quarta-feira, 15 de agosto de 2018

Binárias eclipsantes

O que são?

Um sistema binário eclipsante é um sistema no qual ambas as estrelas eclipsam uma à outra periodicamente pelo fato do plano orbital delas se encontrar próximo ou na mesma linha de visão do observador. A análise destes sistemas não pode ser realizada diretamente com um telescópio porque a separação entre as estrelas é muito pequena ou eles se encontram muito distantes. Por isso, o sistema só pode ser estudado por meio de espectroscopia e fotometria.
As binárias eclipsantes são estrelas variáveis, não porque a luz individual das estrelas varie, mas devido aos eclipses que estas sofrem.
Por causa da pouca separação entre as estrelas destes sistemas, elas ultrapassam o lóbulo de Roche e realizam transferência de massa, sofrendo também redução em seus períodos orbitais.


Como estudá-las melhor?

Primeiramente, deve-se avaliar a curva de luz do sistema, ou seja, um gráfico que indica a variação do fluxo de luz que o sistema emite para a Terra. Se a curva apresentar um formato senoidal, a órbita do sistema será circular. Se este gráfico apresentar uma forma não senoidal a órbita apresentará uma certa excentricidade.  A curva de luz também pode indicar a inclinação do sistema em relação ao plano do céu.
O movimento orbital do sistema gera deslocamento nas linhas espectrais de absorção do sistema do azul e para o vermelho, fazendo o comprimento de onda destas linhas variar, o que nos permite calcular a velocidade radial das duas estrelas.
Quando se pode observar as linhas espectrais das duas estrelas e os seus deslocamentos, isso nos permite obter a velocidade radial de cada uma, analisar com precisão os parâmetros orbitais destas e ainda avaliar a composição química delas.
Estes sistemas podem ser classificados de acordo com a separação entre seus componentes, o raio das estrelas e o seu grau de evolução.

         

                       Imagem relacionada
                      fonte:http://rea-brasil.org/variaveis/pmf1.htm

Tipos de binárias eclipsantes:

Variáveis Algol

Estes são sistemas que se relacionam com o protótipo desta classe, a estrela Beta Persei ou Algol, em relação do ponto de vista evolucionário. Um binário deste tipo apresenta uma estrela de sequência principal que não preenche o lóbulo de Roche e uma estrela secundária que é maior que a primária, mais fria, menos massiva e que preenche o lóbulo de Roche. O período orbital destas estrelas geralmente é curto porque elas se encontram separadas por uma distância muito pequena.
O período orbital pode variar devido a frenagem magnética, o mecanismo Applegate ou a presença de uma terceira estrela realizando uma órbita excêntrica no sistema. Esta última situação pode provocar enormes variações no período orbital do sistema. Esta variação pode ocorrer em uma questão de décadas ou séculos.

W Ursae Majoris:

As variáveis W Ursae Majoris, também conhecidas como binárias de contato de baixa massa, é um tipo de binária eclipsante com estrelas que pertencem as classes espectrais F, G ou K que compartilham um envelope comum de matéria e, portanto, elas realizam transferência de massa. Elas são chamadas de binárias de contato pelo fato desta transferência ocorrer pelo através do pescoço de conexão entre elas. Por causa da pouca separação entre as estrelas destes sistemas, elas ultrapassam o lóbulo de Roche e realizam transferência de massa, sofrendo também redução em seus períodos orbitais e separação.
Estas variáveis podem ainda ser divididas em subclasses que são: Tipo A, tipo W, tipo B e tipo H.
Primeiramente, as binárias tipo A são compostas de estrelas mais quentes que o Sol, com classes espectrais A e F e períodos orbitais que variam entre 0,4 e 0,8 dias. Os tipo W apresentam estrelas que têm tipos espectrais G e K, o que faz com que elas tenham temperaturas próximas as do Sol e períodos.  Os tipos B, introduzidos em 1978, são estrelas que possuem maior diferença de temperatura em suas superfícies. Por fim, o tipo H apresenta estrelas com uma grande diferença de massa e uma razão de massa maior que 0,72.

                                           Imagem relacionada
                              Fonte:https://en.wikipedia.org/wiki/Binary_star

Beta Lyrae:

Neste tipo de sistema, ambas as estrelas são muito massivas e grandes. Estas são totalmente distorcidas porque elas se encontram tão próximas que a força mútua de gravitação distorce-as. As estrelas apresentam um formato elipsoidal e há um intenso fluxo de transferência de massa entre elas.
Este último fenômeno ocorre porque uma das estrelas evoluiu e se tornou uma gigante ou super gigante. Tais estrelas perdem massa facilmente porque são muito grandes e, por conta disso, a gravidade em suas superfícies é muito pequena, então rapidamente o gás nelas escapa e é transferida para a estrela menor. Existe um fator que acelera a transferência de massa, a estrela maior pode inchar até preencher o limite de Roche, uma superfície matemática na qual a matéria envolvendo um sistema binário pode fluir livremente de uma estrela para a outra.

Determinação de velocidade radial (efeito Doppler):

Como já dito, o movimento orbital das duas estrelas gera deslocamento nas linhas espectrais de absorção do sistema do vermelho e para o azul. Este deslocamento provoca também um deslocamento do comprimento de onda destas linhas, o que nos permite estudar melhor os sistemas binários espectroscópicos e eclipsantes. Primeiramente deve se calcular a velocidade radial das estrelas por meio da fórmula do efeito Doppler abaixo:

                                                     Vr/c=Δλ/λ
Vr= velocidade da onda em (em km/s)
c= velocidade da luz em unidades naturais, logo c=300 000 km/s
λ= comprimento de onda sem deslocamento
Δλ=comprimento de onda observado

Após analisar o gráfico de velocidade do sistema, pode-se obter a semi-amplitude do sistema, ou seja, a velocidade orbital máxima das duas estrelas.
A inclinação afeta a velocidade radial que observamos de modo que:
                   
                      K= V sen i

K= velocidade máxima da estrela observada
V=velocidade real da estrela
i= inclinação da órbita

Existe um método para determinar K. Ele é dado por:

                            K=2π /P • (a• sen i)

Onde:
i= inclinação(em graus)
P=período orbital
a=semieixo maior
K= velocidade máxima observada da estrela (ou semi amplitude)

Esta relação é válida para órbitas circulares, mas para órbitas excêntricas ela é dada por:

                          K=2π /P • (a• sen i)/(1-e^2)

K= velocidade máxima da estrela observada (ou semi amplitude)
e= excentricidade
i= inclinação(em graus)
P=período orbital
a=semieixo maior

Como esta fórmula é mais complexa, é mais fácil obter a velocidade da estrela por meio de observação do próprio sistema.


Outros parâmetros orbitais:

Como já mencionado, a excentricidade e a inclinação a órbita podem ser obtidas por meio do estudo da curva de luz, o período orbital pode ser obtido por meio da observação dos eclipses e a velocidade das duas estrelas é obtida por meio de espectroscopia. Para uma órbita circular com inclinação de 90 graus, o semi eixo maior é dado por:

                        a= P/2π   (K1+K2)
Onde
P= período orbital do sistema (em segundos)
K1= semi amplitude da estrela primária (em km/s)
K2semi amplitude da estrela primária (em km/s)
a= semi eixo maior (em km)

Como não existem somente órbitas circulares, é necessária alguma forma de obter as semi amplitudes de órbitas não circulares. Por isso, para uma órbita excêntrica e inclinada, o semi eixo maior é dado por:

                       a= P/2π   (K1+K2)/ sen i 
Onde
P= período orbital do sistema (em segundos)
K1= semi amplitude da estrela primária (em km/s)
K2semi amplitude da estrela primária (em km/s)
a= semi eixo maior (em km)
i= inclinação(em graus)
e= excentricidade

Massa do sistema:

A massa do sistema é dado pela terceira lei de Kepler:

  M1+M2=a^3/P^2

a= semi eixo maior (em UA)
P= período orbital do sistema.
M1= massa da estrela primária
M2=massa da estrela secundária

Determinação do raio das estrelas por meio de eclipses:

Sabendo-se a duração dos eclipses, a semi amplitude das estrelas e a forma da curva de luz pode-se determinar o raio das estrelas pelas fórmulas que se encontram na imagem abaixo.
   Resultado de imagem para binárias eclipsantes curva de luz contato fonte:https://www.slideserve.com/emmet/teorema-russell-vogt



Onde:
V1= semi amplitude  da estrela primária
V2= semi amplitude  da estrela secundária
t2-t1= intervalo entre o primeiro e o secundo contato entre as estrelas
t3-t1= intervalo entre o primeiro e o terceiro contato entre as estrelas

Existe outra equação para calcular o raio da estrela maior dada por:
Rg= Rp+(V1+V2)/2 •(t3-t2)

Onde:
Rg=raio da estrela maior 
Rp=Raio da estrela menor
V1= semi amplitude  da estrela primária
V2= semi amplitude  da estrela secundária
t3-t2=intervalo entre o terceiro e o segundo contato

Nota: V1=K1 e V2=K2


Exemplo 1:
A análise do espectro de uma binária eclipsante com linhas duplas resulta em um período orbital de 8,6 anos. O máximo deslocamento Doppler da linha de Balmer (igual a 656,281 nm) é Δλs= 0,072 nm para a estrela menor e de 0,0068 nm para a estrela maior, pela forma senoidal da curva de velocidade, pode-se dizer que a órbita é circular. 

dados
Δλs= 0,072 nm
Δλl= 0,0068 nm
P=8,6 anos= 2,712096 • 10^8 s
e=0
c=300 000 km/s

Primeiramente, deve-se calcular a velocidade radial das estrelas do sistema.
Para a estrela menor:

V1=c Δλs/λs=300 000 km/s • (0,072 nm/656,281 nm)= 300 000 km/s  • (1,1•10^-4)=33 km/s

Para a estrela maior

V2=c •Δλl/λl=300 000 km/s • (0,0068 nm/656,281 nm)= 300 000 km/s • (1,04 • 10^-5)=3,12 km/s

Em relação à órbita

Vt=V1 + V2=33+ 3,12=36,12 km/s

 a= P/2π   (V1+V2)= 2,712096 • 10^8 s/2π •36,12 km/s=1 559 096 266 km= 10,4 UA

Usando a terceira de Kepler, podemos determinar a massa total do sistema, pois sabemos o período orbital do sistema e o semieixo maior desta órbita.


M1 + M2= a^3/P^2= 10,4^3/8,6^2= 15,2  massas solares

Utilizando-se da razão entre as semi amplitude das duas estrelas, obtemos uma proporção entre a  massa individual das duas estrelas.

V2/V1=M1/M2=3,12/33=0,0945

Usando esta proporção concluímos que:

M1/M2=0,0945

M1=M2 • 0,0945= 0,0945 M2

Sabendo a relação entre a massa das duas estrelas, podemos determinar a massa das duas estrelas

M1+M2=0,0945M2+M2=1,0945 M2=15,2

M2=15,2/1,0945=13,9 massas solares

Por fim, pode-se obter a massa da outra estrela por meio da razão de massa estabelecida entre elas.

M1=0,0945 M2= 0,0945 • 13,9= 1,3 massas solares

O estudo da curva de luz deste sistema mostrou que o intervalo entre o primeiro e o segundo contato e entre o primeiro e o terceiro.
Dados
t3-t1=164 horas=14 169 600 s
t2-t1=11,7 horas=42 120 s

Usando a equação do raio da estrela menor temos:

Rp=Vt/2  t2-t1= 18,06 km/s • 42 120 s=760 687,2 km=1,1 Raio solar

Usando uma outra fórmula conseguiremos o raio da estrela menor

Rg=Rp+(V1+V2)/2 •(t3-t2)=760 687,2 km +(18,06 km/s 14 169 600 s) =369 raios solares


Função de massa:

Existem sistemas binários nos quais só podemos observar informações sobre a órbita de apenas um membro deste. Isso pode ocorrer porque pode haver diferenças enormes de luminosidade entre as duas estrelas que podem ser provocadas por razões extremas de massa ou porque um dos componentes é uma anã branca, estrela de nêutrons ou buraco negro. Às vezes, a posição de um dos constituintes do sistema tem a sua posição desconhecida. No caso destes sistemas binários espectroscópicos de linha única, só podemos medir o período orbital do sistema e a semi amplitude da estrela visível. Com estes dados, podemos estimar a massa mínima da estrela não observável do sistema por meio de uma  função conhecida como função de massa. Para órbitas circulares, ela é dada por:

                    f(M2)= (M2)^3 • sen^3 i/Mt^2= P • K1^3/2πG
Onde
f(M2)= função de massa (em unidades de massa)
Mt= massa das duas estrelas
M2= massa da estrela secundária
G= constante gravitacional= 6,674 • 10^-11 m^3 kg^-1 s^-2
P= período orbital ( em segundos)
K1= semi amplitude da estrela primária

Para órbitas excêntricas a função de massa é dada por:

                   f(M2)= (M2)^3 • sen^3 i/Mt^2= P • K1^3/2πG • (1-e^2)^3/2 

A  única diferença entre a primeira fórmula e esta é somente a presença do termo  (1-e^2)^3/2 na segunda.
Por fim, podemos estimar a função de massa total do sistema a partir das semi amplitudes e seu período orbital. Isso pode ser feito quando não se conhece a inclinação do sistema, pois é apenas uma aproximação do valor real.

                    Mt • sen^3 i=P (K1+K2)^3/2πG

Onde
Mt= massa total do sistema.
M2= massa da estrela secundária.
G=constante gravitacional= 6,674 • 10^-11 m^3 kg^-1 s^-2
P= período orbital ( em segundos)
K1= Semi amplitude da estrela primária
K2= Semi amplitude da estrela secundária

Relação massa-luminosidade

Quando colocamos o valor da massa de uma estrela e a sua luminosidade em um gráfico, descobrimos que elas apresentam uma relação empírica conhecida como relação massa-luminosidade.
Esta relação foi descoberta pelo astrônomo inglês Sir Arthur Eddigton. Ela definida por:

                       L/Lsol=M/Msol^a
L=luminosidade da estrela
Lsol=Luminosidade do Sol
M=Massa da estrela
Msol= Massa do sol
a= índice que depende da estrutura da estrela, opacidade das atmosferas e temperaturas.

O valor de a varia conforme o tipo de estrela que é estudada.
a~4 para estrelas com altas massas e luminosidades
a~3,5 para estrelas com massa e luminosidade próximas as do Sol
a~2,3 para estrelas com  massa e luminosidade menores que as do Sol


Temperatura efetiva:

Por fim, existe uma maneira de obtermos a temperatura destas estrelas a partir de seus raios e temperaturas a partir da derivação da seguinte fórmula.
  
                            L/Lsol= R/Rsol^2 x T/Tsol^4
                                 
                              
                             T/Tsol^4=(L/Lsol)/(R/Rsol^2)

                                 T/Tsol=4(L/Lsol)/(R/Rsol^2)

Onde:

T= temperatura na superfície da estrela
Tsol=Temperatura na superfície do sol
L=luminosidade da estrela
Lsol=luminosidade do sol
R=raio da estrela
Rsol=raio solar

Existem outros meios de obter a temperatura na superfície da estrela, mas só vim mostrar este por acreditar que este é mais prático e muitos casos.

Conclusão:

Existem poucas binárias eclipsantes na Via Láctea, pois são raros os sistemas nos quais o seu movimento orbital é realizado na mesma linha de visão da Terra, mas isso não tira o fato de estudos sobre ela serem muito importantes na compreensão do universo.

Agradecimentos:

Agradeço a todos que prestigiarem meu blog e espero que gostem das atuais e futuras postagens. Espero que realmente gostem das futuras postagens e caso alguém tenha alguma dúvida, não tenham medo de comentar. Nestes próximos meses, irei postar algumas postagens sobre alguns sistemas binários eclipsantes, mas também continuarei postando sobre outros assuntos. Por favor, comentem também outros assuntos que vocês gostariam que eu abordasse. 
Novamente, agradeço por prestigiarem o blog.
Postarei no blog a cada 15 dias.

Colaboradores:

Pedro Henrique Cintra, Pedro André Menezes de Moraes Amora, Gabriel Galheigo Rabello Sommer.

Autor do artigo:


Gustavo Sobreira Barroso.







Referências:

1-https://edisciplinas.usp.br/pluginfile.php/3108814/mod_resource/content/0/cap07_binarias.pdf

2-https://www.handprint.com/ASTRO/bineye3.html

3-https://www2.onu.edu/~j-pinkney/PHYS3471/PROT3471/phys371_w3Binary_Stars.pdf

4-http://www.astro.caltech.edu/~george/ay20/Ay20-Lec4x.pdf

5-https://websites.pmc.ucsc.edu/~glatz/astr_112/lectures/notes2.pdf

6-https://sites.ualberta.ca/~pogosyan/teaching/ASTRO_122/lect13/lecture13.html

7-https://arxiv.org/pdf/1707.05090.pdf

8-https://ppgf.uern.br/files/Dissertao_Jos_Nacizo.pdf

9-http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1806-11172014000300007

10-https://educacaoespacial.files.wordpress.com/2010/10/sistemas-binc3a1rios-de-estrelas-jhonathan.pdf

11-https://arxiv.org/pdf/1804.09365.pdf

12-https://ir.canterbury.ac.nz/bitstream/handle/10092/1590/thesis_fulltext.pdf?sequence=1

13-http://astro.if.ufrgs.br/rad/espec/espec.htm

14-http://www.markelowitz.com/Exoplanets.html

15-https://arxiv.org/pdf/1510.07674.pdf

16-https://en.wikipedia.org/wiki/Binary_star

17-https://en.wikipedia.org/wiki/Beta_Lyrae_variable

18-https://en.wikipedia.org/wiki/W_Ursae_Majoris_variable

19-https://en.wikipedia.org/wiki/Algol_variable

20-http://astroweb.iag.usp.br/~dalpino/AGA215/APOSTILA/cap09cor.pdf

21-https://www.slideserve.com/emmet/teorema-russell-vogt

22-https://www.if.ufrgs.br/oei/stars/magsys/prop_st.htm

23-http://astronomy.swin.edu.au/cosmos/B/Binary+Mass+Function

24-https://en.wikipedia.org/wiki/Binary_mass_function

25-http://www-astro.physics.ox.ac.uk/~podsi/binaries.pdf

26-http://articles.adsabs.harvard.edu/cgi-bin/nph-iarticle_query?2012ocpd.conf...41B&data_type=PDF_HIGH&whole_paper=YES&type=PRINTER&filetype=.pdf

27-http://ster.kuleuven.be/~stevenb/downloads/summerschool_talks/Marsh_1.pdf

28-https://pt.wikipedia.org/wiki/Bin%C3%A1ria_eclipsante

domingo, 8 de abril de 2018

Buracos negros parte 3: Classificações

Introdução:

Como já mencionado anteriormente, buracos negros são regiões do espaço-tempo que apresentam campos gravitacionais tão fortes que nada, mesmo se deslocando à velocidade da luz, consegue escapar deles.
Estes corpos foram previstos pela teoria da relatividade de Albert Einstein, em 1915.
A existências destes objetos já foi considerada pela primeira vez no século 18 por John Michell e Pierre-Simon Laplace. Mas devido à falta de equipamentos na época, todos desistiram de realizar mais observações a procura destes corpos e não confirmaram sua existência.
Após a apresentação da teoria da Relatividade ao mundo, diversos cientistas apresentaram soluções para as equações de campo de Einstein, que descrevem objetos com altos campos gravitacionais e  com algumas propriedades físicas que são rotação, momentum angular e carga elétrica.

Imagem relacionada

      Fonte:https://revistagalileu.globo.com/Ciencia/noticia/2016/06/primeira-imagem-de-um-buraco-negro-ficara-pronta-em-2017.html

Buracos negros de Schwarschild:

São os buracos negros mais simples que se encontram na natureza porque eles não apresentam momentum angular, rotação e carga elétrica. Mas apresentam apenas sua massa. Eles são chamados assim porque a teoria que os descrevem foi desenvolvida primeiramente por Karl Schwarschild, no ano de 1916, poucos meses após Einstein ter apresentado sua teoria da relatividade ao mundo.

Buracos negros rotativos ou buracos negros de Kerr:

Os buracos negros rotativos são os mais comuns na natureza. Estes corpos também são conhecidos como buracos negros de Kerr porque a teoria que os descreve foi desenvolvida primeiramente pelo matemático neozelandês Roy Kerr no ano de 1963.
Estes buracos negros apresentam massa, rotação e, consequentemente, momentum angular.
Estas duas últimas propriedades existentes neles decorrem do fato de que as estrelas que os formaram apresentavam rotação. Quando essas colapsaram, o núcleo delas continuou a ter rotação e, por consequência, isso também aconteceu quando elas se tornaram buracos negros por meio da sua conservação do momentum angular. 
Esses corpos se dividem em várias partes que são:

Singularidade
Ponto no espaço-tempo no qual toda massa, relacionada com sua densidade e a sua curvatura do espaço-tempo,que está associado com o seu campo gravitacional, são infinitos. Os núcleos dos buracos negros são singularidades do espaço-tempo. Toda informação que cair na singularidade não poderá ser observada por quaisquer observadores externos e, por isso, não se poderá saber nada que acontecer a ela.

Horizonte de Eventos:
Como já mencionado em outras postagens, o horizontes de eventos é uma região dos buracos negros no qual a velocidade de escape é maior que a velocidade da luz. Nada consegue escapar desta região, pois tanto os fotóns quanto a matéria são puxadas para a singularidade do buraco negro e nunca mais conseguem escapar. Esta região é considerado por muitos o buraco negro em si.


Ergosfera:
Região fora do horizonte de eventos de um buraco negro onde o campo gravitacional gira juntamente com ele arrastando o espaço tempo ao seu redor. Devido a esse arrasto, qualquer corpo que se encontre na ergosfera não pode parecer estacionário em relação a um observador distante.
Seu nome foi proposto primeiramente por Remo Ruffini e Jonh Archbald Wheeler durante palestras de Les Houches no ano de 1971 e ele é derivado da palavra de origem latina "ergon" que significa trabalho. Ela recebeu esse nome porque teoricamente pode-se extrair massa e energia dela.
A ergosfera toca o horizonte de eventos nos polos de um buraco negro rotativo e ela se estende por um raio maior no equador.
Em buracos negros com uma baixa rotação na massa central, a ergosfera apresenta a forma de uma esfera oblato. Já nos buracos negros com alta rotação na massa central, ela apresenta um formato semelhante ao de uma abóbora.
Segundo a teoria da relatividade geral, todo corpo rotativo com massa provoca distorções no espaço-tempo. Esse fenômeno é conhecido como efeito Lense-Thirring.
Ela apresenta um formato oval devido a distorções no espaço-tempo provocadas pela rotação do próprio buraco negro. Seu raio equatorial máximo corresponde ao raio de Schwarschild. Já o seu raio polar mínimo é menor que metade do seu raio de Schwarschild.

Limite estático:
É a região que se encontra na superfície da ergosfera, onde as forças gravitacionais começam a influenciar o movimento dos objetos. Nesta região, nenhum objeto consegue se encontrar estacionário. Conforme a distância entre o objeto e o horizonte de eventos varie, a influência pode ser maior ou menor. 
Próximo ao horizonte de eventos, onde a velocidade de escape é maior que a velocidade da luz, a força gravitacional do buraco negro irá romper o objeto e depois irá atraí-lo para a singularidade. Quando se está longe do horizonte de eventos, os efeitos são inexistentes.


Resultado de imagem para buracos negros de kerr
Exemplo de buraco negro rotativo. Pode-se perceber que o espaço-tempo está sendo arrastado pela rotação do buraco negro.
    Fonte:http://www.if.ufrgs.br/~thaisa/buracos-negros/ 



Buracos negros de Kerr-Newman:

São buracos negros que apresentam massa, rotação, momentum angular e carga elétrica. A única diferença que apresentam em relação aos buracos negros rotativos é o fato de apresentarem cargas elétricas. Eles são conhecidos por esse nome porque a teoria que os descreve foi desenvolvida primeiramente pelo físico americano Ezra "Ted" Newman no ano de 1965, a partir da teoria descrita por Roy Kerr dois anos antes.
Esses tipos de buracos negros não são comuns na natureza porque a maioria dos buracos negros não se formam com uma carga elétrica significativa.

Referências:

6-https://arxiv.org/pdf/1307.2891.pdf
7-https://arxiv.org/pdf/1512.03818.pdf
8-http://davidstar.org/english/physics/relativity_quantum/Anti_gravity.htm
9-http://u2.lege.net/cetinbal/clasmecrelativity.htm
10-https://en.wikipedia.org/wiki/Kerr%E2%80%93Newman_metric
11-https://en.wikipedia.org/wiki/Black_hole
12-https://pt.wikipedia.org/wiki/Horizonte_de_eventos
13-https://en.wikipedia.org/wiki/Frame-dragging
14-http://astrophysicsformulas.com/astronomy-formulas-astrophysics-formulas/gravitational-radius/
15-http://www.astronomysource.com/tag/what-is-an-ergosphere/
16-http://astrophysicsformulas.com/astronomy-formulas-astrophysics%20formulas/event-horizon-of-a-black-hole/
17-http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/Relativ/blahol.html#c2
18-https://en.wikipedia.org/wiki/Surface_gravity
19-https://arxiv.org/pdf/1412.5432.pdf
20-http://www.hartmanhep.net/topics2015/2-bhthermo.pdf
21-https://arxiv.org/ftp/physics/papers/0608/0608080.pdf
22-https://arxiv.org/pdf/1103.0750.pdf
23-https://science.howstuffworks.com/dictionary/astronomy-terms/black-hole2.htm
24-https://link.springer.com/article/10.1023/A:1001908131543
25-https://astronomy.stackexchange.com/questions/23476/the-size-of-the-radius-of-the-event-horizon-of-a-black-hole-created-by-the-merge
26-https://arxiv.org/pdf/1306.1019.pdf
27-https://www.quora.com/Is-a-black-hole-tangible-What-exactly-is-the-event-horizon-What-is-escape-velocity
28-file:///C:/Users/Carol/Downloads/Definition-Rotary-Black-Holes-Kerr-15-04-10%20(1).pdf
29-http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.741.2923&rep=rep1&type=pdf
30-http://nrumiano.free.fr/Estars/int_bh2.html
31-https://www.slideserve.com/iria/thermodynamics-of-kerr-ads-black-holes
32-https://www.emis.de/journals/LRG/Articles/lrr-2013-7/articlese6.html
33-http://iopscience.iop.org/article/10.1088/0004-637X/709/2/725/pdf
34-https://arxiv.org/pdf/1011.4127.pdf
35-https://science.howstuffworks.com/dictionary/astronomy-terms/black-hole1.htm
36-https://en.wikipedia.org/wiki/Ergosphere
37-http://astronomy-universo.blogspot.com.br/2010/02/singularidade-gravitacional.html
38-https://revistagalileu.globo.com/Ciencia/noticia/2016/06/primeira-imagem-de-um-buraco-negro-ficara-pronta-em-2017.html
39-http://www.if.ufrgs.br/~thaisa/buracos-negros/
40-https://arxiv.org/pdf/1507.06153.pdf
41-https://arxiv.org/abs/1602.03837
42-http://iopscience.iop.org/article/10.1088/1742-6596/716/1/012002/pdf
43-https://arxiv.org/pdf/1309.1606.pdf
44-http://faculty.washington.edu/goussiou/486_W15/Soberi_BlackHole.pdf
45-https://www.aanda.org/articles/aa/pdf/2013/04/aa19724-12.pdf

segunda-feira, 5 de março de 2018

O tesla de Elon Musk pode acabar com a vida em Marte

O que é o Tesla Roadster?

Para quem não conhece muita coisa sobre o Tesla Roadster, pode-se dizer que ele é um carro elétrico esporte que serviu como carga de teste para o voo de teste do foguete Falcon Heavy. Um manequim apelidado de Starman "dirige" o carro vestindo um traje espacial. O Tesla Roadster de 2008 e o foguete Falcon Heavy são ambos produtos das empresas Tesla Motors e Space X do Elon Musk. Esse carro era usado antigamente por Musk para ir ao trabalho e se tornou o primeiro carro do consumidor a viajar pro espaço.

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Foto do Tesla e do Starman observando a Terra.

Detalhes:

O Tesla Roadster de Elon Musk que foi lançado para o espaço no dia 6 de fevereiro pela Space X pode ser o maior abrigador de bactérias terrestres que foi lançado ao espaço. Se ele entrar em rota rumo ao planeta Marte, ele se torna uma ameaça à vida biológica de Marte, caso ela exista. 
Antes de ter sido lançado ao espaço, o carro elétrico não foi esterilizado como se faz com todas as naves que vão ao espaço.
Segundo relatórios da NASA, entende-se que a presença de bactérias terrestres pode ameaçar a vida em outros planetas e, por isso, quaisquer naves que viajam para os planetas do sistema solar têm que ser esterilizadas antes de partir para o espaço.
"É como uma espécie invasora,  os organismos da Terra poderiam prosperar noutro planeta e acabar com os organismos nativos. Em caso de haver vida biológica em Marte, esta corre perigo de ser contaminada por outros organismos terrestres, e se estes se adaptarem, apoderar-se-iam do planeta vermelho, pelo que sabemos que não o que acontecerá disseram cientistas da universidade de Purdue EUA. As temperaturas baixas, a alta taxa de radiação cósmica e a baixa pressão são condições do espaço que lhe tornam inóspito, mas apesar disso, este meio pode não ser tão mortal porque as bactérias entram em condição latente no vácuo espacial até que encontre as condições adequadas à vida.
A NASA já se declarou contra a ação levada a cabo por Musk porque acredita que é uma ação totalmente insegura que levaria ao total comprometimento do estudo de vida no planeta vermelho.
A maior preocupação da diretora de segurança planetária, Lisa Pratt, é a de que as empresas comerciais comecem a reduzir o custo das missões espaciais e, sendo assim, maior será o número de lançamentos.
De tal forma, a diretora quer garantias de que todas as missões realizadas sejam seguras e que não poluam o sistema solar. Pratt ainda declara que não gostaria de outro Tesla Roadster a passear pelo espaço, ou que o lixo terrestre seja descartado em Marte.
Existe a possibilidade do Tesla poder aterrissar no planeta vermelho, ainda que esta seja uma possibilidade pouco provável. O carro se encontra em uma órbita entre a Terra e Marte, e o cenário mais plausível é o qual o Tesla irá colidir com a Terra.
Os cientistas avaliam a possibilidade em 6% de que o Tesla colida com a Terra durante o próximo milênio.
Além disso, o Tesla trouxe dois carregamentos secretos para o espaço: um minúsculo aparelho de armazenamento de dados com 360 terabytes de dados, o equivalente a quantidade de dados de 7 mil discos em Blu-Ray, e como já mencionado ele trouxe bactérias terrestres também.

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                 Fonte:http://www.mitografias.com.br/2015/03/sobre-o-ceu-entre-o-mito-e-a-ciencia-marte/

Referências:

2-https://br.sputniknews.com/ciencia_tecnologia/2018030110633780-tesla-musk-destruir-vida-marte/
3-https://sputniknews.com/world/201802111061548359-spacex-engineer-nerd-meme/
4-https://pt.wikipedia.org/wiki/Tesla_Roadster_de_Elon_Musk
5-http://www.mitografias.com.br/2015/03/sobre-o-ceu-entre-o-mito-e-a-ciencia-marte/

Agradecimentos:

Agradeço a todos que prestigiaram meu blog e espero que gostem das atuais e futuras postagens do blog.

Colaboradores:

Pedro Henrique Cintra, Pedro André Menezes de Moraes Amora, Nelson Fernandes e Jonh Esdras.

Autor do artigo:

Gustavo Sobreira Barroso

segunda-feira, 5 de fevereiro de 2018

É verdade que o tempo transcorre de forma diferente no espaço?

Introdução:

Em algum momento de nossas vidas, todos nós ouvimos que o tempo transcorre de forma diferente no espaço. Será que o tempo no espaço realmente transcorre de forma diferente ao que é transcorrido na Terra?
Para entendermos melhor como o tempo funciona precisamos compreender uma das teorias mais revolucionárias do século XX, a famosa teoria da relatividade teorizada pelo físico alemão Albert Einstein no ano de 1915.

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Link:  https://www.biography.com/people/albert-einstein-9285408

Teoria da relatividade:

Em 1915, o físico alemão Albert Einstein desmentiu totalmente a ideia de que o tempo se comporta de maneira uniforme em todos os pontos do universo quando apresentou a sua famosa teoria da relatividade ao mundo. Esta teoria afirma que o tempo passa de forma relativa conforme o observador muda de referencial e velocidade no espaço. Esta teoria também afirma que o tempo é algo que se move constantemente. Mesmo no momento em que você está parando para ler esta postagem, o tempo continua a realizar seu movimento contínuo.
Em outras palavras, o tempo é relativo para todos. Para quem não entendeu esta última afirmação, vamos imaginar que eu consiga uma passagem para voar em um foguete a 80% da velocidade da luz durante quatro anos. Para mim, teriam se passado quatro anos, mas para quem estava na Terra teriam se passado dez anos. Resumindo, o tempo e o espaço são coisas que andam juntas. O tempo é relativo à velocidade em que se desloca no espaço.

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Link: http://www.esa.int/spaceinvideos/Videos/2011/06/ISS_with_Space_Shuttle_Endeavour_and_ATV-2_Docked

O tempo realmente transcorre de forma diferente no espaço?

Não! Mas como já dito, a velocidade com que nos deslocamos no espaço faz o tempo passar mais lentamente para nós. Ou seja, para os astronautas o tempo passa mais devagar porque eles estão se movendo muito rápido ao redor do planeta. Infelizmente, o efeito de dilatação temporal sentido pelos astronautas é extramente irrisório. Pois em seis meses, os astronautas ficam menos de um segundo mais jovem pelo fato de eles estarem se deslocando em velocidades extremamente inferiores a velocidade da luz.

                             Imagem relacionada
                                 
 Link:https://shelbyworld.wordpress.com/category/design/page/7/

Curiosidades sobre o fenômeno da dilatação temporal:

* A teoria de Einstein pode ser provada pelos satélites, já que eles se movem em altas velocidades ao redor da Terra. Por isso, os relógios dos satélites precisam ser acertados diariamente, pois eles sofrem atrasos de alguns milionésimos de segundos em relação ao tempo da Terra.
* Se nós pudéssemos viajar a velocidade da luz, o tempo pararia ao nosso redor simplesmente pararia.
*A gravidade também provoca dilatações no tempo, afetando o espaço-tempo ao seu redor. Mais detalhes sobre isso serão encontrados em uma próxima postagem.

Referências:

2-http://www.fisicamoderna.com.br/blog/vest/fm_dicas/ex03.pdf
3-https://pt.wikipedia.org/wiki/Relatividade_geral
4-http://ohiocitizen.org/no-time-frame-set-for-completing-final-coal-ash-regulations-epa-says/
5-https://www.biography.com/people/albert-einstein-9285408
6-https://shelbyworld.wordpress.com/category/design/page/7/

Agradecimentos:

Agradeço a todos que prestigiaram meu blog e espero que gostem das atuais e futuras postagens do blog.

Colaboradores:

Pedro Henrique Cintra, Pedro André Menezes de Moraes Amora, Gabriel Galheigo Rabello Sommer e Jonh Esdras.

Autor do artigo:

Gustavo Sobreira Barroso.

domingo, 7 de janeiro de 2018

Não são aliens desta vez

Introdução:

Até três anos atrás, a praticamente desconhecida estrela KIC 8462852 - ou estrela de Tabby já que a primeira pessoa a falar nesta estrela foi a astrônoma americana Tabetha Boyajian da universidade de Lousiana - virou obsessão de vários astrônomos e loucos pelo espaço. A estrela ganhou esta fama repentina porque pesquisadores afirmaram que as drásticas variações de brilho da estrela poderiam ser explicadas porque a estrela poderia abrigar uma megaestrutura alienígena conhecida como esfera de Dyson. A ideia de alienígenas se afeiçoou tanto ao interesse público que mais de 1700 pessoas doaram 100 000 dólares para uma campanha do Kickstarter para financiar novas observações da estrela. De março de 2016 a dezembro de 2017, os astrônomos do observatório de Las Cumbres observaram a estrela com telescópios em todo o mundo. A campanha de observações observou quatro mergulhos de brilho de KIC 8462852 e as observações foram feitas por Tabetha Boyajian e mais duzentas pessoas.
Apesar da teoria da mega estrutura ser a mais tentadora, os cientistas encontraram uma explicação mais sólida para as variações extremas de brilho da estrela que afirma que as variações de brilho da estrela ocorrem devido a um monte de poeira que envolve a estrela. E isso significa que a teoria mais tentadora com envolvimento alienígena definitivamente não é a causa.
KIC 8462852 não é aclamada "a mais misteriosa estrela do universo" à toa, a estrela não age como qualquer estrela que já vimos. Suas flutuações de luz são extremas, escurecendo em até 20% o brilho da estrela às vezes e suas flutuações não são periódicas, o que exclui a possibilidade das flutuações serem provocadas por um trânsito planetário porque um planeta em órbita é capaz de escurecer uma estrela em no máximo 1% o brilho da estrela.
A estrela se localiza a 1280 anos-luz da Terra.


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                   Fonte:https://www.youtube.com/watch?v=sU3cF5o_pJg

Afinal, o que é uma esfera Dyson?

Para quem não sabe, uma esfera de Dyson é uma hipotética mega estrutura alienígena primeiramente teorizada por Freeman Dyson a qual abrangeria uma estrela de modo a rodeá-la completamente, capturando toda ou grande parte de sua energia. A energia capturada da estrela por esta estrutura seria total ou quase totalmente aproveitada. Dyson especulou que tal estrutura seria uma consequência lógica da sobrevivência de quaisquer civilizações avançadas e ele ainda propôs que a busca de evidências sobre esta estrutura poderia levar à detecção de vida extraterrestre.
             
                                 Resultado de imagem para esfera de dyson
                          Fonte:https://megacuriosidades.net/segunda-esfera-de-dyson/
                                  Imagem hipotética de uma esfera de Dyson.

Parâmetros físicos de KIC 8462852:

KIC 846852 é uma estrela que possui uma massa 43% que a do Sol, um raio 58 % maior que o da nossa estrela. Apresenta uma temperatura com cerca de mil graus mais quente que o Sol. A estrela é aproximadamente cinco vezes mais luminosa que o Sol.

Porque a teoria da mega estrutura não é mais aceita?

Durante campanha de observações do ano passado, os astrônomos se certificaram em medir a luz da estrela em diferentes comprimentos de onda- a luz dos picos e vales de uma onda viajam certas distâncias. A luz vermelha e azul, por exemplo, possuem comprimento de ondas diferentes: a luz azul é muito mais curta e comprida, enquanto a luz vermelha é muito mais alongada e esticada. Medir a luz de atenuação de KIC 8462852 em diferentes comprimentos de onda pode dizer mais aos cientistas mais informações sobre quaisquer objetos que estejam passando sobre a estrela. É importante lembrar que certos tipos de material irão filtrar a luz de maneira diferente.
"Se um objeto opaco, como um planeta ou uma mega estrutura alienígena, passasse na frente da estrela, isso bloquearia a luz vermelha e azul igualmente." Diz Jason Wrigth, um astrônomo e professor assistente da Universidade Estadual da Pensilvânia e um dos duzentos autores do mais recente artigo sobre KIC 8462852 que foi baseado em observações sobre a estrela em um período de 18 meses entre 2016 e 2017.
No entanto, os astrônomos descobriram que a luz azul foi muito mais bloqueada que a luz vermelha, isso já exclui a possibilidade de haver uma esfera de Dyson cobrindo a estrela porque uma estrutura deste tipo iria bloquear a luz azul e vermelha igualmente.
Uma vez que a luz azul tem comprimentos de ondas muito menores que a luz vermelha, ela é muito mais facilmente bloqueada por materiais menores como grãos finos como o pó. "Isso é característico de algo que está filtrando a luz". Diz Wrigth. " É o que você obtém quando você tem pó".
Em outras palavras, o que está bloqueando o brilho da estrela definitivamente não é opaco- como se espera de uma estrutura alienígena- e provavelmente filtra a luz como o pó.

Conclusão:

Fico claro que os mistérios da estrela de Tabby não estão relacionados com esfera de Dyson ou quaisquer estruturas extraterrestres, mas sim com a poeira em torno da estrela.
Apesar de agora sabermos que há um disco de poeira circundando a estrela, ainda não se sabe a origem da poeira e isso é mui importante para entendermos o comportamento anômalo da estrela de Tabby. Afinal, a poeira circundando a estrela pode vir da poeira que se aglomera para formar planetas. Já outra possibilidade de origem da poeira em torno de KIC 8462852 seria da destruição de planetas ou cometas. Por enquanto, esta questão está em aberto, mas futuramente teremos mais respostas sobre os mistérios desta estrela porque as observações sobre esta estrela vão continuar por um bom tempo e com isso teremos acesso muito mais informações.

                                                   
            Fonte:https://www.christiantoday.com/article/kic-8462852-update-astronomers-rule-out-the-possibility-of-alien-megastructure-as-cause-of-dimming/122984.htm
Imagem artística do disco de poeira que orbitaria em torno da estrela de Tabby.

Referências:

5-https://arxiv.org/pdf/1511.07908.pdf
6-https://en.wikipedia.org/wiki/Dyson_sphere
7-https://megacuriosidades.net/segunda-esfera-de-dyson/
8-https://www.christiantoday.com/article/kic-8462852-update-astronomers-rule-out-the-possibility-of-alien-megastructure-as-cause-of-dimming/122984.htm
9-http://g1.globo.com/ciencia-e-saude/blog/observatorio/post/nao-sao-aliens.html
10-https://www.youtube.com/watch?v=sU3cF5o_pJg

Agradecimentos:

Agradeço a todos que prestigiaram meu blog e espero que gostem das atuais e futuras postagens do blog.

Colaboradores:

Pedro Henrique Cintra, Pedro André Menezes de Moraes Amora, Gabriel Galheigo Rabello Sommer e Jonh Esdras.

Autor do artigo:


Gustavo Sobreira Barroso.