O que podemos tirar da luz que vem

O que podemos tirar da luz que vem das estrelas? Fernando Augusto Batista Depto de Física - UFMG

O que podemos tirar da luz que vem das estrelas? Informações que recebemos do universo: Luz > Fotometria > Espectroscopia > Polarimetria Meteoritos que atingem a Terra Sondas espaciais (astronautas)

O que é a luz? Breve histórico: Newton – séc. XVII – teoria corpuscular da luz Hooke e Huggens – teoria ondulatória da luz Luz mais lenta no vidro que no ar Fizeau – mediu a velocidade da luz Young – (1801) Interferência da luz Fermat – teoria matemática da interferência Maxwell (1860) – Ondas eletromagnéticas viajam com velocidade c = 3 x 108 m/s A luz deve ser uma onda eletromagnética

Radiação de Dipolo Elétrico ( Eugene Hecht, “Physics”, 1998 )

Antena Emissora de Rádio

Polarização

Placa de meia onda

Polarização por espalhamento ( Hecht, Zajac, “Optics”, Addison-Wesley, 1979 )

Espectro Eletromagnético

Espectro Visível

Penetração da radiação eletromagnética na atmosfera

Fotometria - distância Polarização - simetria Espectroscopia - velocidade e constituição

Edwin Hubble - 1929 - Observatório do Monte Palomar Desvio para o vermelho – “red shift” Lei de Hubble Expansão do Universo

Cálculo da velocidade de escape da Terra: U(r) = - GMm/R Onde G é a constante de gravitação universal M é a massa da terra, m a massa do corpo que tenta escapar da terra, R é o raio da Terra Faz-se U(r) = ½ mv 2 e calcula-se vescape = (2 GM/R) Cálculo do raio de “Shwarshield” GMm/r = ½ mv 2 Fazendo v = c Obtemos: r = 2 GM/c 2

Radiação de “Corpo Negro” ( Halliday-Resnick, “Fundamentos de Física” )

Radiação de “Corpo Negro” Dependência com a temperatura ( Eugene Hecht, “Physics”, 1998 )

Radiação Cósmica de Fundo Dados do satélite COBE ( Cosmic Background Explorer ), correspondendo a um “corpo negro” com T = (2, 735 0, 06)K. ( S. Hawking, “O Universo numa Casca de Noz” )

Fótons ( Eugene Hecht, “Physics”, 1998 )

Explanation: The complex shell of a star seen to explode 300 years ago is helping astronomers to understand how that star exploded. The above recently released image of supernova remnant Cassiopeia A (Cas A) shows unprecedented detail in three X-ray colors. The relationship between brightness, color, and position of material in the image indicates where in the star this material was just before the explosion. Bright knots on the left, for example, contain little iron, and so are hypothesized to originated from a higher layer than outer red filaments, which are iron rich. The blue region on the right is seen through absorbing dust, and so appears depleted of lowenergy X-rays. It takes light ten years to cross the gas shell of the Cas A supernova remnant, which is 10, 000 light-years distant. Most of the elements that make people and planets were produced in supernova explosions.

Em fevereiro de 1987 foi detectada a mais brilhante explosão de supernova vista nos tempos modernos. Em novembro de 2003, 16 anos depois, o telescópio espacial Hubble fez essa imagem. Ela mostra a onda de choque remanescente da explosão aquecendo o material interestelar a milhões de graus, à medida que se expande, assemelhando-se a um colar de pérolas cósmico. A estrela que explodiu tinha cerca de 20 massas solares e estava numa galáxia vizinha, a 1, 7 105 anos-luz de distância.

A observação recente de lampejos de raios-x provenientes da galáxia RXJ 1242 -11 pode ser explicada pela existência de um buraco negro gigante sugando as estrelas de sua vizinhança. A figura é uma concepção artística baseada no conhecimento teórico a respeito dos buracos negros e ilustra uma estrela sendo atraída e depois destroçada pela intensa força de maré gravitacional (ver Tópico Especial 6. 6 sobre marés) na vizinhança do buraco negro. O material da estrela é sugado e aquecido, rodopiando em direção ao horizonte de eventos do buraco negro, representado pelo disco escuro. Illustration Credit: M. Weiss, CXC, NASA.