segunda-feira, 13 de fevereiro de 2012

quinta-feira, 9 de fevereiro de 2012

PERGUNTAS E RESPOSTAS DE ASTRONOMIA

Pergunta:
- Como poderia explicar para meus alunos a duração  das noites e dos dias nos pólos?
São realmente cerca de seis meses?
Resposta:
- Na verdade, para um observador que está exatamente no  pólo, o Sol fica abaixo do horizonte por seis meses e acima outros seis, mas quando está ligeiramente abaixo do horizonte temos um período de ocaso que dura mais de um mês, e o  mesmo acontece na aurora, encurtando a noite para uns
quatro meses. Mostre o deslocamento do Sol no sentido norte-sul durante o movimento de translação, que dá origem às
 estações do ano.

Pergunta:
 porque as órbitas são elípticas e não circulares. E ainda porque os cometas percorrem uma elipse
 de excentricidade muito grande.
Resposta:
- As órbitas dos astros são sempre curvas cônicas, ou curvas naturais, deste modo elas podem ser elípticas,
parabólicas ou hiperbólicas. Uma circunferência é uma elipse! É bom lembrar que uma órbita circular é apenas um caso raro de uma elipse de excentricidade zero, dificílima de
 ocorrer na prática. As órbitas parabólicas são raras, porque só ocorrem
em casos especiais. Os cometas e alguns asteróides têm órbitas de grande  excentricidade, porque sua origem é a nuvem de Oort ou o cinturão de Kuiper, que estão nos limites externos do sistema solar. Quando um cometa cai em direção ao Sol, ele pode adquirir uma órbita elíptica e se tornar  um cometa periódico ou uma órbita hiperbólica, e ser ançado pelo Sol para fora do sistema solar, em direção
a outras estrelas.


Pergunta:
- Durante um eclipse total da Lua, por que ela fica
avermelhada? Já que a Terra está impedindo
 totalmente que a luz solar chegue até a Lua, ela não deveria ficar totalmente escura?
Resposta:
- Se você estivesse na Lua na hora do eclipse, o que você veria?
Um anel brilhante!
Não podemos esquecer que a terra tem atmosfera. A atmosfera refrata a luz e a espalha sobre a Lua.
A cor avermelhada é causada pela poeira em suspensão. Quando ocorreu a última erupção do Pinatubo, a atmosfera superior ficou tão suja, que a Lua quase desapareceu!

Pergunta:
- Por que as nuvens, que são brancas, ficam escuras anunciando um temporal, ou durante ele ficam "pretas"?
Resposta:
- A parte de baixo das nuvens fica escura simplesmente porque está fora do alcance da luz, que não consegue atravessar os "nimbus". A parte de cima reflete toda a luz do Sol e deixa o resto na sombra.
O contraste com a parte brilhante parece deixar a parte escura ainda mais escura do que realmente é.


Pergunta:
- O que aconteceria se o sol se afastasse da Terra?
O que aconteceria se o sol se aproximasse da Terra?
Qual a variação da velocidade de rotação da Terra?
Qual a variação da velocidade de translação da Terra?
Resposta:
- Se a distância fosse aumentada, a Terra teria de diminuir a sua velocidade tangencial para se manter em órbita. Isto significa que o ano teria de ser maior. A maior distância do Sol a radiação recebida seria insuficiente para manter a biosfera e a maior parte dos seres vivos morreria. É provavel que só restassem alguns vegetais como os musgos e líquens na terra e alguns tipos de algas no mar. Se a velocidade atual fosse mantida, a Terra espaparia do campo gravitacional do Sol e sairia do sistema solar.
Ao contrário, se a distância fosse diminuída, a velocidade tangencial da Terra teria de ser aumentada, para que a Terra continuasse em órbita. O ano seria menor. O aumento da radiação aumentaria a temperatura, destruindo o equilíbrio da biosfera. Mantida a velocidade atual, a Terra cairia no Sol.
O atrito das marés está fazendo com que a rotação da Terra diminua a velocidade de rotação, mais ou menos 1 segundo por século. Se a distância da Terra ao Sol fosse diminuída, este efeito aumentaria, freando mais e reduzindo a rotação mais depressa.
Para que a Terra continuasse em órbita, deveríamos obedecer a terceira lei de Kepler: o quadrado de período de revolução é proporcional ao cubo da distância. Então uma distância maior implica em um ano maior, uma distância menor implica em um ano menor.
Compare no texto Os planetas e seus satélites, na seção Astrononia - Teoria a distância ao Sol e o tamanho do ano para os diversos planetas.


Pergunta:
- Para que a Lua serve em relação a Terra?
Resposta:
- Além de embelezar nossas noites, fisicamente a Lua tem grande importância para a Terra. Vários processos sísmicos, físicos e biológicos são disparados pelas marés lunares. Não entenda como maré apenas a alteração do nível dos mares, mas como um todo: tudo sobre a Terra sofre esta influência. Desce o crescimento das plantas aos ciclos vitais, como a menstruação das mulheres. Estas marés são responsáveis pela frenagem da Terra, o que está aumentando seu dia em um segundo por século. Foi a base de quase todos os nossos calendários. Serviu de apoio e fundamento a quase todas as teorias astronômicas. Suas fases intrigaram a humanidade, forçando a pesquisa e a busca do conhecimento dos mecanismos celestes.   Influenciou a civilização desde seus primórdios, e, com sua beleza, gerou mitos e lendas. Seu diâmetro angular, afortunadamente próximo ao do Sol, permitiu a visualização de eclipses que sempre encantaram o homem. Sua proximidade e seu lado "oculto" fez despertar no homem o sonho da viagem interplanetária.


Pergunta:
- Por que os planetas têm esses nomes?
Resposta:
- Os planetas, assim como várias estrelas e constelações foram nomeadas pelos antigos árabes, gregos e romanos. Para seguir tradição os nomes foram mantidos até hoje. A ligação do céu com nomes de deuses e semi-deuses sempre teve uma força muito grande na antiguidade, já que eram baseadas em suas crenças religiosas.
Até hoje usamos os nomes dos deuses da mitologia grega e romana para nomear satélites e asteróides recentemente descobertos.
Romanos             Gregos                           Atribuições
Mercúrio             Hermes                          deus do comércio
Vênus                 Afrodite                          deusa da beleza
Marte                 Ares                                deus da guerra
Júpiter                Zeus                                 o maior dos deuses
Saturno              Cronus                             deus da agricultura
Urano                 Uranus                             deus do céu e do firmamento
Netuno                Posseidon                       deus das águas e do mar
Plutão                  Pluto                               deus das trevas e do inferno



Pergunta:
- Será que o sol vai explodir?
Resposta:
- Não. O Sol vai consumir sua massa, transformando-a em energia. Com uma menor massa, seu campo gravitacional vai diminuir e o seu tamanho vai aumentar, e ele se transformará em uma gigante vermelha e fria em torno de um núcleo que se tornará uma anã branca
Pergunta:
- Quero saber de que são feitas as estrelas.
Resposta:
- As estrelas são aglomerações de matéria, na maior parte das vezes hidrogênio, que se concentra em uma região do espaço devido a um enorme campo gravitacional, que esmaga os seus átomos, e que culmina com a ignição de uma reação de fusão nuclear.


Pergunta:
- Como surgiu a lua?
Resposta:
- Existem várias teorias para a formação da Lua, mas aparentemente ela foi formada junto com a Terra, pela aglutinação de matéria que orbitava o Sol.
No entanto algumas simulações computadorizadas recentes sugerem que durante a formação dos planetas a Lua tenha sido arrancada da Terra pelo choque de um planeta do tamanho aproximado de Marte e tenha retido partes dos dois corpos. Análises das rochas lunares ajudam a reforçar esta teoria. Planetas e estrelas duplas são muito comuns no universo.


Pergunta:
- Existe mesmo o risco de um asteróide cair na Terra? Gostaria de saber quais e quando virão? E se realmente existe algum.
Resposta:
- Basta dar uma olhada para as cicatrizes da nossa Lua para ter a certeza que eles virão, é tudo uma questão de tempo.
Alguns cientistas, preocupados com a catástrofe que certamente ocorrerá, estão iniciando os trabalhos para viabilizar um meio de evitar a nossa extinção, como aconteceu aos dinossauros 65 milhões de anos atrás. Algumas idéias estão até sendo testadas e já existem sistemas automáticos tentando monitorar as órbitas dos NEO (Near Earth Objects).
O problema é que qualquer asteroidezinho de 1 km de diâmetro (com uma massa de 3 bilhões de toneladas) poderia destruir uma cidade das grandes, e corpos destas dimensões existem em grande quantidade, e são dificílimos de localizar a tempo de tomar medidas preventivas. Acabará sendo mais fácil evacuar as áreas de risco.
A nossa sorte é que a Terra é muito pequena em relação às dimensões do sistema solar, o que reduz as probabilidades.
Mas pode estar certo que elas existem e o risco é real.


Pergunta:
- Por que o sistema solar, as galáxias e o universo estão em um plano?
Resposta:
- Quanto temos uma determinada quantidade de matéria dispersa, mas dotada de um momento angular, as partículas próximas do eixo de rotação desta massa são atraídas diretamente para o baricentro, enquanto que as próximas ao plano perpendicular a este eixo, que passa pelo baricentro, são mantidas em órbitas estáveis pelo próprio movimento de rotação.
Isso faz com que todas as aglomerações tomem a forma de discos, mais ou menos achatados em função da idade desta formação.
O mesmo aconteceu com o sistema solar, que tem os planetas em órbitas próximas a este plano central.
Pergunta:
- Dizem que o sol é o bola de fogo. Como pode ser fogo se lá não tem oxigênio?
Resposta:
- O Sol na verdade não é uma bola de fogo, mas de plasma. Plasma é um estado de degradação da matéria em que os átomos não conseguem manter seus eletrons e ocorre a altas temperaturas. A reação no Sol não é uma reação química de oxi-redução, mas uma fusão nuclear.
No núcleo do Sol, a uma temperatura de 15.000.000 de kelvins, os átomos de hidrogênio estão fundindo e se transformando em hélio, o que gera uma enorme quantidade de energia.
Foi tentando imitar o Sol que os homens "inventaram" a bomba atômica.
Se o Sol estivesse queimando matéria da maneira convencional, ele duraria muito pouco tempo, mas já está ardendo a 5 bilhões de anos, e ainda deve durar mais uns 4 bilhões.

AS FASES DA LUA.wmv

ENTENDENDO AS MARÉS

Entendendo as marés
Observatório Phoenix
Todos nós já aprendemos que o movimento das marés está ligado à perturbação gravitacional da Lua e, em menor intensidade, à do Sol. A Lua perturba o campo gravitacional, e atrai os corpos em sua direção. Não só as águas dos mares e oceanos, todos os corpos são afetados por esta mudança. Como as águas têm uma maior liberdade de movimento, é nela que notamos de maneira mais clara esta variação. Noutra oportunidade comentaremos as marés sólidas que se manifestam na crosta terrestre as quais, habitualmente, você não as percebe.
Quando o Sol e a Lua estão alinhados, na Lua nova ou na Lua cheia, sua influência é somada ou subtraída e temos as marés de sizígia, ou marés de águas vivas, como dizem os marujos. As maiores marés. Nas Luas quarto crescente e quarto minguantes, temos as marés menores, chamadas marés de quadratura. Até aí, tudo bem.
Mas as marés variam com um ciclo de 12 horas, e não de 24 horas como seria de esperar. Neste caso temos duas marés diárias em vez de uma.
Se é a Lua que atrai os corpos, como é possível termos uma maré oposta à posição da Lua?
Vamos supor, para facilitar o nosso raciocínio, que a Terra não gire em torno de seu eixo. De um lado temos a maré gerada pela influência da Lua. E do outro? Que maré é esta?
Quando vamos a analisar o sistema o ponto de vista astronômico, temos que determinar certos parâmetros, que normalmente são esquecidos. Em primeiro lugar, a Lua gira em torno da Terra, certo?
Errado! O centro de massa do sistema Terra-Lua não está no centro da Terra!
Todos sabemos que a Terra tem uma massa MTerra 81,3 vezes maior que a massa MLua da Lua. A diferença é grande mas não pode ser desprezada.
Onde está o centro de massa do sistema? Basta fazer umas continhas.
A distância média da Terra à Lua é de DTerra Lua = 384 500 km, então, para equilibrar os momentos:
MLua x DTerra Lua - MTerra x DCentro de massa = 0
Como MTerra = 81,3 x MLua
DCentro de massa = MLua x DTerra Lua / 81,3 x MLua
DCentro de massa = 384 500 / 81,3 = 4 729 km
Isto significa que tanto a Lua, quanto a Terra giram em torno de um ponto que fica a aproximadamente 4 729 km do centro da Terra. Como a Terra tem 6 380 km de raio, este ponto está abaixo da superfície da Terra.
Considerando que o conjunto Terra-Lua gira num período de 27,3 dias, com velocidade constante, poderemos calcular o valor da aceleração a do ponto material P, localizado a uma distância  R = 4 729 + 6 380 = 11 109 km  do centro de massa do sistema. Adicionando esta aceleração à aceleração da gravidade glocal, teremos como soma um valor ligeiramente menor para gefetivo, que é suficiente para provocar aquela maré.
Como são geradas por forças de origem diferentes, as marés opostas à Lua têm alturas ligeiramente menores, como pode ser comprovado pelas marés medidas na prática.
Como, na realidade a Terra está girando em torno de seu eixo, o atrito arrasta as marés no sentido da rotação, causando um atraso de cerca de uma hora nos níveis máximos e mínimos em relação à linha que liga a Terra à Lua.
Apenas para registro, a massa da Terra é de 5,976 x1024 kg e a da Lua 7,353 x 1022 kg.

SOL: ESTRUTURA E EVOLUÇÃO

SOL: ESTRUTURA E EVOLUÇÃO
Prof. Alano Hellery


Nossos ancestrais descobriram que suas vidas dependiam do Sol e o tomaram como referência para suas crenças e desejos. Foi asssim personificado por muitas mitologias: Egípcios e Maias - o Deus Sol; Helios para os gregos, Sol para os romanos.
Hoje sabemos que o Sol é uma estrela ordinária e que como ela existem mais de 100 bilhões só em nossa galáxia.
Seu diâmetro é de cerca de 1,400,000 km, sua massa aproximadamente 2.0 x 1030kg e sua temperatura varia de cerca de 5,800°C na superfície a cerca de 15,600,000°C no núcleo.
A massa do Sol representa mais de 98.8% da massa total do Sistema Solar sendo que o planeta Júpiter contém a maior parte da massa restante.
O Sol se compõe, presentemente, de 92.1% de hidrogênio e 7.8% de hélio, por número de átomos sendo a taxa de 0.1% creditada aos demais "metais". Esses valores mudam lentamente a medida que o Sol vai convertendo hidrogênio em hélio em seu interior.
A superfície do Sol, chamada fotosfera está a uma temperatura 5,800 °C apresentando manchas solares, que são regiões "frias" com temperaturas de até 3,800°C que parecem escuras devido apenas ao contraste com a superfície em si. As manchas solares podem chegar a 50,000 km de extensão e são causadas por torções locais nas linhas do campo magnético solar. Esse fenômeno ainda não é muito bem compreendido.
Acima da fotosfera existe uma camada irregular chamada cromosfera onde a temperatura varia de 6,000°C a 20,000°C.
A região altamente rarefeita logo acima da cromosfera é chamada coroa solar e se estende por milhões de km, porém só é visível durante os eclipses totais do Sol. A temperatura nessa região pode atingir valores superiores a 1,000,000°C. Seu formato geral é bastante variável e essas variações parecem estar relacionadas com o ciclo das manchas solares.
O campo magnético do Sol é muito intenso e muito variável (comparado com os padrões terrestres). Suas linhas definem a magnetosfera ou heliosfera, que se estende para além da órbita de Plutão.
Além da luz e do calor, o Sol emite um fluxo de partículas carregadas denominado vento solar. A velocidade de propagação desse fluxo hoje é estimada em cerca de 450 km/s. Variações no vento solar estão associadas às variações nas atividades das manchas solares e nas erupções de labaredas na superfície do Sol (flares).
O efeito combinado dessas manifestações se refletem na interferência em nossas rádio-telecomunicações, nas trajetórias dos satélites artificiais, em linhas de potência e mesmo na aurora boreal. Sem contar no efeito determinante sobre a cauda dos cometas.
Em 1613 Galileu revelou as manchas solares. A partir daí o monitoramento sistemático da atividade solar se tornou constante. Pouco depois da metade do século XVII foi identificado oMínimo de Maunder, num período de baixa atividade solar. Na continuidade do processo observações acumuladas indicam o intervalo de cerca de onze anos entre os máximos de atividade solar.
O Sol deve ter 4.5 bilhões de anos. Já deve ter gasto um pouco mais da metade do hidrogênio disponível em seu núcleo. Ainda possui combustível suficiente para irradiar dessa forma por no mínimo mais 4.5 bilhões de anos quando expandirá sua atmosfera resfriada e contrairá o núcleo ainda aquecido. No resultado sofrerá o processo da ejeção de seu material frio, transformando-se em fim numa nebulosa planetária.