Astronomia
Semestre 2017.1
Professor: Vasco Neves
Encontros: Segundas das 15h40 às 17h40 e Quartas das 13h20 às 16h40
Atendimento: Quinta-feira de manhã
Carga horária: 90 horas
Ementa
Escalas do Universo. Constelações. Coordenadas astronômicas, esfera celeste e movimento aparente dos astros. Estrelas e evolução estelar. Galáxias e cosmologia. Sistema solar e planetas. Ciclos Terrestres. Sistema Terra-Sol-Lua e fenômenos relacionados: fases da lua, estações do ano, marés e eclipses. Instrumentos de medidas e de observações astronômicas. Observações astronômicas a vista desarmada e com uso de telescópios e outros instrumentos.
Bibliografia Básica
- OLIVEIRA, Kepler de; FATIMA, Maria de. Astronomia e Astrofísica. 3a ed. SP: Saraiva, 2014.
- FRIAÇA, A.C.S,: DAL PINO, E. : SODRÉ Jr, L. Astronomia – Uma Visão Geral do Universo. 2a Edição. São Paulo: EDUSP, 2008.
- HORVATH, O.T. ABC da Astronomia e Astrofísica. 2a Edição. São Paulo: Livraria da Física, 2011.
- VIEGAS, S. M. M.; OLIVEIRA, F. Descobrindo o Universo. Edusp, 2004.
- HORVATH, J.; LUGONES, G.; PORTO, M.; SCARANO, S.; TEIXEIRA, R. C. Cosmologia Física: do micro ao macro cosmos e vice-versa. 2a ed. SP: Ed. Livraria da Física, 2011.
Bibliografia Complementar
- CHERMAN, Alexandre; VIEIRA, Fernando. O tempo que o tempo tem. SP: Zahar, 2008.
- COUPER, Heather; HENBEST, Nigel. A História da Astronomia. Larousse, 2009.
- MARAN, S. P. Astronomia para leigos. Rio de Janeiro: Alta books, 2011.
- MOURÃO, Ronaldo Rogério de Freitas. Copérnico: Pioneiro da Revolução Astronômica. Odysseus, 2004.
- MOURÃO, Ronaldo Rogério de Freitas. Kepler: A descoberta das Leis do Movimento Planetário. 2a ed. Odysseus, 2008.
- MOURÃO, Ronaldo Rogério de Freitas. O Livro de Ouro do Universo. Rio de Janeiro: Ediouro 2011.
- SILVA, Adriana Válio Roque. Nossa Estrela: O Sol (Coleção Temas Atuais de Física / SBF). Editora Livraria da Física, 2006.
- SOBEL, Dava. Longitude. Companhia de bolso, 2008.
- LÉPINE, Jacques. Via Láctea. Edusp, 2008.
- MENDES, Carla C.A. As Estrelas: Uma viagem pela Estrutura do Átomo. São Paulo: Editora Livraria da Física, 2011.
Materiais de Apoio
Livro Astronomia & Astrofísica - Kepler Filho & Maria Saraiva
Provas
1ª Prova - 22/03.
2ª Prova - 17/05.
3ª Prova/Exame - 28/06
Diários de aula
1º Encontro 06/02
Apresentação da disciplina.
2º Encontro 08/02
Panorama das grandes áreas da astronomia: a história da astronomia, o céu noturno, o sistema solar, as estrelas e sua evolução, as galáxias e a expansão do universo e a cosmologia. As potências de base 10 e as escalas do Universo.
3º Encontro 13/02
Visualização do filme "A viagem cósmica". Introdução aos conceitos básicos da Astronomia. As distâncias astronômicas e suas unidades (unidade astronômica, ano-luz, parsec). A astronomia a olho nú. As civilizações antigas e o céu noturno. Os solstícios e a orientação pelas estrelas. As constelações. A identificação das constelações usando o Stellarium. Os padrões no céu durante uma noite.
4º Encontro 15/02
Os padrões do céu durante um ano. A orientação no céu através das constelações. A estrela Polar e o Cruzeiro do Sul. A esfera celeste. As estrelas circumpolares. As coordenadas equatoriais: A ascensão reta e a declinação. As estações do ano. O movimento do Sol na esfera celeste. A eclíptica. Os equinócios e os solstícios.
5º Encontro 20/02
A Lua e o movimento de precessão da Terra. A astronomia posicional e o tempo. O calendário. Os eclipses e os movimentos da Lua. As fases da Lua.
6º Encontro 22/02
As faces da Lua. A ocorrência dos eclipses solares e lunares. Os tipos de eclipses solares e lunares. A previsão de eclipses.
7º Encontro 06/03
As medições astronômicas na antiguidade: a circunferência da Terra, as distâncias ao Sol e à Lua, o tamanho relativo da Terra, do Sol e da Lua. Os primeiros modelos geocêntricos e heliocêntricos. O modelo de Ptolomeu e de Copérnico.
8º Encontro 13/03
As observações de Tycho Brahe. Johannes Kepler e as órbitas dos planetas. As descobertas de Galileu Galilei. A lei da gravitação de Isaac Newton. Exercícios.
9º Encontro 20/03
Revisões para a prova. Resolução de exercícios.
10º Encontro 22/03
1ª Prova da disciplina.
11º Encontro 27/03
Aplicações da lei de gravitação universal. O mecanismo das forças de maré. O mecanismo de acoplamento de maré e a sincronização spin-órbita. A natureza da Luz: uma breve história. A emissão do corpo negro. A Lei de Wien e de Stefan-Boltzmann.
12º Encontro 29/03
A natureza dual da luz. As linhas espectrais e os elementos químicos. Os modelos atómicos de Rutherford e Bohr. O efeito Doppler. A óptica e os telescópios. O telescópio refrator e o telescópio refletor. A magnificação e resolução angular de um telescópio. O poder de captação de luz de um telescópio. Os diferentes tipos de telescópios refletores. O limite de difração e a distorção atmosférica. O disco de seeing. A óptica ativa e a óptica adaptativa. Resolução de exercícios.
13º Encontro 03/04
A interferometria. As imagens astronômicas. O espectrógrafo. Os rádiotelescópios. Os telescópios espaciais. A astronomia no infravermelho. A astronomia no ultravioleta. O Hubble Space Telescope. O James Webb Space Telescope. A astronomia de raios-X. A astronomia de raios Gama. Planetologia I: o nosso Sistema Solar. Os tipos de planetas. As luas no Sistema Solar. A espectroscopia e a composição dos planetas.
14º Encontro 05/04
A temperatura dos planetas. A velocidade de escape nos planetas e dos gases em suas atmosferas. Os asteroides, os objetos transneptunianos e os cometas.
15º Encontro 10/04
As crateras, o campo magnético dos planetas, planetologia II: a origem do nosso sistema solar - introdução, as abundâncias cósmicas, a radiodatação e a idade do sistema solar, o modelo de maré.
16º Encontro 12/04
O modelo nebular, a contração de Kelvin-Helmholtz, o critério de Jeans, simulação de formação de planetas, o modelo de formação por acreção e por instabilidade de disco.
17º Encontro 17/04
Os planetas extrassolares. As técnicas de deteção: velocidades radiais e trânsitos
18º Encontro 19/04
Os planetas extrassolares. A técnica dos trânsitos e as atomosferas exoplanetárias. A massa e raio planetários e a densidade planetária. A técnica de deteção por imagem direta. A técnica da microlente gravitacional. A astrometria. A definição de estrela, anã marrom e planeta. A história das deteções e o número de planetas em função de sua massa e raio. O sol: propriedades gerais. A fonte de energia do Sol.
19º Encontro 26/04
A equação de massa-energia de Einstein. As reações termonucleares e a cadeia pp. As equações de equilíbrio do Sol: a equação de equilíbrio hidrostático, a distribuição de massa, a produção de energia e o gradiente de temperatura. O transporte de energia radiativo e convectivo. Os modelos de funcionamento do interior do Sol. O tempo médio que um fóton demora a chegar à superfície a partir do núcleo. A Heliosismologia.
20º Encontro 03/05
Os neutrinos solares. A história de deteção dos neutrinos. As principais regiões do Sol. A atmosfera do Sol: a fotosfera, a cromosfera e a coroa. As manchas solares. Exercícios.
21º Encontro 08/05
O modelo magnético Solar de dínamo e a atmosfera do Sol. A reconexão magnética. As plages, os filamentos, as proeminências e as flares. As ejeções de massa coronal e seu impacto na Terra. As estrelas e sua distância. A técnica da paralaxe estelar. Os satélites Hipparcos e GAIA. A movimento próprio das estrelas. A velocidade radial e tangencial das estrelas. O brilho aparente das estrelas e sua luminosidade. A população estelar em função da luminosidade das estrelas. Exercícios.
22º Encontro 10/05
A escala de magnitudes. A magnitude aparente e a magnitude absoluta. A cor das estrelas e sua temperatura. O espectro das estrelas: sua temperatura e composição. O tamanho das estrelas. O diagrama HR. Exercícios.
23º Encontro 15/05
Revisões para a segunda prova da disciplina. Exercícios
24º Encontro 17/05
Segunda prova da disciplina.
25º Encontro 22/05
Correção da segunda prova da disciplina.
26º Encontro 24/05
O espectro e a classe espectral. A classe espectral no diagrama HR. As estrelas duplas. As estrelas binárias e a massa estelar. A massa estelar e o diagrama HR. As binárias espectroscópicas. As binárias eclipsantes. A evolução estelar na sequência principal. O tempo de vida das estrelas na sequência principal. A evolução estelar após a sequência principal. As gigantes vermelhas. A fusão termonuclear do Hélio. Exercícios.
27º Encontro 29/05
O flash de Hélio. A pressão dos eléctrons degenerados e o princípio de exclusão de Pauli. A evolução das estrelas após o início da fusão do Hélio. Os aglomerados abertos e os aglomerados globulares. O diagrama magnitude-cor dos aglomerados.As estrelas da população I e população II. A pulsação das estrelas gigantes. As miras, as cefeidas e as estrelas RR Lyrae. Exercícios.
28º Encontro 31/05
Sistemas binários fechados. A transferência de massa entre binárias fechadas. A morte das estrelas. A morte de estrelas com massa menor que 0,4 massas solares. A morte de estrelas com massa maior que 0,4 e menor que 4 massas solares. A segunda fase de gigante vermelha: o ramo AGB. A fusão de hélio por camada. O fenômeno de dredge-up. Os pulsos térmicas. As nebulosas planetárias. As anãs brancas.
29º Encontro 05/06
O ciclo CNO. A derivação da massa de Chandrasekhar. A evolução das anãs brancas no diagrama HR. A evolução das estrelas com massa superior a 4 massas solares. A fusão nuclear por camadas até ao Ferro. A evolução de estrelas com massa superior a 8 massas solares. A explosão de supernova por colapso de núcleo. A gênese dos elementos pesados através da explosão de SN.
30º Encontro 12/06
III Semana da Física do IFPR Campus Foz do Iguaçu - dia 1
31º Encontro 14/06
III Semana da Física do IFPR Campus Foz do Iguaçu - dia 3
32º Encontro 19/06
A evolução temporal da SN1987A, A energia da SN transportada pelos neutrinos, As diferentes categorias de SN: Tipo II, Tipo Ia,Ib e Ic. As estrelas de nêutrons, o cálculo aproximado do raio de uma estrela de nêutrons em função de sua massa, os pulsares, a radiação de síncrotron, os pulsares de milissegundo, o binário de pulsares.
33º Encontro 21/06
As novas. Os emissores de raios-X. Os buracos negros. A relatividade estrita e a relatividade geral. Os testes à relatividade geral. As ondas gravitacionais. Os buracos negros em binárias. As erupções de raios gama. As hipernovas. Os buracos negros supermassivos. Os buracos negros primordiais. A singularidade, o raio de Schwarzschild e o horizonte dos eventos. Os buracos negros com rotação. O processo de Penrose. O que acontece na queda em um buraco negro. A evaporação de buracos negros.
34º Encontro 26/06
Preparação para a 3º prova da disciplina
35º Encontro 28/06
Terceira prova escrita da disciplina
36º Encontro 03/07
Apresentação dos trabalhos escritos da disciplina
37º Encontro 05/07
Provas de recuperação da disciplina
