Apostila de Astronomia 1ª parte

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Hogwarts Elysium

Terceiro Ano Parte I

Apostila do aluno

Matthew Yaxley Professor de Astronomia

Apresentação

Caro aluno, A presente obra reúne o conteúdo a ser discutido no Terceiro ano letivo na Escola de Magia e Bruxaria de Hogwarts Elysium. Entendendo a dificuldade muitas vezes encontrada por diversos alunos ao compreender a arte astronômica, o conteúdo está dividido de acordo com as aulas, sempre seguidos de exercícios práticos à serem entregues ao professor conforme solicitado. É cabível lembrar que Astronomia é uma ciência exata ao mesmo tempo que é uma ciência psíquica, logo, existem extensos conteúdos relacionados à mesma. Mesmo existindo certos agravantes quanto à compreensão da disciplina, neste módulo sempre estará evidente a aplicação dos conteúdos no dia-a-dia de um bruxo, assim como a importância deste conteúdo em diversas outras áreas do conhecimento bruxo. “O mais importante é manter a perseverança.” Esperando que faça bons estudos

Aula 1

Astros e Adivinhação A Astronomia é uma ciência natural que estuda corpos celestes, tais como planetas, luas, estrelas, cometas, nebulosas, galáxias, entre outros, assim como fenômenos que se originam fora da atmosfera terrestre, como a radiação cósmica, este último muito observado quando se prepara certas porções, pois gera grande influência em elementos encontrados na natureza, sobretudo, rochas intocadas, e plantas que tem o florescer regido pelos astros. Esta disciplina, preocupa-se com a evolução, a química, a física, e o movimento dos objetos celestes, bem como a formação e o desenvolvimento do universo.

O céu é mapa, calendário, relógio, morada dos deuses e, talvez, a dos seres humanos que bem se comportaram. Os registros astronômicos mais antigos datam de 3000 a.C., e sua origem se deve aos babilônios, chineses, assírios e egípcios. Os astros eram estudados com objetivos práticos, como medir a passagem do tempo, ou com viés astrológico para fazer previsões do futuro.

Hoje a duplicidade de leitura desses astros permanece e o consenso é de que a influência deles sobre nós é considerável. Durante o século XX, o campo da astronomia foi divido em duas áreas, a astronomia observacional e a astronomia teórica. A primeira está focada na aquisição de dados a partir da observação de objetos celestes, que são analisados utilizando os princípios básicos da física. Já a segunda é orientada para o desenvolvimento de modelos analíticos que descrevem objetos e fenômenos astronômicos. Os dois campos se complementam procurando explicar os dados observacionais, bem com a confirmação ou negação dos dados teóricos.

A Astronomia e a Astrologia são totalmente distintas para os trouxas, mas compartilham uma origem em comum, especialmente na Magia, em conjunto, são utilizadas para realizar as adivinhações através dos astros. Enquanto a Astronomia é a ciência que estuda os astros em termos físicos e químicos, a Astrologia os estudas em termos simbólicos e quânticos. Por exemplo, a Astronomia estuda a posição dos planetas, seu solo, composição química, distancias, entre outros; a Astrologia estuda a influência de um planeta sobre os demais e sobre nós, o que ele significa e também é utilizada para realizar predições do futuro através da posição dos astros.

Nessa disciplina abordaremos os dois campos de maneira unificada, de modo que utilizando o conhecimento adquirido com outras disciplinas, possamos captar o conhecimento que o universo deixa ao nosso dispor. Obs:

Atividade de Astronomia “No seu pergaminho de resposta deverá constar: Seu nome, Sua comunal e Seu ano.” Dado os conteúdos ministrado na aula, responda as questões a seguir:

1) Explique como a Astronomia é entendida pelos trouxas e como ela é entendida pelos bruxos.

2) De acordo com o estudado, quando e como a Astronomia foi dividida?

3) Quando e como se dá a origem da Astronomia?

4) Sabendo da dicotomia imposta pelos trouxas, explique a diferença entre Astronomia e Astrologia e como isso se aplica ao mundo bruxo?

5) Exemplifique um uso da Astronomia no mundo bruxo.

Obs.:  As respostas devem ser dadas a próprio punho, ou seja, não se pode copiar partes do texto, ou de fontes externas, deve ser a própria explicação do aluno.  A atividade será zerada, e pontos serão descontados da comunal se houver qualquer forma de plágio (mesmo de outros RPGs).

Aula 2

Classificação dos Corpos Celestes Na Astronomia, corpo celeste é um termo que designa qualquer entidade física existente no espaço sideral. Podendo referir-se a um único objeto como a Lua, o Sol ou um asteroide, como também vários objetos que se mantem unidos por forças gravitacionais, como galáxias, estrelas duplas ou o sistema solar. Vejamos agora algumas descrições: Asteroides

A formação do Sistema Solar, há aproximadamente 4.6 bilhões de anos atrás, deixou restos de material pairando pelo universo. Esses corpos rochosos são os asteroides. Milhões deles descrevem uma orbita em torno do Sol, especialmente entre os planetas Marte e Júpiter. Seu tamanho varia entre menos de um quilômetro a até centenas de quilômetros de superfície. Pesquisadores acreditam que já ocorreram colisões entre asteroides e a Terra, o que teria alterado o processo evolutivo do planeta.

Meteoros e Meteoritos

São corpos celestes de pequenas dimensões, chamados de meteoritos que orbitam o Sol. Geralmente são partículas rochosas resultantes da colisão de asteroides. Quando passam nas proximidades da Terra, esses corpos celestes são atraídos pela força gravitacional do planeta. Os meteoros são vaporizados e se incendeiam ao entrar na atmosfera terrestre, sendo popularmente chamados de estrelas cadentes. As rochas que conseguem sobreviver a essa entrada na atmosfera e atingem a superfície, são chamadas de meteoritos. Cometas

Embora pequenos, os cometas ganham visibilidade em sua trajetória pelo céu. São corpos celestes relativamente frágeis, com uma superfície irregular e, de certa forma, similares aos meteoros. No entanto é formado fora do Sistema Solar e sua superfície é gelada envolvida em poeira cósmica que, ao se aproximar do Sol, ganha volatilidade e é vista em forma de calda. Alguns tem orbitas que podem levar mais de 30 milhões de anos e outros de algumas centenas, tornando sua aparição no céu um pouco mais previsíveis. Certos estudiosos acreditam que foi a colisão de cometas com a Terra que trouxe parte da água e outras moléculas vitais para o surgimento de vida na Terra. Planetas

A atual definição do que é planeta data de 2006, quando Plutão perdeu seu status dentro do Sistema Solar, passado a ser considerado um planeta anão. Já a categorização tradicional dos planetas remota aos antigos gregos e indicava corpos celestes com comportamento diferente das estrelas. Recentemente a NASA (órgão trouxa que estuda o céu) estabeleceu critérios que precisam ser atendidos para que um corpo celeste ganhe o status de planeta. Entre outras exigências, ele precisa orbitar o Sol, ter massa o suficiente para adquirir gravidade própria, adquirir uma forma arredondada e ter eliminado outros objetos menores de suas orbitas. Depois dessa definição o Sistema solar passou a ter oito planetas: Mercúrio, Vênus, Terra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano e Netuno.

Estrelas

As estrelas são as peças fundamentais da formação das galáxias. Elas são as responsáveis pela distribuição de elementos como o carbono, nitrogênio e oxigênio. São formadas a partir do colapso de nuvens de poeira, o choque aquece as partículas do centro, formando o que virá a ser o núcleo. Estrelas como o Sol, que tem um diâmetro de 109 vezes maior que a Terra, levam 50 milhões de anos para se formar, desde o primeiro choque até a maturidade. A massa solar 330 mil vezes maior que a Terra, sendo cerca de três quartos de hidrogênio, e o restante, principalmente hélio. Calcula-se que estrelas como o Sol podem brilhar de 9 a 10 bilhões de anos e cálculos baseados em rochas lunares atribuem cerca de 5 bilhões de anos a estrela a qual a Terra orbita.

Caso tenha curiosidade, peça ao professor a lista com as principais categorias de corpos celestes, ordenados por localização ou estrutura. Obs:

Atividade de Astronomia “No seu pergaminho de resposta deverá constar: Seu nome, Sua comunal e Seu ano.” Dado os conteúdos ministrado na aula, responda as questões a seguir:

1) Explique o que é um cometa.

2) Como a Astronomia define um corpo celeste?

3) De quando é a última definição de planeta, como é essa definição, e quem a propôs?

4) Explique a diferença entre meteoro, meteorito e cometa.

5) Quando se dá a origem do sistema solar, o que são os fragmentos resultantes do seu surgimento?

Obs.:  As respostas devem ser dadas a próprio punho, ou seja, não se pode copiar partes do texto, ou de fontes externas, deve ser a própria explicação do aluno.  A atividade será zerada, e pontos serão descontados da comunal se houver qualquer forma de plágio (mesmo de outros RPGs).

Aula 3

O Universo: Conceitos

A palavra Universo deriva do francês antigo “Univers”, que por sua vez, deriva do latim “Universum”. A palavra latina é derivada da contração poética “Unvorsum”, que conecta “um”, “uni” (a forma combinada de “unus”ou “one”) com “vorsum”, “versum” (um substantivo derivado do particípio passivo perfeito de vertente, que significa “algo rodado, rolado ou mudado”). Tem o sentido “tudo em um só, tudo combinado em um”. Uma interpretação alternativa de “Unvorsum” é “tudo girando como um” ou “tudo girando através se um”. Nesse sentido pode ser considerada a tradução de uma palavra do Universo para grego antigo “περιφορα”, “algo transportado em um círculo”, originalmente utilizado para descrever o percurso de uma refeição, ou seja, a comida sendo carregada em torno de um círculo de mesas. Essa palavra grega refere-se a um modelo grego antigo do universo, onde toda matéria está contida dentro de esferas giratórias centradas na Terra, a rotação da esfera ultra periférica é responsável pelo movimento e mudança de tudo. Era natural para os gregos assumir que a Terra era estacionária e que os céus giravam sobre ela, por que cuidadosas

medidas astronômicas e físicas (como o pendulo de Foucault) são necessárias para provar o contrário.

O universo, subdivide-se em aglomerados de galáxias que se subdividem em grupos de galáxias (com aproximadamente 3 e 5 milhões de anos luz de diâmetro), que se subdividem em galáxias, que se subdividem em sistemas solares, que contém corpos celestes como estelas, planetas, luas, asteroides e outros. Nessa altura, é ainda impossível definir se o Universo continuará a expandir-se infinitamente, levando a desagregação de toda a matéria e a sua morte, ou se eventualmente essa expansão abrandará e se iniciará um processo de condensação. Essa última hipótese, que sustenta a possibilidade da ocorrência de um fenômeno inverso ao “Big Bang”, o “Big Crunch”, leva à conclusão de que este Universo poderá ser apenas uma instancia distinta de um universo mais vasto, a que outros “Big Bangs” e “Big Crunchs” deram origem. O pensador alemão Friedrich Nietzsche propôs a hipótese, na sua teoria do Eterno Retorno, de que o Universo e todos os acontecimentos que contem se repetem ou repetirão eternamente da mesma forma.

Atividade de Astronomia “No seu pergaminho de resposta deverá constar: Seu nome, Sua comunal e Seu ano.” Dado os conteúdos ministrado na aula, responda as questões a seguir:

1) Considerando o visto em sala, com suas palavras, faça um breve relato sobre o conceito de universo.

2) Explique a diferença entre o “Big Bang” e o “Big Crunch”.

3) Conforme o visto nas ultimas aulas, a Astronomia é utilizada para realizar predições do futuro, ou ler a interferência dos astros. Utilizando o e seu conhecimento prático de mitologia, pesquise e faça um texto sobre a interferência de qualquer Corpo celeste nos seres da Terra.

Obs.:  As respostas devem ser dadas a próprio punho, ou seja, não se pode copiar partes do texto, ou de fontes externas, deve ser a própria explicação do aluno.  A atividade será zerada, e pontos serão descontados da comunal se houver qualquer forma de plágio (mesmo de outros RPGs).

Aula 4

O método Bruxo de Observação Todas as criaturas, de alguma forma observam o céu, para os centauros, isso é quase uma religião. Para observar o céu, nós bruxos utilizamos o método centáurico de adivinhação. Método Prático. Neste método, utiliza-se alguns materiais, pois trata-se de uma observação ritualística. Primeiro acende-se uma fogueira ao ar livre, é recomendado que seja fora da cobertura de árvores, entre outros. Depois realiza-se nessa fogueia a queima de folhas de ervas centáuricas, sendo elas: Erva Cidreira, Amor-Perfeito ou Erva-Trindade.

Aguarda-se então, a fumaça originada pela queima dessas ervas. Quando a fumaça subir, se olha para o céu através dela, e então poderá ser possível observar claramente os astros. Atualmente, bruxos de todo o mundo utilizam telescópios bruxos, que são encantados a modo de seja possível observar os astros de maneira mais ampla e clara.

Aula 5

Galáxias I Por volta do século XVIII vários astrônomos já haviam observado, entre as estrelas, a presença de corpos extensos e difusos, aos quais denominaram “Nebulosas”. Hoje sabemos que diferentes tipos de objetos estavam agrupados sob esse termo, a maioria pertencendo a nossa própria Galáxia: nuvens de gás iluminadas por estrelas dentro delas, cascas de gás ejetadas por estrelas em estágio final de evolução estelar, aglomerados de estrelas. Mas algumas nebulosas – as Nebulosas Espirais – eram galáxias individuais, como a nossa Via Láctea.

A analogia, das nebulosas, com o sistema solar em que vivemos está em perfeita concordância com o conceito de que esses objetos elípticos são simplesmente universos, ilhas, em outras palavras, Vias Lácteas. Essa ideia ficou conhecida como a “hipótese dos universos-ilhas”. Até 1908, cerca de 15.000 nebulosas, haviam sido catalogadas e descritas. Algumas haviam sido corretamente identificadas, como aglomerados estelares, e outras como nebulosas gasosas. A maioria porem permanecia com natureza sem explicação. O problema maior era que a distância a elas não era conhecida, portanto não era possível saber se elas pertenciam ou não a nossa Galáxia.

Somente em 1923, Edwin Powell Hubble (1889-1953) proporcionou a evidência definitiva para considerar as “Nebulosas Espirais” como galáxias independentes, ao identificar uma variável Cefeída na “nebulosa” de Andrômeda.

A partir da relação conhecida entre período e luminosidade das Cefeídas da nossa Galáxia, e do brilho aparente das Cefeídas de Andrômeda, Hubble pode calcular a distância entre ela e a Via Láctea, obtendo um valor de 2.2 milhões de anos-luz. Isso situava Andrômeda bem além dos limites de nossa Galáxia, que tem 100 milhões de anos-luz de diâmetro. Ficou assim provado que Andrômeda era um sistema estelar independente. As galáxias diferem bastante entre si, mas a grande maioria delas têm formas mais ou menos regulares, quando observadas em projeção contra o céu, e se enquadram em duas classes gerais: Espirais e Elípticas. Algumas Galáxias não tem forma definida, e são chamadas irregulares. Atualmente se sabe que as Galáxias nascem nas regiões de maior condensação da matéria escura. A distribuição dessas condensações é aleatória. Se há assimetria na distribuição das condensações em uma região do espaço, a força de maré produzida pela assimetria gera momentun angular na nuvem e uma galáxia espiral se forma. Se a distribuição é simétrica, não haverá nenhum momentun angular liquido, e uma galáxia elíptica se forma. Existem três sequencias principais de classificação de Galáxias: Elípticas, Espirais e Espirais Barradas. Nesse esquema, as galáxias Irregulares, formam a Quarta Classe de objetos.

Atividade de Astronomia “No seu pergaminho de resposta deverá constar: Seu nome, Sua comunal e Seu ano.” Dado os conteúdos ministrado na aula, responda as questões a seguir:

1) Quem provou definitivamente que as Espirais Nebulosas eram galáxias independentes, e quando isso ocorreu?

2) Quantas classes de galáxias existem e quais são elas?

3) O que são Nebulosas e quando começou sua identificação?

4) Qual o nome de nossa galáxia, e a qual classe ela pertence?

5) Que tipo de galáxia se forma quando há assimetria na distribuição das condensações de Matéria Escura?

7) Faça um breve esboço sobre a aula, afirmando as dificuldades encontradas na compreensão, e as expectativas para as próximas aula.

Obs.:  As respostas devem ser dadas a próprio punho, ou seja, não se pode copiar partes do texto, ou de fontes externas, deve ser a própria explicação do aluno.  A atividade será zerada, e pontos serão descontados da comunal se houver qualquer forma de plágio (mesmo de outros RPGs).

Aula 6

Galáxias II Tipos de Galáxias: Galáxias Espirais (S) As galáxias espirais, quando vistas de frente, apresentam uma clara estrutura espiral. Andrômeda e nossa própria galáxia são expirais típicas. Elas possuem um núcleo, um disco, um halo e braços espirais. As galáxias espirais apresentam diferenças entre si principalmente quanto ao tamanho do núcleo e ao grau de desenvolvimento dos braços espirais. Assim elas são subdivididas nas categorias Sa, Sb e Sc, lembrando que toda galáxia espiral, na astronomia é representada pela letra S, geralmente descrita nos livros como galáxias S. Essa subdivisão ocorre de acordo com o grau de desenvolvimento e enrolamento dos braços espirais e com o tamanho do núcleo comparado com o do disco

Por exemplo, uma galáxia Sa é um espiral com núcleo grande e braços espirais pequenos, bem enrolados, de difícil resolução. Existem algumas galáxias que tem núcleo, disco e halo, mas não tem traços de estrutura espiral, Hubble classificou essas galáxias como SO, e elas são às vezes chamadas Lenticulares. As galáxias espirais e as lenticulares juntas formam o conjunto das Galáxias Discoidais.

Mais ou menos metade das galáxias discoidais apresentam um estrutura em forma de barra atravessando o núcleo. Elas são chamadas Barradas e na classificação de Hubble elas são identificadas pelas iniciais SB. As galáxias barradas também se subdividem nas categorias SOB, SBa, SBb e SBc. Nas espirais barradas, os braços normalmente partem das extremidades da barra. O fenômeno de formação da barra ainda não é bem compreendido, mas acredita-se que a barra seja a resposta do sistema a um tipo de perturbação gravitacional periódica, como galáxia companheira, ou simplesmente a sequência de uma assimetria na distribuição de massa no disco da galáxia. Alguns astrônomos também acreditam que a barra seja pelo menos em parte responsável pela formação da estrutura espiral, assim como por outros fenômenos evolutivos das galáxias.

Normalmente se observa nos braços das galáxias espirais, o material interestelar. Ali também estão presentes as nebulosas gasosas, poeira e estrelas jovens, incluindo as super-gigantes luminosas. Os aglomerados estelares abertos podem ser vistos nos braços das espirais mais próximas e os aglomerados globulares no halo. A população estelar típica das galáxias espirais das galáxias espirais está formada por estrelas jovens e velhas.

As galáxias espirais tem diâmetros que variam de 20 mil anos-luz à até mais de 100 mil anos-luz, lembrando que 1 ano-luz é o equivalente a 1 trilhão de quilômetros. Estima-se que suas massas variam de 10 bilhões a 10 trilhões de vezes a massa do Sol. Nossa galáxia e M31 (Andrômeda) são ambas espirais grandes e massivas. Galáxias Elípticas (E) As Galáxias Elípticas apresentam forma esférica ou elipsoidal, e não tem estrutura espiral. Tem pouco gás, pouca poeira e poucas poeiras jovens. Elas se parecem ao núcleo e halo das Galáxias Espirais. As Galáxias Elípticas são chamadas de En, onde n=10(a-b)/a, sendo a o semieixo maior e b o semieixo menor.

As elípticas são divididas em classe de E0 a E7, de acordo com seu grau de achatamento. Imagine-se olhando um prato circular de frente: Essa é a aparência de uma galáxia E0. Agora vá inchando o prato de forma que pareça cada vez mais elíptico e menos circular: Esse achatamento gradativo representa a sequência de E0 a E7. Note que Hubble baseou sua classificação na aparência da galáxia, não na sua verdadeira forma. Por exemplo, uma galáxia E0 tanto pode ser uma elíptica realmente esférica, quanto pode ser uma elíptica mais achatada vista de frente, já uma E7 tem que ser uma elíptica achatada vista de perfil. Porém nenhuma elíptica jamais vai aparecer tão achatada quanto uma espiral vista de perfil. As galáxias elípticas variam muito de tamanho, desde Supergigantes até Anãs. As maiores elípticas têm diâmetros de milhões de anosluz, ao passo que as menores têm somente poucos milhares de anos-luz em

diâmetro. As elípticas gigantes tem massa de até 10 trilhões de massas solares, são raras, mas as elípticas anãs são o tipo mais comum de galáxias. Galáxias Irregulares (I) Hubble classificou as Galáxias Irregulares como aquelas que eram privadas de qualquer simetria circular ou rotacional, apresentando estrutura caótica ou irregular. Muitas irregulares parecem estar sofrendo atividade de formação estelar relativamente intensa, sai aparência sendo dominada por estrelas jovens brilhantes e nuvens de gás ionizado distribuídas irregularmente. Em contraste, observações na linha de 21cm, que revela a distribuição do gás hidrogênio, mostra a existência de um disco de gás similar ao das galáxias espirais. As galáxias Irregulares também lembram as espirais no seu conteúdo estelar, que inclui estrelas de população I e II, ou seja, Jovens e Velhas.

Os dois exemplos mais conhecidos de galáxias irregulares são a Grande e a Pequena Nuvem de Magalhães, as galáxias vizinhas mais próximas a Via Láctea, visíveis a olho nu no Hemisfério Sul, identificadas pelo navegador português Fernão de Magalhães, que viveu entre 1480 e 1521, essa descoberta ocorreu em 1519, mas incluídas em 964 no Livro das Estrelas Fixas, de Abd al-Rahman al-Sufi. A Grande Nuvem tem uma barra, embora não tenha braços espirais. Aparentemente ela orbita a Via Láctea, com velocidade de 387 km/s. Nela está presente o complexo 30 Doradus, um

dos maiores e mais luminosos agrupamentos de gás e estrelas Super-gigantes conhecido em qualquer galáxia. A Supernova 1987A, ocorreu em 30 Doradus. Massas de Galáxias Assim como a massa de uma estrela é a sua característica física mais importante, também nas galáxias a massa tem um papel crucial não apenas em sua evolução, como sistemas individuais, mas na evolução do próprio Universo. Por exemplo, da quantidade de massa das galáxias depende a densidade de matéria visível do Universo. A melhor maneira de medir a massa é a partir das velocidades das estrelas devido a atração gravitacional entre elas. Em galáxias elípticas, as velocidades medidas são velocidades médias, pois os movimentos das estrelas nesses sistemas têm componentes de mesma magnitude nas três dimensões, e todas seguem orbitas bastante elípticas.

Nesta tabela, observa-se as características estelares de dimensão e luminosidade de acordo com o tipo de galáxia, sendo é apenas para fins acadêmicos aos que desejam conhecer mais sobre o assunto, não será cobrado em atividade.

Atividade de Astronomia “No seu pergaminho de resposta deverá constar: Seu nome, Sua comunal e Seu ano.” Dado os conteúdos ministrado na aula, responda as questões a seguir:

1) Quais as características de uma galáxia espiral?

2) O que é uma galáxia lenticular?

3) O que seria um galáxia discoidal?

4) Qual o melhor método de se medir a massa de uma galáxia?

5) O que são galáxias irregulares?

6) O são galáxias elípticas?

7) De acordo com o acompanhamento das últimas aulas, o que Hubble leva em consideração ao classificar cada tipo de galáxia?

Obs.:  As respostas devem ser dadas a próprio punho, ou seja, não se pode copiar partes do texto, ou de fontes externas, deve ser a própria explicação do aluno.  A atividade será zerada, e pontos serão descontados da comunal se houver qualquer forma de plágio (mesmo de outros RPGs).