quarta-feira, 14 de agosto de 2013

A DENSIDADE DA MATÉRIA NO INTERIOR DAS ESTRELAS

As estrelas são corpos que emitem luz própria. São diferentes, por exemplo, da Lua, que apenas reflete a luz do Sol. Comparadas com a Terra, as estrelas são normalmente muito maiores. O Sol, que é a estrela mais próxima de nós, apesar de ter um tamanho médio em relação às outras estrelas, apresenta um diâmetro 110 vezes superior ao da Terra. Todas as estrelas acabam. Quando todo o seu combustível (que é o hidrogênio) for consumido (é daí que vem sua luz), elas começam a esfriar. O tempo de vida varia de uma estrela para outra, mas é sempre em torno de bilhões de anos. A morte de uma estrela pode levá-la a transformar-se em uma anã branca, em um pulsar (também conhecido como estrela de nêutrons) ou ainda em um buraco negro, conforme o valor de sua massa. As estrelas menos massivas (com massa menor), como é o caso do Sol, tendem a transformar-se em anãs brancas. Estrelas mais massivas costumam transformar-se em buracos negros. Uma anã branca é uma estrela mais ou menos do tamanho da Terra. Tente imaginar a diminuição de volume necessária para que uma estrela se transforme em uma anã branca. Essa diminuição de volume vem acompanhada de um enorme aumento de densidade. Assim, no interior de uma dessas estrelas, a densidade chega a 100 toneladas por centímetro cúbico. Os pulsares, ou estrelas de nêutrons, são estrelas de volume reduzido, com raio equivalente à extensão do estado de São Paulo, ou menos, podendo atingir apenas algumas dezenas de quilômetros. A densidade no pulsares pode chegar ao incrível valor de 100 milhões de toneladas por centímetro cúbico. Os buracos negros são estrelas que sofreram uma contração tão violenta, que a matéria em seu interior passou a ter propriedades completamente diferentes das conhecidas. Aguardam-se ainda novas descobertas dos cientistas nessa área. Mas algo de extremamente curioso acontece com essas estrelas. A gravidade em sua superfície é tão extraordinariamente grande que ela chega a impedir a saída da luz. Daí o nome buraco negro; trata-se de um astro que não emite luz alguma, sendo, portanto, negro. TEMA: A DENSIDADE DA MATÉRIA NO INTERIOR DAS ESTRELAS As estrelas são corpos que emitem luz própria. São diferentes, por exemplo, da Lua, que apenas reflete a luz do Sol. Comparadas com a Terra, as estrelas são normalmente muito maiores. O Sol, que é a estrela mais próxima de nós, apesar de ter um tamanho médio em relação às outras estrelas, apresenta um diâmetro 110 vezes superior ao da Terra. Todas as estrelas acabam. Quando todo o seu combustível (que é o hidrogênio) for consumido (é daí que vem sua luz), elas começam a esfriar. O tempo de vida varia de uma estrela para outra, mas é sempre em torno de bilhões de anos. A morte de uma estrela pode levá-la a transformar-se em uma anã branca, em um pulsar (também conhecido como estrela de nêutrons) ou ainda em um buraco negro, conforme o valor de sua massa. As estrelas menos massivas (com massa menor), como é o caso do Sol, tendem a transformar-se em anãs brancas. Estrelas mais massivas costumam transformar-se em buracos negros. Uma anã branca é uma estrela mais ou menos do tamanho da Terra. Tente imaginar a diminuição de volume necessária para que uma estrela se transforme em uma anã branca. Essa diminuição de volume vem acompanhada de um enorme aumento de densidade. Assim, no interior de uma dessas estrelas, a densidade chega a 100 toneladas por centímetro cúbico. Os pulsares, ou estrelas de nêutrons, são estrelas de volume reduzido, com raio equivalente à extensão do estado de São Paulo, ou menos, podendo atingir apenas algumas dezenas de quilômetros. A densidade no pulsares pode chegar ao incrível valor de 100 milhões de toneladas por centímetro cúbico. Os buracos negros são estrelas que sofreram uma contração tão violenta, que a matéria em seu interior passou a ter propriedades completamente diferentes das conhecidas. Aguardam-se ainda novas descobertas dos cientistas nessa área. Mas algo de extremamente curioso acontece com essas estrelas. A gravidade em sua superfície é tão extraordinariamente grande que ela chega a impedir a saída da luz. Daí o nome buraco negro; trata-se de um astro que não emite luz alguma, sendo, portanto, negro. ATIVIDADES 1) O texto nos apresenta: (a) a formação do Universo e do Sistema Solar. (b) como um buraco negro se transforma em uma estrela. (c) o futuro das estrelas, que assim como nosso Sol, um dia se acabará. 2) De acordo com o texto, as estrelas acabam devido: (a) ao consumo de todo hidrogênio presente em sua superfície. (b) a queima de material orgânico, presente nas floretas existentes no Sol. (c) a presença de luz própria nas estrelas, com massa superior ao diâmetro da Terra. 3) Quanto a presença de luz, podemos considerar: (a) Sol e Lua, possuem luz própria. (b) Sol possui luz própria e a Lua, não. (c) Sol e somente a Lua Cheia, possuem luz própria. Já nas demais fases da Lua ocorrem à ausência de luz própria. 4) Quando morre, uma estrela pode formar: (a) a morte de uma galáxia. (b) um novo universo. (c) uma anã branca, um pulsar ou ainda um buraco negro. 5) De acordo com o texto, nosso Sol se transformará em: (a) um buraco negro, com luz própria. (b) uma anã branca. (c) lua cheia todos os dias. 6) Podemos considerar que uma anã branca se trata de: (a) uma estrela com pouca massa, que morreu. (b) um planeta chamado Sol, que se transformou num buraco negro. (c) uma estrela chamada pulsar. 7) Dentro de um pulsar encontramos uma densidade: (a) superior ao tamanho de nosso Sol. (b) incrível de 100 milhões de toneladas por centímetro cúbico. (c) igual ao tamanho da Terra.

O QUE É UM PULSAR OU UMA ESTRELA DE NÊUTRONS

Na década de 60, alguns cientistas que estudavam o céu com radiotelescópios notaram a existência de alguns corpos celestes que não emitiam radiação continuamente, como o Sol e outras estrelas, mas de modo periódico, ou seja, com intervalos de tempo rigorosamente constantes. De inicio pensaram tratar-se de sinais de seres extraterrestres, mas com o tempo ficou claro que era uma nova espécie de estrela, até então desconhecida. Como emitiam radiação em pulsos, ou seja, de tempos em tempos receberam o nome de pulsares. Um famoso pulsar é a estrela que se encontra no meio da nebulosa de Caranguejo, na Constelação de Touro. Ela é o que sobrou da violenta explosão de uma estrela supernova, observada a olho nu pelos chineses em 1054 d.C. Mais tarde, esses corpos celestes passaram a ser conhecidos também como estrelas de nêutrons. Com o progresso dos conhecimentos sobre a origem e a evolução das estrelas, os astrofísicos chegaram a conclusão de que os pulsares são estrelas formadas basicamente por nêutrons. Estranho? No entanto, hoje sabemos que, se comprimirmos com intensidade suficiente um próton e um elétron, poderemos obter um nêutron. Algumas estrelas passam, no seu ciclo de vida, por violentíssimos processo de compressão. Em algumas, ela atinge um ponto tal, que o imenso espaço vazio entre os elétrons, deixa de existir. Acontece então a fusão dessas duas partículas, que se transformam em nêutrons. Temos então, uma nova estrela de nêutrons ou um pulsar brilhando no céu. Evidentemente com isso há uma diminuição brutal no seu diâmetro. Para dar uma idéia da dimensão dessa mudança, uma estrela maior que o Sol se transformaria num pulsar de 10 Km, com uma densidade, absurda, de ordem de 10 elevado a 8 ton/cm3. Quando se forma um pulsar, que é na verdade um estrela no fim da vida, a radiação que ela emite diminui muito e não ocorre em toda a sua extensão, mas apenas em algumas áreas. Como ela gira muito rapidamente, para nós, observadores da Terra, fica a impressão de que a emissão é descontinua. Os pulsares lembram aquelas lanternas giratórias, instaladas em carros de polícia, bombeiros e ambulâncias. Quem os observa de longe tem a impressão de que eles estão piscando, pois só recebem luz de tempos em tempos. Na realidade, só um dos lados emite luz e a recebemos apenas quando esse lado está voltado para nós. QUESTÕES PARA PESQUISA: 1) Pesquise em seu livro didático ou dicionário a definição das palavras abaixo e escreva em seu caderno: a) elétron. b) próton. c) nêutron. d) nebulosa. e) constelação. 2) Qual é o assunto tratado pelo texto? Em qual ramo de estudo se encaixa tal pesquisa científica? 3) De acordo com o texto quem foram os primeiros povos a observar esse fenômeno no céu. Em que época isso ocorreu? Que idéia tinham desses acontecimentos, que observavam no céu? 4) Explique o que é uma estrela de pulsar, e qual a diferença existente entre esta, e nosso Sol. 5) Como se formam as estrelas de nêutrons? 6) Como os pesquisadores explicam cientificamente a formação de uma estrela de nêutron? 7) Se observarmos uma estrela de nêutrons no céu, como a veremos? Explique sua resposta. 8) Como pode ocorrer a formação de um nêutron a partir de um elétrons e um próton? Explique esse processo (Se necessário pesquise em seu livro didático – Estados Físicos da Matéria – ou dicionário). 9) Comente o que podemos concluir sobre a densidade da matéria num pulsar. 10) Comente sua opinião quanto a nossa (Brasil) educação e tecnologia, quando comparada com a descoberta, estudo e pesquisa desse fenômeno pelos primeiros povos à observá-la.