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8/20/2019 buraco negro Parte_4
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Introdução à Astrofísica
Thyrso VillelaInstituto Nacional de Pesquisas Espaciais
INPE-MCTDivisão de Astrofísica
ão !os" dos Ca#pos$ P
%&' (eunião Anual da )PC$ )el"#$ PA$ & a *+ de ,ul o de +../
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O que são galáxias normais ?São a grande maioria das galáxias, cuja radiação é dsuas estrelas.
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Diagrama de Hubble
Irr
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Via Láctea - a nossa galáxia
Andrômeda
Desenho esquemático da ia !ác
" #$c % "&&& $c % ''&& a
[------- ( "&&.&&& anos lu) --------]
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Galáxias l!"ticas
*+ - /0 11+2 - irgo
/aláxia el3$tica gigante situadcentro de um aglomeradogaláxias. 4la é 1& ve)es massiva do que a nossa galáx
& ----------- 5 que $arecem ser estrelas,são na verdade aglomerados
glo6ulares.
4li$ticidade4& - 4
% "& x 7"-68a#
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Galáxia s"iral
/0 '29 S6
:----- ;;;
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Galáxia s"iral $arrada
/0 "'2< S=c
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a tentativa de se examinar se algumas das >nees$irais? seriam similares às ne6ulosas distri6u3dade nossa /aláxia ...
%;
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0arl Se@ ert, nos anos1&, começou a sededicar à questão daslinhas de emissão dasgaláxias, em6ora nãotenha $ro$osto ummodelo $ara suaex$licação. Atri6uiu alargura das linhas aoe eito Do$$ler.
Boi com a desco6erta dosquasares em rádio e a 6usc$elas suas contra$artidas C$ticas que o estudo de&G's- &cti(e Galactic 'uclei deslanchou.
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Ol)ando galáxias com *outros ol)os+,,,
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4isível 4isível5 Cor 4isível
MI( 678 #icrons MI( I(A 9I( I :
(aios-2 (: AT ;4 A T(:-* ;IT (adio Effels<er3
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4isível 4isível 4isível
NI(5 +MA Mid-Infrared5 I : 9ar-Infrared5 I(A
(aios-25 C andra ;45 9:CA=CN( (adio5 4>A
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Fadiação S3ncrotron
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$L 7(&." $cG $H.Disco7:"&-/ $cG
0oro de 1oeira7("& $cG
'L 7(" #$cG
2ato ádio7(" *$cG
H3e4-5
6odelo 7ni8icado "ara os &G's
9-- 3e4-:
$la;ar"$c % '.' l@
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s"ectro de 3e4-5
IJ IK IL ⇩ ⇩ ⇩
As linhas de emissão $ermitidas a$resentam larguras de "&#m8s, enquanto as $roi6idas são da ordem de <&& #m8s. continuum 7sem linhasG $roveniente da onte central.
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s"ectro de 3e4-:
M5NNNO M5NOM NNOMSNNO ⇩⇩ ⇩ ⇩⇩ ⇩
Panto as linhas $ermitidas como as $roi6idas a$resentam largordem de <&& #m8s.
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d d d
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4vid ncia da exist ncia de um =uraco eSu$ermassivo
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2 b ( d @" i i id " l lá i Ai i
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2ato obser(ado no @"tico emitido "ela galáxia Aircin
l d d d d d d
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aria6ilidade de um A/ como indicador de tSe um A/ de tamanho d situado a uma distTncia x como mostrado n
ig. a6aixo, tem sua luminosidade aumentada $or um $er3odquando a radiação do lado esquerdo começa a chegar em t 5%x<c . 4le retorna ao n3vel quiescente em um tem$o t : %=x.d#<c , 5tamanho do A/ deve ser menor que d%=t : -t 5 #<c . Rara umavaria6ilidade de " dia, signi ica o tamanho de "dia lu), o que é algo com1 ve)es o tamanho do sistema solar.
Fádi / lá i
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Fádio /aláxias
0@gnus A
São galáxias com intenso 6rilho em rádio, a$resentando um6rilhante e $ontual no vis3vel. 4xistem duas classes de rádio g=road-line radio galaxies 7=!F/G- encontram-se em galáxias ti$o7n cleo 6rilhanteG circundadas $or um envelo$e muito raco
arroQ-line radio galaxies 7 !F/GW são gigantes el3$ticas 7cD, D4xem$lo desta categoria é 0@gnus A, mostrada acima.
ád lá
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Fádio /aláxiasFádio galáxias $odem a$resentar lC6ulos rádio extensos cs$ots, n cleos com$actos, halos e jatos onde há da emissão de
Iot s$ot
!C6ulos
Xato
cleo
BF N BF NN
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BF N BF NN
'0 '"
'0 9 9."
'0 9"Y
0@gnus A
4 l ã d j A/
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4volução de um jato em um A/
4volução do jato
l id d $ l i i
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elocidades su$erluminais
A velocidade a$arente na transversal vai ser dada V/c
sinV V a =
−= β
θ β
θ onde
cos1
=la)ar
E F i Z d 0 t A
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Em Faio-Z de 0entaurus A
0 lá i 0
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0omo se ormou a galáxia 0entaurus
..[ ilmes[origem\cen\a.mov
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4 l ã d ]
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]uasares e 6la)ares -- ̂ Fádio galáxias -- ̂ 4l3$ticas norma
]S5s -- ̂ Se@ erts -- ̂ 4s$irais normais
4volução dos ]uasares
A l ã d lá i li d A
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A evolução das galáxias ligada aos ANnterru$ção no $rocesso de cola$so da matéria em uma $roto
..[ ilmes[$rotocluster\lg.mov
4 i d i 6i 6 A/
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4 eitos do meio am6iente so6re os A/ s
- Ia6itatU isoladasV em gru$os de galáxias ;
- Rresença de 6arras ;
- !uminosidade Nntr3nseca ;- Rresença de com$anheiras ;
- Pi$o mor olCgico $re erencial ;
1 B d $
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1resenBa de $arra
33 3: --C 5 E3e48erts --C :F E
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1 B d $ 0i" 6 8 l@ i
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1resenBa de $arra 0i"o 6or8ol@gico
4 48S& S&a Sa S6 S` Sc Sd Nrr *erger
d
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InteraB es adicaisJ=0%5K#
SSFS9 --^ 1.Y 3e4 --C 55,: E
Se@-" ---^ "9." Se@-9 ---^ "&.
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Os resultados dos testes indicam que5 enômeno A/ $arece estar correlacionadocom as $ro$riedades intr3nsecas do hos$edeque com as do meio am6iente circunjacente.
5 modelo uni icado continua irme e orte b
Iora do 0omercial
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Iora do 0omercial1@s-graduaBão em &stro8!sica no Instit
'acional de 1esquisas s"aciais - I'1Mreas de 1esquisa
&stro8!sica stelar3istemas 1lanetários&stro8!sica xtragaláctica e Aosmologia
&stro8!sica Galáctica e 6eio Interestelar&stro8!sica de Ondas Gra(itacionais
)tt" <<acd,u8rN,br<o(<"g<"os,)t
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A onte de energia destes o6jetos
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A onte de energia destes o6jetos5 modelo uni icado dos A/ s ---^ Disco de Acresção =ura
Luminosidade de ddington a luminosidade máxima em$or matéria caindo $or meio ddisco de acréscimo, dada $
orça da radiação $rodu)ida elétrons livres do gás senca$turado.
1
Sol
38 Edd serg M
M 10 x1.3 L
cR L
R
GmM
− ≈
= 22 4π σ
*,F Faio e massa do = seção de choque elétron- Cton
m massa do $rCton
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Parcial#ente <aseado no CD HAstrono#ia para Poetas - ;9(!
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Parcial#ente <aseado no CD HAstrono#ia para Poetas ;9(!
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J)uracoK na coroa
solar que "respons1vel pelae,eção de #at"riana for#a de
ventos solaresi#a3e# e#
raios- $ Lo o B
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: que Hsa<e#os o,e
Tempo
HojeIn cio do !ni"erso
!ma "is#o do !ni"erso por "olta de $%%% a&'&!ma "is#o do !ni"erso por "olta de $%%% a&'&
O deus-sol Ra criou a si mesmo juntou-se à sua
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!ma is#o do !ni erso por olta de $%%% a& &!ma is#o do !ni erso por olta de $%%% a& &O deus sol Ra criou a si mesmo, juntou se à suasombra e tornou-se pai dos gêmeos Shu, o deus do ar,e Telnut, a deusa da chuva.
Shu e Telnut uniram-se e também tiveram gêmeos: odeus-terra Geb e a deusa-céu Nut. Geb e Nut também
se uniram, mas o av , Ra, !angado e ciumento,ordenou "ue Shu os separasse e "ue mantivesse Nut bem acima da #erra, como convém a uma deusa-céu.
$esde ent%o, Nut toca a #erra somente com as pontasde seus dedos das m%os e dos pés. &ua barriga, cobertade estrelas, "ue s%o seus 'ilhos, 'ormam o arco do'irmamento.
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!ma "is#o do !ni"erso por "olta de (%%% d&'&!ma "is#o do !ni"erso por "olta de (%%% d&'&
Nessa época, os modelos de Universoconsideravam que a Terra estava no centro detudo e que o céu era uma tampa com buracos.
A luz proveniente de fo os, ardendo no lado defora, brilharia através dos buracos e alcan!ariaa Terra como a luz das estrelas.
! "i # d ! i" " l d ()%% d&'&! "i # d ! i" " lt d ()%% d&'&
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!ma "is#o do !ni"erso por "olta de ()%% d&'&!ma "is#o do !ni"erso por "olta de ()%% d&'&
(icolau )opérnico*14+ 1 4 /
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Uma visão do
Universo por volta de2000 d.C.
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-randes ./meros
0 Nossa al'(ia possui )** bilh+es )*)) - de estrelas
0 No Universo observ'vel h' )*)) al'(ias )* estrelas
0 Um balde cheio de areia tem / ) bilh#o de r#os de areia
0 )** baldes$ )*)) r#os de areia 0 n1mero de estrelas na al'(ia
0 Todas as praias do mundo$ / )*2
r#os de areia
!ma "is#o do uni"erso por "olta de $%%% d&'&!ma "is#o do uni"erso por "olta de $%%% d&'&
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*.. <il ese# todo o
c"u
8...3al12ias
aqui
Hubble0eep1ield
!ma is#o do uni erso por olta de $%%% d& &!ma is#o do uni erso por olta de $%%% d& &
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Edwin Powel Hubble: 20/11/1889 - 28/9/1953
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Hubble
l
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'osmolo2iamoderna
Velocidade de recess#o das 2al3 ias5 6ei de Hubble
Radia7#o '8smica de 1undo em microondas5 melhor obser"3"el
.ucleoss ntese primordial
*5D4!5 05S*5!f/N05 RADF 5
Baseia9se nas se2uintes obser"a7:es5
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inflação
86. #il anos
3N4"3%5%
T678%
Pequena fraçãode se3undo
*8$/ <il es de anos
O modelo "adrão da AosmoloO modelo "adrão da Aosmolo
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O modelo "adrão da AosmoloO modelo adrão da Aosmolo• A cosmologia moderna parte de algumas hipóteses:
As leis da física$ v1lidas no iste#a olar$ vale# ta#<"# para oresto do ;niverso
As leis da física pode# ta#<"# ser e2trapoladas para o passado
Princípio de Cop"rnico5 não ocupa#os u# lu3ar privile3iado
Princípio Cos#olO3ico5 o ;niverso " o#o3 neo e isotrOpico
0ravitação " do#inante e# 3randes escalas
Os + pilares b3sicos da
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Os + pilares b3sicos da'osmolo2ia
). A e(pans#o do universo
)
A ã d U i
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A expansão do Unive so
ubbledist2ncia
recess%o
de
velocidade
×= H
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%s 2 pilares b'sicos da
"osmolo ia
. A e(ist9ncia de uma radia!#oc:smica de fundo em microondas
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Hist8ria da 0escoberta da R'1;
(*++(*<4
A Radia7#o '8smica de
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T = $>?$) @ $?%o 'C
0<0 5Q-K
0ipolo5 TDT (%9+ " +<% EmDs
" (&+%%&%%% EmDhC
a Terra "iaja a (%F&%%% EmDh redor do SolC
A Radia7#o 8smica de1undo em microondas
)O 5 1676
SatGlite ;AP
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0 >ançado e# 8.=. =+..*
R *$% 2 *. # da TerraR Massa5 68. 3R Altura5 8$ #
SatGlite ;AP
89 ; &cience #eam
SatGlite 'OB SatGlite ;AP
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'J! ; ;I'ROO.0AS
aumento de contraste4%% "e,es
aumento de contrasteem mais $% "e,es
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%s 2 pilares b'sicos da
"osmolo ia
2. A forma!#o de elementos leves
2
A forma!#o de elementos leves
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A forma!#o de elementos leves
5m 164<, lpher, ethe e =amov sugeriram a possibilidadede "ue todos os elementos "u>micos teriam sido gerados através deuma longa cadeia de captura de n?cleons em um @niverso
primordial em eApans%o e "ue estaria se es'riando.
Alpher ;ethe Gamov
orma7 o e e emen osl "
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orma7 o e e emen osle"es
.ucleoss ntese Primordial
$
n 9I
$ ' Ie
1Ien
Pre"is:es baseadas em f sica bem conhecida
Pre"is:es da teoria5
S 9or#ação de Q$ GQe$ +Q$ 8 Qe$ >i
S A<und ncia por #assaB de "lio5 $)K dototal
Tempo Temperatura do
Universo 6ner ia
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Universo
ho<e
G r a v i d a d e
6 l e t r o m a n e t i s m o
= o r ! a
= r
a c a
= o r ! a
= o
r t e
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#empo B minutos6CD 1CD e
=AS6 ">S73"At / 2** mil anos
$om>nio da matéria * gravidade /5om?nio da luz
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=%R7A@ % dos ASTR%S e BT%7%S 86SA5%S
t / )* bilh+es anos
Tempo / ) bilh#o anos$Gal'(ias e 6strelas
7oléculas 3nterestelares
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) 11 (, ) 6 (, ) () O *alcool met>lico/
) ) 2)()OO)) 4 *metano/
( *amon>aco/
2O *Egua/2)O *'ormol/
) 2 2 *acetileno/)O *monFAido de )arbono/
2, ) 2, O , )) ( 2, (O, )(O)&, ()&, &O 2
) <C*'ulereno/
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8lanetas$
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o reinado da qu?mica
5ensidade)* )C( 7.3.
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t G 1C, bilhHes de anos (asce o &istema &olar
6D%EU@ % da D35A na T6RRAt / F, H bilh+es anos
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t / )F bilh+es de anos 0I J%K6
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t 0 )** mil anos atr's$ sur e o homemmoderno
t 0 mil anos$ a ricultura
t / )* mil anos atr'ssur e a escrita
)
)@I#@J@9 ( t/ )* mil
anos atr's
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t 0 L bilh+es de anos$
o Sol morrer'
=UTUR%$ t 0I infinito&
A Terra perder' sua atmosfera nosobri ando a mudar para outros planetas
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