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O que existe no Universo Ciências Físico-Químcias |7º ano de escolaridade

Ano letivo 2011/2012 | Docente: Marília Silva Soares 1

1.1. – O que existe no Universo

- Estrutura e formação do Universo

- As estrelas: nascimento, vida e morte

- Localização de astros na Esfera Celeste

Unidade 1 – O UNIVERSO

Ciências Físico-químicas - 7º ano de escolaridade

Ciências Físico-Químicas| 7º ano de escolaridade Docente Marília Soares 2

• Unidade 1 – O UNIVERSO

COMPETÊNCIAS

Descrever sumariamente a constituição do Universo.

Caraterizar a Via Láctea e o Grupo Local.

Saber situar a Terra no Universo.

Distinguir o Modelo Geocêntrico do Modelo Heliocêntrico.

Descrever sumariamente a formação do universo.

Identificar os acontecimentos que descrevem o nascimento, a vida e a morte das estrelas.

Descrever o movimento diurno do Sol.

Saber orientar-se pelo Sol e pela sombra de uma vara, durante o dia.

Descrever o significado e a importância das constelações.

Orientar-se pelas estelas, durante a noite.

Observar o céu, recorrendo a mapas celestes.

Reconhecer o significado e a importância das coordenadas, altura e azimute, para localizar

um astro no céu.

Estrutura e formação do Universo e do Sistema Solar

Ciências Físico-Químicas| 7º ano de escolaridade Docente Marília Soares 3 Ciências Físico-Químicas| 7º ano de escolaridade Docente Marília Soares 4


A origem do Universo

Edwin Hubble

1889 - 1953





A origem do Universo

Com origem numa pequena massa muito densa e quente após uma explosão



Galáxias

Espiral Elíptica Irregular

Como está organizado o Universo

• O Universo é formado por biliões de galáxias.

• Uma galáxia é um enorme aglomerado de estrelas, entre as quais existem grandes quantidades

de gases e poeiras.

• As galáxias apresentam aspectos e tamanhos diferentes, e por isso podem classificar-se de

acordo com a sua forma.

Núcleo central do qual partem

braços com estrelas de

diferentes idades.

Têm forma esférica ou

elipsoidal e são as galáxias

mais comuns.

Não apresentam

contornos definidos e

são ricas em gases e

poeiras.



A Via Láctea é a nossa galáxia. É apenas uma entre as

cerca de 100 mil milhões de galáxias no Universo, todas

elas com milhares de milhões de estrelas.

Numa noite de céu limpo podemos ver parte da Via

Láctea como uma faixa esbranquiçada.

Este brilho resulta das mais de 200 mil milhões de

estelas que formam a nossa galáxia.

A Via Láctea é uma galáxia com forma espiral.

Como está organizado o universo

Galáxias



Como está organizado o universo

Galáxias

As galáxias que se encontram mais próximas da Via Láctea são :

Pequena Nuvem

de Magalhães

Grande Nuvem de

Magalhães Andrómeda





Enxames de galáxias

Super enxames


Galáxias

agrupam-se em

agrupam-se em

Via Láctea

Grupo Local

Superenxame local



Sistema Solar

Via Láctea

Grupo Local

Super enxame local





Além das galáxia o que mais existe no Universo?

Quasares – galáxias muito novas, com aspeto de uma estrela muito brilhante,

devido aos seus núcleos bastante luminosos. Afastam-se da Via

Láctea a grande velocidade.

Sistemas planetários - constituídos por uma estrela central à volta da qual

orbitam outros astros, como o nosso sistema

planetário – o Sistema Solar.

Planetas – astros que não emitem luz visível e que orbitam em torno de uma

estrela.



O Sistema Solar formou-se há cerca de cinco milhões

de anos, a partir de uma nuvem interestelar de gás e

poeiras em rotação, conhecida por nebulosa solar.

Contracção da nebulosa

Passou a rodar mais rapidamente

Zona central tornou-se muito quente e começou a formar-se o

Sol.

Formação de planetóides que continuaram a crescer dando

origem aos planetas telúricos.

Os restos dos planetóides poderão ter dado origem aos

cometas e aos asteróides.

Formação do sistema Solar



As estrelas: nascimento, vida e morte

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O que é uma estrela

Estrela - Corpo celeste que possui luz própria, sendo, por isso, um corpo luminoso.

A luz das estrelas é produzida por transformações que ocorrem no seu interior. Estas

transformações fazem com que as estrelas se vão modificando durante a sua longa vida de

milhões de anos.

São imensas massas de gás que se encontram a elevadíssimas temperaturas, libertando

grandes quantidades de energia por radiação



O que é uma estrela

Nas galáxias além de estrelas, há enormes quantidades de gases e poeiras que parecem

nuvens, umas escuras – nebulosas difusas, outras brilhantes – nebulosas planetárias.

O gás existente nestas nuvens é o hidrogénio;

É das nebulosas difusas que nascem as estrelas.

NASCIMENTO DAS ESTRELAS

O nascimento de uma estela ocorre quando há uma contracção de

hidrogénio gasoso e das poeiras existentes na nebulosa, aquecendo.

No núcleo dá-se início a reacções nucleares que libertam muita energia.



A vida das estrelas

VIDA DAS ESTRELAS

Durante a sua existência as estrelas sofrem reacções nucleares no seu

interior, fabricam a sua própria energia:

O hidrogénio é transformado em hélio, libertando-se muita energia:

HIDROGÉNIO HÉLIO + ENERGIA

A energia produzida no núcleo das estrelas até à superfície e é irradiada para o espaço

como luz e calor, por isso é que as estrelas brilham.





A vida das estrelas

O brilho das estrelas depende do seu tamanho!

QUANTO MAIOR A ESTRELA MAIS QUENTE E MAIS BRILHANTE SERÁ!

Estrelas maiores que o Sol Estrelas do tamanho do

Sol

Estrelas menores que o

Sol

• Temperatura muito superior a

10 000ºC;

• Brilho branco-azul;

• Maior temperatura;

• Tempo de vida: apenas

milhões de anos.

• Temperatura inferior a 5

000ºC;

• Brilho amarelo;

• Temperatura média;

• Tempo de vida: cerca de

dez mil milhões de anos.

• Temperatura à superfície

inferior a 5 000ºC;

• Brilho laranja ou

avermelhado;

• Maior tempo de vida.



A vida das estrelas

VIDA DAS ESTRELAS

Maior Brilho

Maior Temperatura

Maior Tamanho

Estrela

Menor tempo de vida



A vida das estrelas

MORTE DAS ESTRELAS

Quando se esgota o seu combustível - gás hidrogénio - deixam de se dar

no interior das estrelas, no núcleo, as reacções nucleares responsáveis

pela produção de calor e luz, pelo que a estrela morre.

ESTRELAS DO TAMANHO

DO SOL

ESTRELA DE GRANDES

DIMENSÕES

ESTRELA DE MENORES

DIMENSÕES



A vida das estrelas

MORTE DAS ESTRELAS





A vida das estrelas

MORTE DAS ESTRELAS

ESTRELA DO TAMANHO DO SOL

Começa-se a esgotar o seu combustível, o núcleo

central e as camadas exteriores expandem-se…

Dá-se uma contracção formando-se uma pequena

estrela que ao fim de um certo tempo acaba por perder

totalmente o seu brilho…

Gigante vermelha

Anã branca

ESTRELA MENORES QUE O SOL

Se a massa da estrela for cerca de cinco centésimos da massa

do Sol, a estrela passa por uma fase de anã castanha

tornando-se, posteriormente, uma anã negra.



A vida das estrelas

MORTE DAS ESTRELAS

ESTRELA DE GRANDES DIMENSÕES

Começa-se a esgotar o seu combustível, o núcleo

central contrai-se e as camadas exteriores

expandem-se…

Ocorrem explosões muito violentas e as

camadas exteriores espalham-se no espaço. As

estrelas em explosão tornam-se muito

brilhantes…

Super - Gigante

Supernovas



A vida das estrelas

MORTE DAS ESTRELAS

Espontaneamente, o núcleo das supernovas pode

sobreviver como:

Uma estrela de neutrões

ou pulsar, se a estrela que

a originou era de 2 a 8

vezes maior do que o Sol.

Um buraco negro, se a

estrela que a originou era

mais do que 8 vezes maior do

que o Sol.

Estrela de

neutrões

Buraco

negro

Supernovas



A vida das estrelas

MORTE DAS ESTRELAS

Buraco negro

• Corpo celeste muito denso, formado por muita matéria

concentrada num volume muito pequeno;

• Surge da morte de uma estrela de grandes dimensões;

• Quanto maior é a estrela que lhe dá origem, maior é o buraco

negro que forma.

• Atrai tudo o que está próximo, por isso a região à sua volta é

um sugadouro de matéria e até da luz.





A vida das estrelas

Nebulosa cabeça de cavalo.

Localização de astros na Esfera Celeste




O que é uma constelação?

Uma constelação é um conjunto/grupo de estrelas, na mesma região do céu, que parecem não

mudar de posição umas em relação às outras e que, quando unidas por traços imaginários parecem

formar desenhos ou figuras imaginárias no céu.

As estrelas de uma constelação podem estar em zonas muito

distantes do espaço e apresentar movimento umas em relação às

outras movimento detectável apenas ao final de milhões de anos.

As constelações têm alguns nomes relacionados com crenças e

mitos antigos, e algumas foram batizadas pelos antigos

navegadores durante a época dos descobrimentos.

Constelações e orientação noturna



O que é uma constelação?

Existem muitas constelações e enquanto algumas se mantêm visíveis ao longo do ano, umas vão

desaparecendo e outras aparecendo na esfera celeste.

A representação das constelações pode ser encontrada em mapas celestes, que são diferentes de

mês para mês e de hemisfério para hemisfério.

Esfera celeste

esfera imaginária

onde é projectada a

luz das estrelas (roda

cerca de 15º /h)

Mapa celeste

São uma ferramenta

que nos permite

prever que

constelações

podemos observar ao

longo de um ano.






Que constelações são mais conhecidas no hemisfério Norte?

Ursa maior

Ursa menor

Cefeu

Touro





Como localizar no céu nocturno a Estrela Polar?

Podemos localizar uma estrela utilizando como referência

uma constelação.

Para localizarmos a Estrela Polar (Polaris) tomamos como

referência a constelação URSA MAIOR

• É a constelação mais fácil de encontrar;

• É de grande importância para os habitantes do hemisfério norte;

• É a partir desta constelação que podemos localizar a constelação

URSA MENOR, na cauda da qual está a Estrela Polar;




Possibilita a orientação nocturna no

hemisfério norte;

Só é vista pelos habitantes do

hemisfério norte;

Não é muito brilhante;

Encontra-se junto ao pólo norte

celeste;

Parece estar sempre na mesma

posição.

ESTRELA POLAR

(Polaris)






• Traçar uma recta imaginária entre as duas

Guardas da Ursa Maior;

• Prolongar cinco vezes a distância existente

entre as Guardas

Quando olhamos para esta estrela temos à nossa…

• … frente o ponto cardeal Norte (N);

• … retaguarda o ponto cardeal Sul (S);

• … direita o ponto cardeal Este (E);

• … esquerda o ponto cardeal Oeste (O).





Resposta:

No hemisfério sul é mais difícil localizar uma estrela que sirva de orientação nocturna,

pois não existe uma estrela equivalente à Estrela Polar.

Durante a noite, observam-se várias constelações, como é o caso da constelação

Cruzeiro do Sul ou Crux, que tem a forma de cruz e cujo braço maior aponta para o

pólo sul celeste.

Questão:

E no hemisfério sul, qual é a estrela que serve de orientação nocturna?

Que constelação serve de referência?






Resposta: (continuação) • desenhas, mentalmente, uma linha que una as duas estrelas do braço maior da

cruz.

•Prolongas a distância que une as duas estrelas cerca de quatro vezes e meia.

•O ponto cardeal sul está na direcção do pólo sul celeste encontrado no céu.

Quando olhamos para esta constelação temos à

nossa…

• … frente o ponto cardeal Sul (S);

• … retaguarda o ponto cardeal Norte (N);

• … esquerda o ponto cardeal Este (E);

• … direita o ponto cardeal Oeste (O):





Limitações deste método de orientação:

• É pouco rigoroso;

• requer que o tempo não esteja nublado;

•Em espaços como as cidades, a observação é dificultada pelos prédios e pela

poluição luminosa.

Para ultrapassar as dificuldades de orientação,

sempre que se viaje para locais desconhecidos, é

importante levar uma bússola e um mapa da

região, ou utilizar o GPS (Sistema de

Posicionamento Global), método bastante mais

eficaz recentemente desenvolvido.




Movimento aparente das estrelas

O que se move? As estrelas ou os Planetas?

Se observarmos o céu e as estrelas todas as

noites durante um mês, vamo-nos

apercebendo de que , as estrelas que se

vêem, mudam de posição desde o início até

ao final da noite.

Movimento aparente das estrelas,

porque na realidade é o planeta que

está em movimento, e não as

estrelas.






Em que sentido roda a Terra?

A Terra gira no sentido contrário ao dos ponteiros do relógio, isto é, no

sentido direto, de Oeste para Este.

Cada objeto celeste, no seu movimento diurno, vai ocupando posições

diferentes no espaço.




Orientação Diurna

No hemisfério norte, ao meio dia, o Sol atinge

a sua altura máxima, encontrando-se sempre

sobre o ponto cardeal sul.

A nossa sombra indica o polo

norte ao meio dia solar.



Coordenadas Celestes

Nem todos os astros são tão fáceis de encontrar no

céu como a Estrela Polar. Por isso, os astrónomos

definiram um modo de localizar qualquer astro no

céu: as Coordenadas Celestes.

As Coordenadas Celestes são duas: a altura e o

azimute.

Vistas da Terra, as estrelas parecem agrupar-se formando constelações. Os nomes das

constelações, em muitos casos, derivam de lendas antigas.

A Estrela Polar pertence à constelação Ursa Menor e indica o ponto cardeal Norte (no hemisfério

Norte).

A partir do Cruzeiro do Sul é possível localizar a estrela Sigma Octantis, que indica o ponto

cardeal SUL (no hemisfério Sul).




Altura (h) Azimute (A)

É a distância angular (varia entre

0º e 90º) entre a linha do

horizonte e o astro, que nos

indica a posição do astro acima

da linha do horizonte.

É a distância angular (varia entre

0º e 360º), entre o

prolongamento de um astro no

horizonte e o ponto cardeal SUL,

no sentido dos ponteiros do

relógio.






Exemplo 1:

Considera as seguintes estrelas e responde:

a) Qual das estrelas se vê quando estamos virados para Norte?

b) Qual é a estrela mais próxima do horizonte?

c) Qual das estrelas se consegue ver quando estamos virados para

Sul?

Estrela Altura Azimute

A 30º 90º

B 40º 180º

C 50º 0º




Exercício

Completa:

Um astro pode ser localizado no céu a partir das suas __________.

A __________ indica a posição que o astro ocupa acima do __________, e pode

variar entre 0º e 90º.

O __________ indica a posição do astro relativamente ao ponto cardeal

_________, e pode variar entre 0º e 360º.

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