se deslocam atraves do ceu, e se poem no oeste. Esse e exatamente o movimento que o Sol faz todos os dias. Voce pode verificar isso observando o ceu noturno por apenas 10 minutos : apos esse intervalo de tempo, uma estrela vista exatamente acima do horizonte a leste no inicio da cronometragem tera se levantado a uma altura notavel , enquanto que as estrelas proximas do horizonte a oeste terao abaixado mais ainda ou ate mesmo desaparecido. Do mesmo modo se voce observar um conjunto de estrelas voce vera essas estrelas surgindo como uma distribuicao fixa no leste , moverem-se atraves do ceu, e se porem no oeste. Em termos do nosso modelo do ceu baseado na esfera celeste, explicamos o nascer e ocaso das estrelas como resultado da rotacao da esfera celeste em torno de nos , e na qual todas as estrelas estao fixadas . Para os povos antigos era mais facil de acreditar nessa rotacao ( usando o senso comum , do que no fato de que a Terra se move. Assim, eles atribuiam todo o movimento celeste, seja ele do Sol, da Lua, dos planetas ou das estrelas, a uma vasta esfera que lentamente girava em torno do nosso planeta. Hoje sabemos que e a rotacao da Terra que faz o Sol, a Lua, os planetas e as estrelas surgirem no leste e se moverem para oeste atraves do ceu. Nao e a esfera celeste que gira mas sim o nosso planeta, a Terra. ZENITE, NADIR E O MERIDIANO DO OBSERVADOR O zenite de um observador e o ponto, projetado sobre a esfera celeste, que esta diretamente acima da cabeca do observador. Este ponto e obtido ao se tracar uma reta que passa pelo centro da Terra, pelo observador e se prolonga ate a esfera celeste. O fio de prumo que e usado pelos trabalhadores da construcao civil para verificar se uma parede esta na vertical tambem serve paradeterminar o zenite. Sabemos que todos os corpos sao atraidos para o centro da Terra. O prumo tambem esta sendo atraido e,portanto, ele marca a direcao para o centro do nosso planeta. Se prolongarmos a direcao do fio de prumo para cima, na direcao daesfera celeste, teremos o zenite do observador. O nadir e o ponto diametralmente oposto ao zenite. Definimos como meridiano o grande circulo imaginario que tracamos na esfera celeste e que passa atraves do zenite do observador edos dois polos celestes. Assim , cada local sobre a
Terra tem um unico meridiano que passa por ele . Ecliptica Durante o periodo de um ano o Sol traca uma trajetoria aparente no ceu em relacao as estrelas fixas (aparentemente fixas , na verdade , porque as distancias sao tao grandes que nao observamos seus movimentos ) . A projecao dessa trajetoria aparente do Sol em relacao as estrelas sobre a esfera celeste e um circulo que chamamos de ecliptica , ou ainda , podemos definir a ecliptica como sendo o caminho aparente do Sol sobre a esfera celeste em um ano . Como o ano tem 365 1/4 dias e o circulo tem 360o, o Sol parece se mover ao longo da ecliptica a uma taxa de, aproximadamente, 1o por dia. No entanto, sabemos que o eixo de rotacao da Terra e inclinado em um angulo de 23,5o em relacao a ecliptica ( inclinacao esta responsavel pelas estacoes do ano ). Consequentemente, a ecliptica esta inclinada em um angulo de 23,5o em relacao ao equador celeste devido a inclinacao do eixo da Terra (lembre-se que o equador celeste e uma projecao do equador terrestre sobre a esfera celeste). A ecliptica e o plano do nosso Sistema Solar. Ela e o plano onde estao as orbitas dos planetas e planetas anoes. Eles pouco se afastam deste plano, com excecao do planeta Mercurio e do planeta anao Plutao. O mesmo nao acontece com os cometas que, em geral possuem orbitas em torno do Sol bastante afastadas do plano da ecliptica. O FILOSOFO
Segundo a universidade, cientistas observavam a estrela NLTT 11748, uma das poucas anas brancas com nucleo de helio e pequena massa e que e estudada devido as suas variacoes de brilho. Rapidos registros da estrela - com cerca de um minuto de exposicao cada - mostraram que ela parecia enfraquecida. Na noite seguinte, os cientistas observaram eclipses de cerca de tres minutos e identificaram o sistema estelar binario. Cinco semanas depois, eles utilizaram observacoes do telescopio Keck, no Havai, para entender melhor o sistema da NLTT 11748 e de sua companheira, outra ana branca que e menos brilhante, mas tem maior massa. Anas brancas sao os restos densos de estrelas como o Sol que tiveram seu combustivel nuclear esgotado. Elas costumam ter dimensoes parecidas com as da Terra e geralmente tem um nucleo denso e formado de carbono e oxigenio. Contudo, uma das estrelas - a NLTT 11748 - e uma ana branca de nucleo de helio, um tipo relativamente raro de estrela descoberto ha mais de 20 anos. Teorias afirmam que esse tipo de estrela nasceria mais quente e maior que outras anas brancas. Contudo, ate agora, ninguem havia conseguido medir o seu tamanho, mas as observacoes dos astronomos da California comprovariam essa teoria. Enquanto a ana de helio tem cerca de 10% a 20% da massa do Sol, a outra tem cerca de 70% da massa da nossa estrela, mas e composta basicamente de carbono e oxigenio. Por outro lado, a de helio e muito maior que a segunda e e cerca de 30 vezes mais brilhante.Segundo os cientistas, o aparecimento desse sistema seria resultado da interacao entre as duas estrelas. "A formacao deste sistema binario com uma ana branca de helio com uma massa extremamente pequena teria que ser o resultado de interacoes e perda de massa entre as duas estrelas originais", diz o cientista Steve Howell. "Uma possibilidade particularmente intrigante e ponderar o que ira acontecer entre 6 e 10 bilhoes de anos. (...) Este sistema binario esta emitindo ondas gravitacionais a uma taxa que vai forcar as duas anas brancas a fazerem contato. O que acontecera, ninguem sabe", diz o professor Lars Bildsten. As belissimas nebulosas planetarias que observamos no espaco nao permanecerao deste modo para sempre. Seu gas vai aos poucos sendo incorporado ao meio interestelar e, apos um periodo de cerca de 5000 anos, a nebulosa planetaria estara completamente dispersa no espaco. Mas, o que acontece com a estrela residual, aquela estrela central que continuou a existir a despeito da grande ejecao de massa feita pela estrela gigante vermelha primordial?NEBULOSA PLANETARIAA estrela residual do processo de formacao de uma nebulosa planetaria possui uma luminosidade similar aquela apresentada pelas estrelas gigantes vermelhas, L ~ 103 Lsol, e, portanto, fica localizada no canto superior esquerdo do diagrama H-R. No entanto, ao mesmo tempo em que o gas da nebulosa planetaria vai se dispersando no meio interestelar, a estrela central residual passa por varios processos, lentos mas inexoraveis, que a levam ao final de sua existencia como estrela. Ja vimos que esta estrela possui uma regiao central composta
de materia degenerada. Sua unica regiao ainda nao degenerada e que, portanto, ainda e capaz de realizar reacoes nucleares, e uma fina concha de materia que reveste esta regiao central.A medida que as reacoes nucleares vao ocorrendo nesta concha o gas de eletrons livres da estrela ficam cada vez mais degenerado ate que o material da concha praticamente se extingue. Neste momento a estrela e completamente degenerada e toda a sua estrutura e suportada pela pressao de degeneracao dos eletrons. As reacoes nucleares que ocorriam na concha eram as unicas fontes de energia da estrela.Vemos entao que, a medida que os processos nucleares vao diminuindo a luminosidade da estrela tambem diminui , a estrela definha a medida que esfria. Deste modo, toda estrela que e residual do processo de formacao de uma nebulosa planetaria vai aos poucos perdendo a sua luminosidade ate se transformar numa estrela ana branca.AS PROPRIEDADES DAS ESTRELAS ANAS BRANCASAO CENTRO A TRANSFORMACAO PARA UMA ANA BRANCAAproximadamente 10% das estrelas pertencentes a nossa Galaxia sao estrelas anas brancas. A imagem abaixo, obtida pelo Hubble Space Telescope da NASA/ESA nos mostra, envoltas por circulos, um grande numero de estrelas anas brancas descobertas no aglomerado globular M4. Este aglomerado e o mais proximos da Terra, situado a uma distancia de 7000 anos-luz de nos. E um aglomerado grande, com mais de 100000 estrelas, predominantemente estrelas gigantes vermelhas. A imagem mostra 8 estrelasanas brancas das 75 que o Hubble Space Telescope detectou em uma pequena area de apenas 0,63 anos-luz de diametro. Acredita-se que este aglomerado possua cerca de 40000 estrelas anas brancas.Aglomerado de estrelas anaUma das mais famosas estrelas anas brancas e a estrela Sirius B. O sistema estelar de Sirius esta localizado a cerca de 8,6 anos-luz da Terra. Este e um sistema binario que envolve a estrela mais brilhante do ceu, Sirius A, uma estrela que possue duas vezes mais massa do que o nosso Sol. Sua companheira e uma estrela ana branca, Sirius B, com uma temperatura superficial de cerca de 25000 K. A estrela ana branca Sirius B tem uma massa igual a massa do Sol e seu diametro e apenas 90% do diametro da Terra! A gravidade sobre a sua superficie e cerca de 400000 vezes superior aquela que sentimos no nosso planeta. Na imagem abaixo, obtida pelo Chandra X-Ray Observatory, um dos mais bem sucedidos observatorios espacial lancados pela NASA, vemos Sirius B (a fonte mais brilhante!) e Sirius A observadas em raios X. Quando observadas na regiao espectral do visivel a luminosidade de Sirius A e 10000 vezes mais forte do que a de Sirius B. Dois aspectos muito importantes na tabela acima: Algumas estrelas muito pesadas que evoluem para nebulosas planetarias tem que ejetar bastante materia no meio interestelar para deixar uma estrela residual com apenas 1,0 massa solar .Como a estrela remanescente de uma nebulosa planetaria tem uma luminosidade de 103Lsol e uma estrela ana branca tem uma luminosidade de 10-3Lsol , vemos o grande caminho que ela percorre em termos de perda de luminosidade, ocasionado pelo continuo aumento da sua regiao
central formada por materia degenerada e diminuicao da energia gerada pelas reacoes nucleares .O DESTINO DAS ESTRELAS ANAS BRANCAS A estrela ana branca continua a esfriar mas este processo de esfriamento e lento. Ela levara bilhoes de anos ate irradiar para o espaco toda a energia termica que possui no seu interior e a razao deste longo tempo e o fato de que ela possui uma area superficial muito pequena. A estrela ana branca lentamente se movera para baixo e para a direita a medida que esfria. Quando o processo de esfriamento termina, a estrela ana branca nao emite mais radiacao na regiao espectral do visivel.Consequentemente, ela desaparece da nossa vista. A estrela agora e um objeto frio que vaga pelo espaco. A este objeto final, resultado do desaquecimento de uma estrela ana branca, alguns astronomos dao o nome de "ana negra".Ana Negra As estrelas anas brancas sao muito pequenas. Ela tem, aproximadamente, o tamanho da Terra. No entanto, devido a sua materia estelar, este tipo de estrela possui uma densidade da ordem de 1 milhao de gramas por centimetro cubico. Isto e equivalente a esmagar um automovel Volkswagen ate que ele fique com um volume de um centimetro cubico. Se voce tirasse uma colher de cha de materia de uma estrela ana branca, esta quantidade tao pequena de materia pesaria o equivalente a uma tonelada no nosso planeta.UMA ESTRELA DESCOBERTA POR TEORICOSSubrahmanyan Chandrasekhar Toda a teoria das estrelas anas brancas foi desenvolvida pelo astrofisico indiano Subrahmanyan Chandrasekhar em 1931. Este jovem astrofisico apresentou o seu trabalho original na Royal Society em Londres, onde foi duramente criticado pelo astrofisico Arthur Eddington, um dos maiores cientistas da epoca. Mais tarde provou-se que a teoria de Chandrasekhar estava correta.A mais importante descoberta de Chandrasekhar foi o fato de que nem todas as estrelas terminam a sua existencia como anas brancas. Aquelas que mantem uma massa acima de um certo limite, que hoje e conhecido como o limite de Chandrasekhar, nao conseguem parar o colapso gravitacional.A teoria desenvolvida por Chandrasekhar e que hoje sabemos ser correta nos diz que:Se uma estrela central de uma nebulosa planetaria tem massa menor do que 1,4 massas solares ela evolui, tornando-se cada vez mais degenerada e finalmente se estabiliza como uma estrela ana branca.Uma surpresa: um sistema triplo com uma pulsar, uma estrela ana branca e um planeta!A imagem abaixo mostra a pequena regiao marcada com um retangulo verde no aglomerado globular M4 ampliada no lado direito pelo Hubble Space Telescope. A seta assinala uma estrela ana branca que esta em orbita em torno de um pulsar chamado PSR B1620-26 (nao visivel na imagem). Este sistema possui uma terceira componente cuja natureza, durante mais de uma decada, intrigou os astronomos. O Hubble Space Telescope conseguiu revelar que este terceiro componente e um objeto com uma massa 2,5 vezes superior a do planeta Jupiter. Os astronomos acreditam que se trata de um planeta que se formou junto com a estrela ana branca.O FILOSOFO
gas foi feita atraves do instrumento NACO de oticaadaptiva, que combinado a outras tecnicas instrumentais permitiu aos cientistas obterem a mais nitida imagem de Betelgeuse ate hoje feita. A nitidez atinge o limite teorico para um telescopio de 8 metros de diametro que e de 37 miliarcossegundos, equivalente a enxergar uma bola de tenis a 400 quilometros de distancia.As observacoes, feitas com o telescopio VLT nos andes chilenos, revelaram que o gas da atmosfera de Betelgeuse se move vigorosamente para cima e para baixo e que abolha formada e tao grandes quanto a estrela. As primeiras observacoes indicam que a ejecao da gigantesca pluma e consequencia direta desses movimentos em larga escala. As constelacoes surgiram na antiguidade para ajudar a identificar as estacoes do ano. Por exemplo, a constelacao do Escorpiao e tipica do inverno do hemisferio sul, ja que em junho ela e visivel a noite toda. Ja Orion e visivel a noite toda em dezembro e, portanto, tipica do verao do hemisferio sul. Alguns historiadores suspeitam que muitos dos mitos associados as constelacoes foram inventados para ajudar os agricultores a lembrarem quando deveriam plantar e colher. As constelacoes mudam com o tempo, e em 1929 a Uniao Astronomica Internacional adotou 88 constelacoes oficiais, de modo que cada estrela do ceu faz parte de uma constelacao. Cada constelacao tem sua coordenada. Historia e mitologia:Sirius a estrela mais brilhante do universoSirius ou Sirio ( CMa / Canis Majoris / Alpha Canis Majoris) e a estrela mais brilhante no ceu nocturno, com uma magnitude aparente de 1,46, localizada na constelacao de Canis Major (Cao Maior). Pode ser vista a partir de qualquer ponto na Terra, sendo que, no hemisferio norte e considerada o vertice do Triangulo Invernal. Dista 2,6 parsec (ou 8,57 anos-luz) da Terra, sendo por isso uma das estrelas mais proximas do nosso planeta. A sua estrela vizinha mais proxima e Procyon, a distancia de 1,61 pc ou 5,24 anos-luz, com um espectro de tipo A0 ou A1 e uma massa cerca de 2,4 vezes maior que a massa do Sol.Etimologia: O termo Sirius deriva do latim sirius e do grego (seirios, "brilhante"). Sendo a principal estrela da constelacao do Cao Maior, e muitas vezes apelidada de Estrela do Cao ou Estrela Canina. Tambem e conhecida pelo nome latino Canicula (pequeno cachorro) e como as-sira, em arabe, donde deriva o nome alternativo Ascherre.Do ponto de vista historico, Sirius sempre foi o centro das atencoes, fruto de um significado muito especial dado pelas mais diversas culturas.Os antigos egipcios viam Sirius como uma doadora de vida, a estrela sempre reaparecia no momento da inundacao anual do Nilo. Quando a estrela desaparecia para Oeste e desaparecia no ceu noturno, estava oculta durante 70 dias, antes de emergir a Leste pela manha. Este periodo era visto como um tempo de morte e renascimento. Sirius, conhecida como o nosso Sol Espiritual e o coracao e a alma do nosso sol fisico. Durante os Dias de Cao quando Sirius desaparece a luz do nosso Sol, o nosso Sol fisico esta abracando o nosso Sol Espiritual.Foi alvo de
de junho a 20 de julho; Cancer de 21 de julho a 9 de agosto; Leao de 10 de agosto a 15 de setembro; Virgem de 16 de setembro a 30 de outubro; Libra de 31 de outubro a 22 de novembro, Escorpiao de 23 de novembro a 29 de novembro; Ofiuco de 30 de novembro a 17 de dezembro; Sagitario de 18 de dezembro a 18 de janeiro; Capricornio de 19 de janeiro a 15 de fevereiro; Aquario de 16 de fevereiro a 11 de marco e Peixes de 12 de marco a 18 de abril.O poeta grego Hesiodo (c.753-c.680 a.C.) escreveu em seu poema "Trabalhos e Dias" que quando a constelacao do Orion estivesse no meio do ceu e Arcturus estivesse no horizonte ao amanhecer, estava na hora da colheita. O FILOSOFO