Objetivos Ementa Conteúdo Material Softwares

 

Astronomia Galáctica

 

Objetivos: Estudar nossa galáxia, a Via Láctea: suas principais componentes, estruturas, populações estelares e satélites. Estudar também sua formação, evolução e dinâmica.

 

Ementa: Meio interestelar. Regiões H I e H II. Nuvens moleculares. Regiões de formação estelar. Função de massa inicial. Extinção interestelar. A vizinhança solar. Populações estelares. Aglomerados abertos e globulares. Dinâmica galáctica. Rotação galáctica. Discos fino e espesso. Halo. Bojo. Matéria escura. Formação monolítica e hierárquica da Galáxia. Evolução quimiodinâmica da Galáxia. Nuvens de Magalhães e galáxias satélites.

 

Conteúdo Programático:

 

1. Meio interestelar.

Meio interestelar, Componentes de poeira e gás, Nuvens moleculares, Glóbulos de Bok, Regiões HI e HII, O disco de gás da Galáxia, Meio ionizado muito quente e supernovas, Regiões de formação estelar, Processo de colapso de uma nuvem molecular, Braços espirais, Teoria de ondas de densidade, Definição de função de massa inicial, Funções de massa inicial, O problema da universalidade da função de massa inicial. Poeira interestelar, Extinção interestelar, Avermelhamento, Efeitos da extinção e avermelhamento em diagramas cor-magnitude.

2. Populações estelares.

Definição de populações estelares, Diferenças químicas e dinâmicas entre as diferentes populações Galácticas, Populações do disco estelar Galáctico, O disco estelar fino e espesso, Populações do Halo, Populações do Bojo, Diferenças espaciais e de metalicidade no Bojo, Componente Bináriae Estrelas Variáveis, A vizinhança solar, O problema da distância, Luminosidade estelar, A definição de completeza, Características das estrelas vizinhas ao Sol, A função de luminosidade, A função de massa, Metalicidades e abundâncias químicas.

3. Associações estelares e diagnósticos.

Aglomerados abertos: características e distribuição espacial, Associações OB, Estrutura e cinemática dos aglomerados abertos, A classificação de Trumpler, Diagramas cor-magnitude de aglomerados abertos e função de luminosidade, Idade e morte de um aglomerado, Populações estelares múltiplas em aglomerados abertos. Aglomerados globulares: características e distribuição espacial, o papel dos aglomerados globulares na solução do "Grande Debate", A classificação de Trumpler para aglomerados globulares, Diagramas cor-magnitude de aglomerados globulares, Populações estelares múltiplas em aglomerados globulares.

4. Dinâmica, estrutura e cinemática da Via Láctea.

Traçadores da estrutura da Galáxia. A dinâmica dos componentes da Via Láctea. Rotação Galáctica. Mapas de longitude vs. velocidade do meio interestelar. Retalhamentos por efeitos de maré. Empenamento do disco. A curva de rotação da Galáxia. A diferença entre a curva de rotação observada e a calculada. A matéria bariônica da Galáxia e a distribuição da matéria escura. A natureza da matéria escura. Cenários alternativos à existência de matéria escura.

5. Formação e ambiente da Via Láctea.

Formação monolítica e hierarquica da Galáxia. Formação das estruturas primordiais. O modelo de matéria escura fria. Formação de galáxias espirais. Formação da Via Láctea. O modelo ELS e o modelo de Searle. Simulações de N corpos. Galáxias satélites da Via Láctea. Nuvens de Magalhães. Demais componentes das Nuvens de Magalhães: ponte e cauda. Classificação e contagem de galáxias satélites. O “problema da falta” de satélites.

 

Material

 

Livros, Apostilas e Vide-aulas:

 

  Astronomia e Astrofísica (Kepler & Maria de Fátima) 

  Conceitos de Astronomia (Roberto Boczko) 

  Fascínio do Universo (Steiner & Damineli) 

  Astronomia de Posição - Prof. Dr. Gastão Lima (IAG/USP)

  Apostila do Prof. Dr. Nelson Leister (IAG/USP) 

  Apostila de Fundamentos de Astronomia (IAG/USP)

  Astronomia: Uma Visão Geral

 

Aula 01 - Apresentação do Curso. Conceitos astronômicos importantes. Histórias e Personagens.

  Plano de Ensino 

 Aula01-AstronomiaGalactica2016A.pdf   

Aula 02 - Revisão de conceitos da Astronomia Estelar. Luminosidade estelar e propriedades espectrais.

Aula 03 - Paralaxe e Movimento Próprio. Cores, Distâncias e Raios Estelares. Binárias Eclipsantes. Diagrama Cor Magnitude.

Aula 04 - Coordenadas Galácticas. Efeito Doppler em Estrelas na Galáxia. Sistemas Binários. Gravidade Superficial. Diagrama HR e Temp de Vida de uma Estrela. Aglomerados abertos e formação de estrelas. Aglomerados abertos: características e distribuição espacial, Medida de Movimentos próprios. Detalhando o Diagrama HR. Sequencia principal de idade 0.

Aula 05 - Função Massa-Luminosidade. Evolução e Modelos de Evolução Estelar. Metalicidades estelares. Paralaxe Espectroscópica. Estrutura e cinemática dos aglomerados abertos.

Aula 06 -  Método dos aglomerados em movimento. Populações estelares múltiplas em aglomerados abertos. Hyades como referência. Estudo de pertinência de um aglomerado. Idade e morte de um aglomerado. Uso do Topcat. A classificação de Trumpler, Diagramas cor-magnitude de aglomerados abertos e função de luminosidade. Estudo de pertinência de um aglomerado.

Aula 07 - O Dilema de Trumpler. Contagem de estrelas. A definição de completeza. Universo de Kapteyn e o Introdução ao Grande Debate. Avermelhamento Extinção e Excesso de Cor. Diagram Cor-Cor e Extinção.

Aula 08 - Aglomerados globulares e fim das estrelas. Componente Binária e Estrelas Variáveis. Aglomerados globulares: características e distribuição espacial.O papel dos aglomerados globulares na solução do "Grande Debate", A classificação de Trumpler para aglomerados globulares, Diagramas cor-magnitude de aglomerados globulares, Populações estelares múltiplas em aglomerados globulares.

 

Aula 09 - Revisão e Tarefa Prática

  Aval01_Pratica_2017_T01.pdf

  Simulação de Besançon (clicar com o botão direito do mouse e escolher a opção "salvar como")

  Observações com o Vista (clicar com o botão direito do mouse e escolher a opção "salvar como")

 

Aula 10 - Avaliação

Aula 11 - Correção da Prova

 

Aula 12 - Metalicidades e abundâncias químicas. Metalicidade [Fe/H]. Metalicidade Diagrama HR. Poeira interestelar, Extinção interestelar, Avermelhamento,Efeitos da extinção e avermelhamento em diagramas cor-magnitude. Equação de Boltzmann.

 

Aula 13 - Meio interestelar, Regiões de formação estelar, Processo de colapso de uma nuvem molecular, Noções sobre Função de massa inicial e taxa de formação estelar.

 

Aula 14 - Curva de Extinção. Métodos de razão de linhas para extinção e avaliação da metalicidade.

 

Aula 15 - Grãos interestelares. Campo magnético. Equação de Transferência Radiativa. Efeitos na linhas espectrais. Componentes de poeira e gás, Nuvens moleculares. Definição de função de massa inicial.

Aula 16 - A vizinhança solar. Características das estrelas vizinhas ao Sol. Função de massa inicial. Funções de massa inicial, O problema da universalidade da função de massa inicial.

Aula 17 - Meio intergalactico frio e neutro. Transições Moleculares e Rotacionais. Glóbulos de Bok.

Aula 18 - Nuvens Moleculares. Regiões HI, O disco de gás da Galáxia. Regiões HII. Equação de Saha.  Observações em Rádio. Masers.

Aula 19 - Revisão e Tarefa Prática

  Aula19-AstronomiaGalactica2016A.pdf

  Aval02_Pratica_2017.1_T01.pdf

  Dados de Piskunov (1980) (clicar com o botão direito do mouse e escolher a opção "salvar como")

  Dados de Vista para o Bojo (clicar com o botão direito do mouse e escolher a opção "salvar como")

Aula 20 - Avaliação

  BaremaProva02_2016A_T01.xlsm

Aula 21 - Correção da prova e discussão dos exercícios. Meio ionizado muito quente e supernovas.

Aula 22 - Diferenças químicas e dinâmicas entre as diferentes populações Galácticas. Tipos de Supernovas e Enriquecimento Químico. Relação Cor-Metalicidade. Parâmetros de metalicidade e Relação com Populações Estrelares. Relações de Populãções Estelares e Dinâmica de Componentes Discoidais e Esferoidais.

Aula 23 - Populações do disco estelar Galáctico.  Populações do Bojo, Diferenças espaciais e de metalicidade no Bojo. Pde populações estelares. Estrelas do disco e do bojo. A barra. Centro Galáctico. Buraco negro central.

Aula 24 - Relação Idade Metalicidade. Escala de Altura e Taxa de Formação Estelar. Disco estelar fino e espesso. Populações do Halo. Traçadores Dinâmicos e Populações. História de Populções Estelares.

Aula 25 - Padrão Local de Repouso (LSR). Apex. Rotação em Relação ao Centro Galáctico. Observação da Rotação Diferencial da Galáxia. Velocidades relativas ao LSR. Interpretação de Espectros Galácticos no Rádio. Mapeando nossa Galáxia. Detecção dos Braços Espirais. Forma da Estrutura Espiral.

Aula 26 - Distância Cinemática. Distâncias em escala galáctica. Curva de Rotação. Traçadores da estrutura da Galáxia. Gradientes radiais de metalicidade. O Problema da Estabilidade dos Braços Espirais. A velocidade do Padrão Espiral. Estrutura Espiral. Frequência epiciclica e teorias de ressonâncias.

Aula 27 - Estrutura Espiral. Frequencia epiciclica e teorias de ressonâncias. Teoria Epicíclica e de Pequenas Perturbações. Braços espirais e formação estelar. Evolução química radial de nossa galáxia. Ressonânicas Interna e Externa de Lindblad. Corrotação.

 

Aula 28 - Constantes de Oort. Formação da Via Láctea. Formação monolítica e hierarquica da Galáxia. Formação das estruturas primordiais. . O modelo ELS e o modelo de Searle. Simulações de N corpos. Galáxias satélites da Via Láctea. Classificação e contagem de galáxias satélites. O “problema da falta” de satélites.

Aula 29 e 30 - Avaliação e Correção da Prova

  BaremaProva03_2016A_T01.xlsm

 

 

Softwares

 

  Para PCs:

  •  SciDavis: Software gratuito inspirado no programa Origin e cuja principal finalidade é a geração de gráficos profissionais e fornecer ferramentas de análise básicas por meio de uma interface gráfica e interativa que trabalha com tabelas de dados.

 

  •  Tracker: Programa gratuito que permite a medição digital de experimentos físicos filmados com a conversão dos resultados em escala real a partir de diversas ferramentas de calibração.

 

  •  Maxima: Software gratuito utilizado para cálculos numéricos, algébricos e plotagem de gráficos, equivalente ao software pago Maple.

 

  •  DS9: Software gratuito para visualização de imagens e dados astronômicos.

  •  Aladin: É um software gratuito e interativo que permit vizualizar dados astronômicos digitalizados, sobrepor catálogos de bases de dados além de possuir funcionalidades para operação com imagens e procedimentos para calibração.

 

 

  •  Stellarium: Planetário de código aberto que pode ser instalado no computador, tablet ou smartphones. É gratuito e também possui recursos adicionais embora o foco principal seja o céu como observado por um observador na superfície de algum astro. Recursos adicionais, scripts e texturas podem ser econtrados na mesma página.

 

  •  Castrator: Software para fazer recorte em filmes de um objeto captado por uma câmera que se move no campo por problemas de alinhamento e guiagem.

 

  •  Autostakkert: Software utilizado para alinha e combinar imagens utilizando a técnica de drizzling, ou "Variable Pixel Linear Reconstruciton", desenvolvida para o telescópio espacial Hubble para obter imagens com super resolução.

 

  •  RegiStax: Software para alinhamento, combinação e processamento de imagens.

 

  •  TopCat: Software multiplataforma em java que lida com grandes tabelas de dados e permite fazer múltiplos tipos de gráficos.

 

  Para Tablets e Smartphones:

 

 

  •  Google Sky Map: Software para android que simulam o céu tela do seu dispositivo, e que combinado com o GPS e os acelerômetros do aparelho permite visualizar o campo do céu para onde a câmera do aparelho é apontada.

 

  •  Status do GPS: Software para android utilizado para gerenciar as informações do GPS, como coordenadas e altitude além de agregar informações de outros dispositivos do celular, como bússola, gravitrômetro, bateria, luminância da tela, etc.

 

 

  •  Telescope Calc: Recurso para fazer cálculos úteis para telescópios.

 

 

 

 

 

  Applets

 

 

  •  UNL Applets: Projeto da Universidade Nebraska-Lincoln com simuladores interativos on-line a respeito de diversos temas de Astronomia e Astrofísica.

 

 

 

 

 

 

 

   
   
   
   

 

Sergio Scarano Jr - Departamento de Fisica da Universidade Federal de Sergipe

Rod. Marechal Rondon s/n - Jardim Rosa Elze, São Cristovão - Sergipe, Brazil

Tel: (55) 79-2105 6807. E-mail: scaranojr@ufs.br