FIS2001 - LISTA DE EXERCICIOS 9

Via Láctea

  1. Faça uma representação esquemática da nossa galáxia, de frente e de perfil, colocando as dimensões e a localização do Sol, halo, disco, bojo nuclear, e braços espirais.

  2. Que evidências existem para a existência de uma estrutura espiral em nossa galáxia?

  3. Por que os braços espirais não podem ser braços materiais? Qual é a idéia moderna para explicar a estrutura espiral das galáxias?

  4. Qual região da Galáxia é definida pela órbita dos aglomerados globulares?

  5. Que evidência observacional existe de que uma grande fração da massa da Galáxia está em órbitas externas à órbita do Sol?

  6. Qual é a diferença de população I e população II em termos de idade, composição química, localização na Galáxia, e características orbitais?

  7. Que método você usaria para obter a distância a cada um destes objetos:

    1. Um asteróide cruzando a órbita da Terra

    2. Uma estrela que os astrônomos acreditam estar a menos de 30 pc do Sol

    3. Um alomerado globular da Via Láctea que contém um grande número de estrelas variáveis.

    4. Uma estrela com paralaxe não detectável, mas para a qual se obteve um espectro muito bem definido.

  8. Se o halo galáctico tem um raio total de 100000 anos-luz, qual o volume total ocupado pela Galáxia em parsecs cúbicos? Se a massa da Galáxia é 1012 Msol, qual é a sua densidade média?

    R: o volume seria de 1,2 ×1014  pc3, e a densidade seria 0,0083 Msol/pc3

  9. Um certa estrela apresenta uma linha do CaI, cujo comprimento de onda de repouso é 4425 Å, em 4440,7 Å.

    1. Qual é a velocidade radial dessa estrela?

    2. Essa estrela está se afastando ou se aproximando do Sol?

  10. A estrela de Barnard tem uma velocidade radial de -108 km/s, movimento próprio de 10,34''/ano e paralaxe de 0,546''.

    1. Qual é a distância da estrela de Barnard, em parsec? E em quilômetros?

    2. Qual é a velocidade tangencial da estrela de Barnard?

    3. Qual é a velocidade espacial da estrela de Barnard e qual o ângulo que essa velocidade faz com a linha de visada?

    4. Em sua máxima aproximação do Sol, quão distante, em parsecs, estrela estará? Compare com a distância de alfa Centauri.

    5. A magnitude aparente atual da estrela de Barnard é 9,54. Qual será sua magnitude quando estiver em máxima aproximação?

  11. Em um certo aglomerado de estrelas observa-se uma Cefeida cujo período de variação é de 20 dias, e cuja magnitude aparente média é m = 20. Usando a relação período-luminosidade das cefeidas (M = -3,125 logP - 1,525, P em dias), encontre a distância desse aglomerado. (Assuma que a distância do aglomerado é a distância encontrada para a Cefeida.)

    R: 1,31 Mpc

  12. Usando a distância do Sol ao centro galáctico (8,5 kpc), e a velocidade com que ele se move (220 km/s),

    1. Qual é a duração do ``ano galáctico''?

    2. Qual a massa da Galáxia interna à órbita do Sol?

    3. Supondo que o Galáxia tenha uma idade de 12 bilhões de anos, quantas voltas o Sol já deu em torno do centro galáctico?

      R: a) 240 milhões de anos; b) 9 ×1010 Msol; c) 50

  13. Qual seria a massa da Galáxia interna à órbita do Sol se a distância do Sol ao centro galáctico fosse 10000pc e a período de revolução do Sol em torno do núcleo fosse apenas 100 milhões de anos?

    R: 8,7 ×1011 Msol

  14. O período de revolução do Sol em torno do centro galáctico foi calculado a partir das medidas de sua velocidade e de sua distância ao centro da Galáxia. Como mudaria o período se a distância do Sol ao centro galáctico fosse 20% maior do que o valor assumido?

    R: seria 1,3 vezes maior

  15. Um aglomerado globular está em órbita elíptica (e=0.9) em torno do centro galáctico, tal que a distância apogaláctica (maior afastamento do centro) é 40 kpc.

    1. Qual é a distância perigaláctica (mínimo afastamento do centro)?

    2. Quanto tempo este aglomerado vai levar para completar sua órbita? (Assuma que a massa da Galáxia interna à órbita do aglomerado é 1011 Msol.)

    R: a) 2,105 kpc; b) 900 milhões de anos.

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