A etapa final da evolução estelar: o que são nebulosas planetárias e anãs brancas, A contribuição das supernovas para o enriquecimento químico da galáxia. Estrelas de neutrões e buracos negros (BN) e o BN na Via Láctea. A deteção em 2019 do BN na galáxia M87.

16 Abril 2019, 14:00 • Rui Jorge Lourenço Santos Agostinho

A deteção do buraco negro (BN) em M87: abril 2019. Cálculo do tamanho angular do BN usando a distância de M87 e o diâmetro de 5*Rsch do horizonte de acontecimentos dum BN em rotação. O tamanho real do BN a comparar com o Sistema Solar.

O poder de resolução angular de um telescópio: α_min= 1,25 λ/Dt (rad). Justificação da distância necessária entre os rádio-telescópios para observar o BN na M87.

O equilíbrio hidrostático e a produção de energia por fusão nuclear: toda a energia é emitida à superfície da estrela, milhares de anos mais tarde.

As etapas da queima nuclear em estrelas de grande massa. A quebra do equilíbrio hidrostático: a passagem às etapas sucessivas com o colapso gravítico do núcleo estelar porque a sua temperatura não permite a queima nuclear. O aquecimento produzido pelo colapso permite o início da queima nuclear seguinte com átomos mais pesados.

A estratificação em camadas do núcleo estelar: átomos mais pesados no centro (ferro e níquel) até ao hidrogénio na camada externa do núcleo, mas que é muito interna na estrela.

A condição de estabilidade e a estrutura estelar. A formação de estrelas a temperatura inicial em função da massa. Teoremas do Virial e o de Stefan Boltzmann. Luminosidade duma estrela. Transferências de energia. Reacções de fusão nuclear, a energia libertada e a definição de planeta, anã castanha e estrela.

9 Abril 2019, 14:00 • Rui Jorge Lourenço Santos Agostinho

A formação de estrelas a partir de nebulosas. As condições física das nebulosas (nuvens moleculares gigantes, gasosas): baixíssima densidade (10 partículas/cm³) e temperatura (10 K). O colapso gravítico e a formação de enxames de estrelas. A distribuição de massas pelas estrelas jovens: a função inicial de massa. A formação preferencial de estrelas de pequena massa. A formação de pequenas quantidades de estrelas de grande massa, que são essenciais à produção dos átomos pesados.

O colapso gravítico local e o Teorema do Virial: a energia gravitacional convertida em energia interna do gás. 

A equação de Boltzmann dum gás: energia cinética média em função da temperatura T.

O aumento de temperatura interna e o limite mínimo da massa duma estrela: 80 Mjup (massa de Júpiter). O limite para uma anã castanha, 13 Mjup, e a queima nuclear do deutério (d). Definição do que é um planeta, em massa.

A lei de Stefan Boltzmann e a emissão electromagnética de corpo negro. A emissão feita por um corpo à temperatura T, em todos os comprimentos de onda e todas as direções, por segundo e por unidade de área. A luminosidade de uma estrela. Cálculo da emissão total feita pelo sol e pelo corpo humano. O equilíbrio radiativo e produção interna de energia numa estrela que equilibra a sua luminosidade.

Os modos de transferência de energia entre corpos a diferentes temperaturas: radiação, convecção e condução. Exemplos dos mesmos. Transferência radiativa e o tempo real de propagação dum fotão desde o núcleo solar até à superfície.

A condição de equilíbrio hidrostático. A distribuição da Temperatura, pressão e densidade mássica no sol. A distribuição da massa pela esfera solar: a sua muito maior concentração no núcleo.

As razões para as forças de pressão não equilibrarem a força gravítica, para a massa interior numa estrela. O reajuste da estrutura do núcleo solar: o seu colapso, o imediato aumento de temperatura, e a expansão das camada mais externa devido à energia extra produzida pelo colapso.

A rarefacção do gás nas camadas externas dos sol. Comparação com a situação de gigante vermelha e a expulsão desta camada na etapa final de anã branca.

As reação nucleares da cadeia protão-protão que convertem hidrogénio em hélio 4. A força de repulsão electrostática e a necessidade de temperaturas elevadas no núcleo estelar, para os choques entre partículas acontecerem. O necessidade de temperaturas mais elevadas para chocar partículas com mais carga elétrica (átomos mais pesados).  Justificação das 80 Mjup (cadeia p-p) para uma estrela e das 13 Mjup (cadeia d-p) para uma anã castanha.

A perda de massa e a energia libertada nas reações de fusão nuclear: E=∆m.c^2.

Galáxias ativas e os buracos negros super maciços e centrais. A Via Láctea: a morfologia e as populações estelares. A rotação do disco e do halo. Enxames estelares. A estrutura duma estrela: a equação de equilíbrio do gás.

2 Abril 2019, 14:00 • Rui Jorge Lourenço Santos Agostinho

Recapitulação dos super-grupos de galáxias. O movimento do Grupo Local em direção ao super-grupo da Virgem-Centauro com velocidade de 630 km/s. A diferenciação entre estas velocidades próprias e a velocidade de expansão do Universo, nas medições efetuadas.

Recapitulação das galáxias ativas e o super buracos negros (BN) centrais. Vários exemplos. Discussão sobre a estabilidade das órbitas estelares numa galáxia que impedem as estrelas de cair no BN. O caso do sol na Via Láctea. A importância dos BN centrais na formação inicial das galáxias.

A energia das partículas (em órbitas presas ao forte campo magnético) nos jatos duma galáxia ativa e a emissão electromagnética desde a banda do rádio até aos raios-X.

A Via Láctea: As populações de estrelas: o disco, o bojo e o halo galáctico. Características das populações estelares por, movimentos, composição química média e a idade.

O disco galáctico com braços. As órbitas estelares no disco estelar e a sua passagem pelos braços. A velocidade linear constante em função da distância galacto-cêntrica (dgc). 

A variação da massa da galáxia M_G que aumenta linearmente: M_G = const.dgc. A barra central e o bojo galáctico de estrelas. 

O halo galáctico: uma distribuição esférica de estrelas velhas, pobre em átomos pesados (0,01 a 0,001 da solar) relativamente ao hidrogénio, e quase sem rotação espacial. 

A distribuição das nuvens de gás (NG) nos braços galácticos: as zonas de intensa formação de estrelas. As estrelas de grande massa, de elevada temperatura, e a cor azul observada nos braços das galáxias espirais. As NG como locais de formação dos enxames abertos.

As duas populações de enxames estelares: os abertos no disco galáctico e os globulares distribuídos esfericamente. A força galáctica que separa as estrelas nos enxames abertos. A formação  As massas, as idades de ambos e composição atómica relativa de ambos: abertos são tipo solar e os globulares são primordiais.

Estrelas: A estrela como uma esfera gasosa descrita pela equação dos gases perfeitos. A permanência do gás devido à auto força gravítica da estrela e à elevada velocidade de escape. Discussão sobre esta estabilidade.

Dedução simplificada da equação do equilíbrio hidrostático. Sua aplicação à definição de planeta (distribuição esférica) e às atmosferas planetárias.

Características das galáxias: espirais, elípticas e irregulares. As suas populações estelares.

26 Março 2019, 14:00 • Rui Jorge Lourenço Santos Agostinho

SUMÁRIO PROVISÓRIO.

O espectro de massa das galáxias: desde as 10^7 M_sol até às 10^14 M_sol. A massa da Via Láctea: ≈5 10^11 M_sol.

A fusão galáctica (ou canibalismo) e a produção das galáxias elípticas. A transformação do gás livre disponível em estrelas e a “explosão” da formação estelar neste processo. Exemplos reais e simulações. Os tempos de vida das estrelas de pequena (sol ≈10^10 anos) e grande massa (10 M_sol ≈10^7 anos) como explicação da cor não azul das galáxias elípticas.

A poeira nas galáxias: abundância nas espirais e ausência nas elípticas. 

A proporção em massa das componentes de estrelas, gás e poeira nos tipos de galáxias.

Os super-grupos de galáxias. 

As galáxias ativas e o super buracos negros (BN) centrais com ≈10^9 massas solares. A perspectiva da direção de observação sobre o jato colimado emitido pelo BN central: os quasares e as rádio galáxias do tipo BL-Lacs. 

Fenomenologia do disco de acreção central. As dimensões relativas entre a galáxia e os jatos. De que são feitos os jatos e a frente de choque no meio intergalático. 

A taxa anual de produção de estrelas nas galáxias. A sua variação desde a época do Big Bang à atual. Essa taxa em função da massa das galáxias.

O processo de formação primordial das galáxias: o colapso gravítico. A formação de galáxias espirais. O canibalismo galáctico e a formação das galáxias elípticas.

19 Março 2019, 14:00 • Rui Jorge Lourenço Santos Agostinho

SUMÁRIO PROVISÓRIO.

Condições após o Big Bang para se formarem as proto-galáxias: temperatura de 25K. O mecanismo de flutuações quânticas que deram origem ao colapso local das protogaláxias. 

As forças diferenciais entre as protogaláxias que passam próximas e que lhes geram uma rotação diminuta. O colapso aumenta a velocidade de rotação.

As leis da física no colapso gravítico duma distribuição de massa esférica, com e sem rotação angular inicial. O que é o momento linear e o momento angular nos movimentos. As respectivas leis de conservação. 

O aparecimento das órbitas co-planares remanescentes, a partir do colapso duma nuvem esférica inicial, desde que haja choques com perda de energia entre as partículas. O desaparecimento das órbitas inconsistentes com o disco do momento angular total inicial.

O aparecimento dos anéis planetários e das órbitas nos sistemas planetários.

O importância da Matéria Escura na formação e evolução das galáxias. O que é a Matéria Escura.