AGA 210 – Introdução à Astronomia2o Semestre de 2015

Apresentação do Curso

Segundas e quintas das 16h as 18h,site: www.astro.iag.usp.br/~aga210

Disponibilização dos “Roteiros-Aulas”

Profa. Sandra dos Anjos, sandra.dosanjos@iag.usp.br, ramal 912724Monitor - Rafael Santucci, rafael.santucci@iag.usp.br, ramal 912736

CONTEÚDO- Catálogo de Graduação

1. Apresentação do Curso e Visão Geral do Conteúdo a ser Desenvolvido2. Descricão do Céu: constelações, movimento aparente dos astros e dos planetas3. Movimentos da Terra e Lua: estações do ano, fases da Lua, eclipses4. Evolução da Astronomia Moderna5. Luz e Átomos6. Ferramentas do Astrônomo7. Sistema Solar: estrutura e formação .8. Estrelas: propriedades, espectro e classicação.9. O Sol.10. Estrelas binarias, variáveis e explosivas. Aglomerados estelares.11. Evolução Estelar: Objetos compactos: estrelas de nêutrons, buracos negros.12. Meio interestelar e a Galáxia: componentes e evolução.13. Estrutura do Universo: objetos extragalácticos.14. Cosmologia: tipos de geometria, origem e evolução do Universo.15. Astrobiologia (tema extra)

Bibliografia utilizada no curso - em português (disponível na biblioteca do IAG) “Astronomia e Astrofísica", Oliveira F., Kepler & Saraiva, M.F.O. (2000), astro.if.ufrgs.br/astronomia/ensino/livro_hipertextos

“ O ABCD da Astronomia e Astrofísica”, J. E. Horvath

“Astronomia: Uma Visão Geral do Universo", A. C. S. Friaça, E. Dal Pino, L. Sodré Jr., V. Jatenco-Pereira (orgs.), (2003), ISBN 85-314-0462-2, EDUSP

”Fundamentos de Astronomia", www.astro.iag.usp.br/~jane/index.html

“Astronomia de Posição”, Notas de Aulas, Gastão Bierrenbach Lima Neto, www.astro.iag.usp.br/∼gastao/astroposicao.html

Bibliografia em Inglês (disponível na biblioteca do IAG)

"Fundamental Astronomy", Karttunen, Kroger, Oja, et al. (2003), Springer-Verlag

“Astronomy Today", E. Chaisson & S. McMillan (1998), Prentice Hall

PS: Bibliografia adicional ou complementar será indicada, quando for o caso, ao final de cada roteiro-aula

Objetivos e Estratégias

Oferecer aos alunos de licenciatura e bacharelado em Ciências Humanas e Biológicas, noções básicas e essencialmente conceituais de Astronomia, abrangendo amplo espectro de temas, desde a Astronomia de Posição até Cosmologia, como complemento optativo importante à formação pessoal e profissional.

A estratégia deste curso obedece, na maioria dos temas, uma lógica de exibir primeiramente as observações, os fatos, e posteriormente, a teoria desenvolvida para tentar explicar estes fatos. Assim sendo, é inevitável acompanhar os fatos históricos que deram suporte a construção do pensamento científico.

Previsão do Conteúdo das Aulas (1)AGOSTO

03/08 – Apresentação do Curso; Visão Geral do Universo: Estrutura Hierárquica, Dimensões e Escalas no Universo.

06/08 – Astronomia de Posição – I; Descrição do Céu; Sistemas de Coordenadas.

10/08 – Astronomia de Posição – II; Determinação de Distâncias e Tempo.

13/08 - Movimentos da Terra e Lua: estações do ano, fases da Lua, eclípses.

17/08 – Evolução da Astronomia Moderna (1). 20/08 – Evolução da Astronomia Moderna (2). LISTA 1 - divulgada no site

24/08 - Radiação Eletromagnética - I

27/08 – Radiação Eletromagnética – II

31/08 – Radiação Eletromagnética – III - LISTA 2 - divulgada no site

Previsão do Conteúdo das Aulas (2)SETEMBRO

03/09 – Revisão e Plantão de dúvidas

08 → 10/09 – Não Haverá aula (semana pátria)

14/09 – PROVA 1 - P1

17/09 – Telescópios

21/09 - Sistema Solar 1 - Estrutura Geral e Sistema Solar Interno

24/09 – Sistema Solar 2 – Sistema Solar Externo

28/09 – Sistema Solar 3 – Sistema Solar Externo 2 e Corpos Interplanetários - LISTA 3 e 4 - divulgadas no site

Previsão do Conteúdo das Aulas (3)OUTUBRO

01/10 – Prova 2 - P2 05/10 – Sistema Solar – Origem e Formação; Exoplanetas 08/10 – Estrelas – Propriedades Fundamentais das Estrelas 12/10 – Feriado – Nossa Senhora Aparecida 15/10 – Estrelas – Diagrama HR 19/10 – Estrelas – Sistemas Binários 22/10 - Estrelas - Protoestrelas 26/10 – Estrelas – Evolução de Estrelas de Baixa Massa 29/10 – Estrelas – Evolução de Estrelas de Alta Massa e em Sistemas Binários - LISTA 5-site

Previsão do Conteúdo das Aulas (4)Novembro e Dezembro

05/11 – Meio Interestelar – MIS; Via Láctea (1)

09/11 – A Galáxia (2)

12/11 – Prova 3 – P3

16/11 – Outras Galáxias e Galáxias Ativas

19/11 – Cosmologia 1 – LISTA 6

23/11 - Cosmologia 2

26/11 – Prova 4 – P4

30/11 –Astrobiologia ou Plantão de Dúvidas

03/12 – Plantão de Dúvidas ou Revisão

07/12 - SUBSTITUTIVA e encerramento das atividades acadêmicas

Avaliaçãomédia de notas das provas

Composição da Nota Final (Nf)

Nf = (P1+P2+P3+P4/4)

Obs 1 : Esta matéria não possui recuperação.

Obs 2: Haverá prova substitutiva no final do curso, cuja nota poderá também substituir uma das notas de provas anteriores. Nesta substitutiva, toda a matéria será incluída.

Visão Global da Astronomia: importância, observações e medidas, onde estamos....

I- A Ciência Astronomia-Astrofísica II- Estrutura Hierárquica do Universo III-Tamanho e Escala de Distância do Universo

I - A Ciência “Astronomia" (1) Ciência que envolve a observação e o estudo da natureza de fenômenos físicos do

Universo, além da atmosfera da Terra. Astronomia & Astrofísica = Qualitativa & Quantitativa

- Quantitativa: leis da física são aplicadas (séc. XII, Leis de Newton)

- Raízes na Astronomia na busca pela explicação dos movimentos planetários

Desenvolvimento se baseia em “Teorias Científicas"

- Consistem de hipóteses ou um conjunto de idéias desenvolvidas para explicar o que se observa.

- Teorias, portanto, indicam e fundamentam um caminho experimental, que por sua vez permite fazer previsões.

- Termo “científico", vem da aplicação de métodos que qualquer um possa realizar e repetir o experimento.

Exige amplo conhecimento de diferentes áreas do conhecimento.

- Além da física e matemática um astrônomo precisa conhecer química, geologia, ciência atmosférica e algum conhecimento de biologia. Exs:

-- Estudo de planetas exige certo grau de conhecimento e familiarização de geologia, ciências atmosféricas,...

-- Estudos de processos moleculares no meio Interestelar, além de atmosferas externas de estrelas, atmosferas planetárias, populações estelares e evolução estelar em galáxias exigem conhecimento da química, entre outras...

-- Pesquisa de formas de vida no Universo: biologia

Pesquisas astronômicas em solo ou no espaço são altamente dependentes do desenvolvimento tecnológico. Alguns exemplos relevantes, são:

- Detetor eletrônico CCD (década de 70); maior eficiência quantica

- Astronomia Espacial que permite observar uma enorme diversidade de fenômenos astronômicos, em todos os comprimentos de onda, de raios-gama a rádio

-Telescópios maiores e melhores equipados permitem melhor resolução, viabilizando os estudos de regiões centrais de galáxias, por exemplo!

II- Estrutura Hierárquica do Universo Gravidade é a força fundamental que governa a estrutura inteira do

Universo. - Governa, portanto, a evolução do Universo Exs, em diferentes escalas de dimensão:

- Terra e outros Planetas orbitam o Sol devido a atração gravitacional

- O Sol, uma das centenas de bilhões de estrelas que se encontra no disco da Via-Láctea, e que orbita a Galáxia , está “ligado” as outras bilhões de estrelas pela gravidade

- A Via-Láctea é uma das centenas de bilhões de galáxias que se encontra em um grupo (∾ 30), graças ou devido a gravidade

Galáxias tendem a se agrupar em diferentes níveis de aglomerações, desde grupos até aglomerados e superaglomerados (as maiores estruturas no Universo) devido a gravidade.

A forma de distribuição destes superaglomerados gera uma configuração filamentar, criando então regiões densas e vazios: estrutura fundamental do Universo em larga escala.

A origem destas estruturas é um dos principais problemas “em aberto” da astronomia moderna. FOTO: Imagem da simulação mostra uma

comparaçãoo entre a distribuição de matéria escura (esquerda/azul) e a densidade de gás visível (direita/laranja).

Crédito: Illustris Collaboration

Existem evidências de que a maior parte da massa no Universo é invisível Lsto significa que esta massa não está na forma de estrelas, gás ou poeira, … que pode

ser observada

Hierarquização das Estruturas do Universo

III- Tamanho e Escala de Distância do Universo (1) Para lidar com a amplitude de valores utilizados em Astronomia, utiliza-se notação

científica, nos quais os números são expressos em potências de 10. Abaixo, damos alguns exemplos aproximados para entender a necessidade deste tipo de notação.

--> Dimensões atômicas típicas = 0,0000000001 m = 10-10 a 10-9m --> Dimensões Planetas = 1.000.000 = 106 a 107 m --> Distância Terra-Sol = 150.000.000 km = 1.5 x 108 km = 1 UA --> Dimensão do Sistema Solar = 10.000.000.000 km = 1x1010km --> Dimensão da Via Láctea = 120.000.000.000.000.000 km = 1.2 x 1017 km --> Dimensão de SuperAglom. = 1. 000.000.000.000.000.000.000 = 1x1021km

Sistema Internacional de Unidades (SI) O sistema de unidades oficial utilizado por Físicos e Astronômos é o “Sistema Internacional

– SI” onde: - Distâncias (D) são expressas em metros (m) - Massas (M) em kilograma (kg) - Tempo (T) em segundos (s) Algumas unidades especiais são utilizadas por Astrônomos para facilitar a compreensão e

comparação de medidas, são elas: - Unidade Astronômica (UA) = 1,5 x 1011m ou 1,5 x 108km (Distância Terra-Sol) - Ano-luz (A.L) = 9,5 x 1015m ou 9,5 x 1012 km (Distância que a luz percorre em 1 ano no vácuo) - Parsec (pc) = 3,26 A.L (Distância na qual um astro teria com uma “paralaxe” de 1 segundo de arco)

III- Tamanho e Escala de Distância do Universo (2) Também usamos sub-unidades do ano-luz tais como a hora-luz, o minuto-luz e o

segundo luz Uma hora-luz é a distância percorrida pela luz em uma hora. Ela corresponde a 1 079 252 820 km Um minuto-luz é a distância percorrida pela luz em um minuto. Ele corresponde a 17 987 547 km. Um segundo-luz é a distância percorrida pela luz em um segundo. Ele corresponde a 299 792 km. Importante: o ano-luz e seus submúltiplos, hora-luz, minuto-luz e segundo-luz, são

unidades de medida de distância e não de tempo.

∼13 bilhões de anos-luz∼40 bilhões de anos-luz (expansão)

∼100 mil anos-luz

5,5 horas-luz

∼10 milhões de anos-luz

∼ 13.000Km

∼100 milhões de anos-luz

Homogêneo em grande escala

Sugestão de filme

“O Universo: Maiores Coisas do Universo (Dublado) 2014 ” em

http://www.youtube.com/watch?v=8F_rtgqjajc

O Universo

Sugestão de filme

“O Universo Maiores Coisas do Universo (Dublado) 2014 ” em

http://www.youtube.com/watch?v=8F_rtgqjajc