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O trabalho tem como tema “Via Láctea e outras galáxias” e com ele pretende-se descrever a via láctea; identificar os elementos constituintes da via láctea e demonstrar a estrutura da via láctea, bem como apresentar a composição do centro galáctico. Adotamos o nome Via Láctea para a nossa galáxia, por ser ela do tipo espiral, onde sua forma é denunciada pelo grande acúmulo de estrelas em um plano (o plano da faixa luminosa que vemos no céu). Não podemos ver distante ao longo do plano da Via Lácte
Tipologia: Trabalhos
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Armando Fransisco Celso José Veito Dino Abudo Assane Natália Inácio Rafique Anusse Sifa Joaquim Muicula Ussene Essiaca
A Via Láctea e outras galáxias
Universidade Pedagógica Nampula 2014
Celso José Veito Dino Abudo Assane Armando Francisco Natália Inácio Rafique Anusse Sifa Joaquim Muicula Ussene Essiaca
Via Láctea e outras galáxias
Trabalho avaliativo a ser apresentado ao docente da Cadeira de Introdução a Geografia, Curso de Ensino de Geografia, 1º Ano.
Docente: MA: Elias Maxombe
Universidade Pedagógica Nampula 2014
Introdução
Em noites límpidas e sem lua, longe das luzes artificiais das áreas urbanas, pode-se ver claramente no céu uma faixa nebulosa atravessando o hemisfério celeste de um horizonte a outro. Chamamos a essa faixa Via Láctea , devido à sua aparência, que lembrava aos povos antigos um caminho esbranquiçado como leite. Sua parte mais brilhante fica na direção da constelação de Sagitário, sendo melhor observável no Hemisfério Sul durante as noites de inverno.
O trabalho tem como tema “ Via Láctea e outras galáxias ” e com ele pretende-se descrever a via láctea; identificar os elementos constituintes da via láctea e demonstrar a estrutura da via láctea, bem como apresentar a composição do centro galáctico.
Adotamos o nome Via Láctea para a nossa galáxia, por ser ela do tipo espiral, onde sua forma é denunciada pelo grande acúmulo de estrelas em um plano (o plano da faixa luminosa que vemos no céu). Não podemos ver distante ao longo do plano da Via Láctea, devido à grande quantidade de poeira aí existente.
A metodologia utilizada para a realização do trabalho não vai para além da colecta de dados de vários autores que abordam o tema cuja bibliografia se encontra patente na página reservada para o efeito.
Objectivo geral
A via láctea e outras galáxias.
Objectivos específicos
Definir a via lactea,explicar a Formação da via Láctea,e outras galaxias.
Descrever a estrutura da via Láctea, os seus componentes.
Caracterizar a via láctea e outras galáxias.
aconteceu graças aos avanços tecnológicos de observação, que permitiram sondar estruturas além das nuvens moleculares.
Salienta este autor que, o Sistema Solar localiza-se a meia distância entre o centro e a borda do disco, na região do Braço de Órion, que na verdade trata-se somente de uma estrutura menor entre dois braços principais. Antunes (1996:23), ao redor da galáxia orbitam suas galáxias satélites, das quais destacam-se as Nuvens de Magalhães. O Grupo Local é o aglomerado de galáxias esparso da qual a Via Láctea faz parte, sendo um de seus maiores componentes.
1.1. Formação da via Láctea
Ainda não há consenso sobre como ocorreu o processo que resultou na forma actual da Via Láctea. Nossa galáxia possivelmente começou a se originar há mais de treze bilhões de anos quando iniciou o colapso da matéria que compunha o universo primordial.
A partir de pontos onde a densidade era relactivamente maior, passaram a surgir os primeiros grupos de estrelas que, por sua vez, formaram os aglomerados globulares situados no halo que, de facto, são os componentes mais antigos remanescentes até os dias atuais. No mesmo período, começou a se formar o bojo central, ao redor do qual os aglomerados globulares orbitavam. Tal processo pode ter levado alguns bilhões de anos. Em sua evolução, a galáxia passou por um período de surto de formação estelar entre onze e sete bilhões de anos atrás.
No entender de Coelho (1995:31):
Evidências sugerem que o surgimento do disco galáctico foi um evento praticamente independente. A formação do disco teria se sucedido a partir da absorção de gás de origem extra-galáctica que se aglomerava sob forma achatada ao redor do bojo, o que teria durado por cerca de sete bilhões de anos desde a formação do bojo central. Algumas teorias sugerem, contudo, que a galáxia ainda está em formação, com base no facto de que nuvens de gás molecular estão se movendo com alta velocidade nas partes mais externas em direção ao plano galáctico, mas não há consenso de que se trata, de facto, de um processo de incorporação de matéria no disco. No entanto, a observação do
processo de formação de outras galáxias sugere que o disco pode ter se formado junto ao halo e ao bojo central.
Pode-se inferir a cronologia de formação estelar a partir da abundância de elementos químicos nas estrelas, utilizando por exemplo a técnica de núcleo-cosmocronologia. O material inicial visível que existia antes da formação da galáxia era composto somente por hidrogênio, hélio e uma quantidade pequena de lítio. Com o surgimento de estrelas, elementos mais pesados passaram a ser sintetizados e posteriormente liberados no meio interestelar por meio de ventos estelares ou explosões de supernova.
Este material, por sua vez, era incorporado na formação de uma nova geração de estrelas que, por consequência, passavam a ter maior fraçcão de outros elementos químicos. Desta forma, a abundância de núcleos atómicos pesados determina se a estrela pertence a gerações mais antigas ou mais recentes sendo possível, portanto, analisar o processo de evolução química da galáxia.
Os aglomerados globulares possuem os menores teores metálicos sendo, portanto, os componentes mais antigos. Sua idade não determina necessariamente a idade da galáxia como um todo, mas fornece um limite máximo que a galáxia pode ter. Este limite geralmente é descrito como sendo aproximadamente 13,2 bilhões de anos.
Em geral, sugere-se que estrelas da população II, velhas e pobres em elementos pesados, foram as primeiras a se formar, sendo que este período de formação se estendeu por somente um bilhão de anos. O disco, conforme o gás extra-galáctico incorporava-se, passava a ser povoado por novas e grandes estrelas do tipo I, cuja formação durou pelos doze bilhões de anos subsequentes e se estende até os dias actuais. O auge da actividade de formação estelar possivelmente ocorreu entre onze e sete bilhões de anos atrás, período no qual cerca de noventa por centro das estrelas atuais teriam surgido, (COELHO, 1995:32).
A análise da abundância de elementos mais pesados como oxigênio e magnésio no disco mostra que sua distribuição vária gradualmente conforme a distância ao centro galáctico, sendo mais abundantes em sua parte mais interna. Isto sugere que o disco teria se formado de dentro para
Segundo Nakata, (1978:76), no total, quase três quartos da massa da galáxia são formados de hidrogênio e um quarto de hélio, enquanto uma pequena fração (cerca de 2%) é formada por "metais". Contudo, o halo de matéria escura que cerca a galáxia compreende a maior parte de sua massa, cuja totalidade é da ordem de 10^12 M☉.
As estrelas estão distribuídas em duas categorias principais que levam em conta a proporção de elementos mais pesados do que o hélio. A população I inclui aquelas em que é relactivamente alta a presença de metais, com proporção de 0,2 a 1 vezes a percentagem existente no Sol. Neste grupo encontram-se as estrelas mais jovens.
Para tal, Nakata (1978:78) frisa que:
a população II, por sua vez, é formada por estrelas cuja atmosfera é pobre em metais, embora no núcleo dessas estrelas ainda ocorra a síntese de elementos químicos. Teoricamente considera-se também a população III, que seria a primeira geração de estrelas da galáxia, formadas somente por hidrogênio e hélio, e que não mais existem. A divisão entre estas categorias não é evidente, uma vez que a taxa metálica nas estrelas varia continuamente. Estima-se que a quantidade de exoplanetas seja tão grande ou mesmo maior que a própria quantidade de estrelas da Via Láctea, sendo que planetas menores, como a Terra, são mais comuns que gigantes gasosos. Cerca de uma em cada cinco estrelas da galáxia são semelhantes ao Sol e, de acordo com dados obtidos pela sonda Kepler, uma em cada seis dessas estrelas possui pelo menos um planeta do tamanho da Terra.
Extrapolando-se os dados para toda a galáxia, seriam mais de dezessete bilhões de planetas similares ao nosso em toda a Via Láctea. Exitem ainda planetas interestelares que foram, por algum motivo, retirados de sua órbita original e vagam em meio ao espaço interestelar, sem ligação gravitacional com outra estrela.
Cerca de uma em cada dez estrelas da galáxia são anãs brancas, embora poucas tenham sido detectadas nas vizinhanças do Sol devido à sua baixa luminosidade e tamanho reduzido. A Via
Láctea abriga, segundo estimativas, mais de um bilhão de estrelas de neutrões, remanescentes do fim de estrelas massivas.
Para este autor, a galáxia possui ainda milhões de buracos negros originados no fim da vida de estrelas supermassivas, possuindo massas de algumas dezenas de massas solares. Entretanto, somente algumas dezenas foram identificados até o momento. Muitos deles vagam pela galáxia e só podem ser identificados quando interagem com outras estrelas ou poeira interestelar. Existe no centro galáctico somente um buraco negro supermassivo, com milhões de vezes a massa do Sol.
1.4. Centro galáctico
Segundo Antunes (1996:44), “ o núcleo da Via Láctea se encontra a cerca de 26 mil anos-luz do Sistema Solar, na direçcão da constelação de Sagitário. Esta região é caracterizada por um bojo central alongado, que possui cerca de 27 mil anos luz de uma extremidade a outra ”.
O centro galáctico, a região mais densamente povoada da galáxia, contém cerca de dez bilhões de estrelas que são principalmente velhas e pobres em metais, embora existam também muitas estrelas jovens e ricas em elementos pesados.
Alguns desses componentes formam aglomerados globulares que orbitam ao redor do centro e um deles situa-se no próprio centro, onde a concentração estelar é tão intensa a ponto de encontros estelares serem relactivamente comuns.
Na perspectiva de Santos et all (1986:31):
Observações de estrelas gigantes nas regiões internas da Via Láctea levantam a possibilidade do bojo central ser formado, na verdade, por duas regiões em barra sobrepostas, criando uma espécie de "X" no centro da galáxia, sendo uma barra mais robusta que a outra. Este tipo de estrutura já foi observado em outras galáxias espirais, como na NGC 4469 e NGC 4710.
O exato centro da galáxia abriga um possível buraco negro denominado Sagittarius A. O movimento de nuvens de gases e de estrelas ao seu redor permitiu calcular a sua massa como
De acordo com Nakata (1978:32):
O disco é uma parte proeminente da galáxia, pois contém grande quantidade de estrelas jovens e recém-formadas, que geralmente nascem em grupos a partir de uma mesma nuvem molecular e, por isso, associam-se em aglomerados abertos. A Via Láctea possui um campo magnético que pode ser aferido utilizando-se uma série de técnicas, dentre elas o polarização da luz das estrelas e o Efeito Zeeman, provocado pela mudança dos níveis de energia de um átomo sob um campo magnético. No disco, o campo magnético é de 4 x 10-6^ gauss, que segue principalmente a orientação dos braços espirais.
Nesta região predominam as estrelas da população I, que são, de forma geral, as mais novas e possuem teor metálico importante. A população estelar do disco pode ser dividida em três grupos, o primeiro deles caracterizado por estrelas novas que compõem os braços espirais, o segundo compõe o disco fino, uma região com espessura de aproximadamente mil anos-luz onde estão estrelas não tão jovens espalhadas para fora dos braços espirais por conta da rotação diferencial da galáxia e, por fim, o disco grosso, com três mil anos luz de espessura formado por estrelas antigas e dispersas devido a interações com grandes nuvens moleculares que as fizeram se afastar do plano galáctico.
Outra possibilidade é que as estrelas do disco grosso tenham se formado em outras galáxias satélites que, posteriormente, foram incorporadas à Via Láctea. É importante notar que não existe uma borda definida para o disco, uma vez que a densidade de estrelas vária gradualmente conforme se afasta do plano galáctico ou do centro galáctico. Nota-se, contudo, que além de um raio de quarenta mil anos-luz, a densidade estelar cai radicalmente.
“ Mais da metade do gás molecular da Via Láctea se concentra em nuvens similares à Nebulosa de Órion. Esse tipo de nuvem é o berço de formação de um grande número de estrelas de diversos tamanhos, inclusive supergigantes ”, (Ibid:32).
Estas, por sua vez, possuem um curto período de existência e terminam como titânicas explosões de supernova, cujo material é disperso no meio interestelar e carrega consigo eventuais vestígios de uma antiga nebulosa. O que resta são aglomerados abertos das estrelas de menor massa, como
as Plêiades e o Presépio, que possuem tipicamente menos de mil estrelas de vida longa, cuja interação gravitacional com outros componentes da galáxia acabam por desfaze-los posteriormente.
1.6. Estrutura espiral
O aspecto espiral do disco é definido pela existência de certos componentes, dentre eles nuvens moleculares (como as regiões HI e HII), estrelas das classes O e B, protoestrelas e populações de cefeidas tipo I, que delineiam seu formato visual e a maior densidade de matéria.
De acordo com Antunes (1996:42):
Estas estruturas são utilizadas para mapear a galáxia pelo facto de que seu período de existência é relativamente curto não havendo, portanto, tempo suficiente para que tais objectos migrem para fora dos braços espirais. Uma pesquisa, cujo método incluiu a análise da distribuição de estrelas massivas e jovens, revelou que a galáxia possui de facto quatro braços espirais e não dois, como sugeriam estudos anteriores.
Essas quatro estruturas principais do disco são o Braço de Perseus, Scutum-Centaurus, Cygnus e Sagitário. Os dois primeiros são os mais proeminentes da galáxia, ou seja, apresentam uma maior densidade de gases, poeira e estrelas.
O braço de Scutum-Centaurus se inicia próximo à extremidade da barra central mais próxima do Sol, enquanto o braço de Perseus tem início na extremidade oposta, ambos com ângulos praticamente iguais em relação à barra central. Dentre as estruturas notáveis no Braço de Perseu se destaca a Nebulosa do Caranguejo, um remanescente de supernova, e a Nebulosa Roseta. Já no Braço de Sagitário, dentre os grandes componentes estão as nebulosas da Lagoa, Trífida e a de Eta Carinae, além de muitos aglomerados estelares, (ANTUNES, 1996:44).
Apesar do formato de galáxias espirais sugerir sua descrição por meio de curvas espirais logarítmicas, existe uma grande irregularidade na distribuição dos componentes que torna este
1.7. Proximidades do Sistema Solar
Para Nakata (1978:34):
O Sol situa-se nas proximidades da borda interna do Braço de Órion, uma estrutura menor localizada entre os braços de Perseu e de Sagitário, numa zona onde a densidade estelar é de somente 0, estrelas por parsec cúbico, a maioria delas com pequena massa e associadas a sistemas binários ou múltiplos, sendo que num raio de treze anos-luz foram encontrados somente vinte e cinco sistemas estelares. O mais próximo deles é o sistema Alpha Centauri, cujo componente mais próximo é a anã vermelha Proxima Centauri, localizada a pouco mais de quatro anos-luz de distância. Sirius, a estrela mais brilhante do céu (depois do Sol) está a 8,6 anos-luz da Terra.
O Sol actualmente está cruzando uma região do espaço dominada por matéria interestelar denominada Nuvem Interestelar Local. Esta nuvem faz parte de uma estrutura ainda maior, a Bolha Local, em cuja borda está o Sistema Solar, a qual se estende por cerca de 390 anos-luz, e tem origem na associação Scorpius Centaurus. Neste local existe uma intensa actividade de formação estelar, onde surgem estrelas massivas e jovens com classes espectrais O e B. Estas estrelas possuem um período de vida curto, e quando explodem sob a forma de supernovas, originam fortes ventos de gases que varrem as regiões por onde passam, criando bolhas de gases em meio ao espaço interestelar.
A Nebulosa de Gum é o mais próximo remanescente de supernova, com sua parte mais próxima localizada a 450 anos-luz. Dentro desta região estão os fragmentos da Supernova de Vela. A Nebulosa de Órion, a cerca de 1 500 anos-luz, é a mais próxima dentre as grandes regiões de formação estelar, (Ibid:34).
Grandes nuvens moleculares escuras localizam-se a mais de 1 500 anos-luz do Sol, sendo responsáveis pelo obscurecimento em partes do plano galáctico observados a partir da Terra nas constelações de Cisne e Águia.
Para este autor, estas nuvens organizam-se em linha de forma paralela à associações estelares que estão logo atrás, conforme tipicamente observado em galáxias espirais. As Híades, a 150 anos-luz, e as Plêiades, a 410 anos-luz, são os dois aglomerados abertos mais próximos do Sistema Solar. No Braço de Órion existe uma banda denominada Cinturão de Gould, ao longo da qual existem importantes locais de formação estelar da qual, inclusive, a nebulosa de Órion e a associação Scorpius Centaurus fazem parte.
1.8. Halo
Na perspectiva de Brandão (1992:48):
O halo da Via Láctea é uma região aproximadamente esférica que se estende para além do disco, onde está presente pouca quantidade de gás e poeira e nenhuma actividade de formação estelar. Contudo, existem mais de cem aglomerados globulares identificados (mas estimativas sugerem a existência de cerca de quinhentos), constituídos por estrelas da população II, tão velhas quanto a própria galáxia e com baixa metalicidade.
Esses aglomerados executam órbitas elípticas ao redor do centro galáctico em orientações aleatórias que por vezes cruzam o disco, enquanto podem levá-los para até trezentos mil anos-luz de distância do centro galáctico. De facto estes aglomerados globulares, assim como algumas estrelas desviadas para esta região, são os únicos componentes brilhantes que delineiam o formato do halo. Esta região da galáxia pode abrigar ainda um grande número de estrelas anãs vermelhas de pequena massa e pouco brilhantes, o que tornaria difícil sua detecção.
Aglomerados cujas distâncias demasiadamente grandes originam dúvidas se realmente fazem parte do halo ou se estão ligados gravitacionalmente a alguma galáxia satélite da Via Láctea, como as Nuvens de Magalhães. Em função de campos de estrelas esparsas do halo terem sido encontrados a cerca de 160 mil anos-luz do centro galáctico, esta distância é usualmente tida como o raio do halo.
Evidências levantadas a partir de dados obtidos pelo Observatório de raios-X Chandra sugerem que a galáxia está envolvida em uma espécie
encontra no interior desta órbita, sendo possível, portanto, inferir a massa da galáxia por meio do movimento de seus componentes.
Conforme revela a curva de rotação da Via Láctea, a velocidade em suas partes externas é maior do que o esperado, o que implica em uma grande quantidade de matéria existe além do disco, muito além do que pode ser observado. Por isso, acredita-se que a anomalia seja provocada pela matéria escura, indetectável diretamente e cuja natureza se desconhece.
Nessa perspectiva, para Antunes (1996:51):
O Sol descreve uma órbita ao redor do centro galáctico com velocidade de cerca de 220 quilômetros por segundo, o que resulta em um período orbital de aproximadamente 225 milhões de anos. Desde sua formação, estima-se que o Sol tenha completado seu trajeto vinte vezes. O vector velocidade do Sol aponta para a constelação de Cisne. Em relação ao referencial de repouso local, ou seja, desconsiderando-se o movimento do Sol e de todas as outras estrelas ao redor do centro galáctico, o Sol se move a 22 quilômetros por segundo na direçcão da constelação de Hércules, em direçcão a um ponto denominado ápice solar. O Sol apresenta, ainda, um movimento de oscilação harmônico em relação ao plano galáctico, cruzando-o com um período entre 52 a 74 milhões de anos, com amplitude máxima entre 49 a 93 parsecs acima ou abaixo do plano galáctico. Atualmente estamos a cerca de 15 parsecs acima do plano da Via Láctea.
O período destas oscilações da órbita solar aproximadamente coincidem com eventos de extinção em massa, levantando suspeitas de que, ao cruzar regiões densas de nuvens moleculares ou dos braços espirais, perturbações gravitacionais modificariam a órbita de cometas distantes do Sistema Solar que, por sua vez, atingiam nosso planeta.
1.10. Proximidades a via láctea
De acordo com Nakata (1978:41):
Algumas galáxias de menor porte orbitam a Via Láctea, sendo, portanto galáxias satélite. A mais próxima delas é a Galáxia Anã do Cão Maior,
situada a cerca de 42 mil anos-luz do centro galáctico, seguida pela Galáxia Anã Elíptica de Sagitário. A Grande Nuvem de Magalhães e a Pequena Nuvem de Magalhães são as maiores dentre as galáxias satélite da Via Láctea. Ambas são visíveis a olho nu no hemisfério sul celeste como manchas brilhantes, sendo que a Grande Nuvem de Magalhães é a galáxia mais brilhante vista da Terra depois da própria Via Láctea.
Ambas são estruturas irregulares e apresentam regiões de intensa formação estelar. Uma corrente de gases existe ligando as nuvens de Magalhães entre si e também com a Via Láctea, sendo sugerido que teria origem na interação gravitacional entre as galáxias.
Para este autor, as nuvens de Magalhães possivelmente são as responsáveis por criar uma deformação observada no disco galáctico. Embora sua massa seja insignificante comparada com toda a Via Láctea, a interação com a matéria escura circundante faz com que os efeitos gravitacionais das galáxias satélite sejam amplificados a ponto de influenciar a forma do disco galáctico enquanto descrevem sua órbita ao redor do centro da galáxia.
Com excepção das nuvens de Magalhães, as galáxias satélites da Via Láctea são extremamente pequenas e difusas, sendo de difícil observação até mesmo com o auxílio de telescópios. Muitas das galáxias satélites que se aproximam da Via Láctea acabam por ser distorcidas, rompidas e suas estrelas são incorporadas à nossa galáxia, conforme está acontecendo com as duas galáxias mais próximas. O aglomerado globular Omega Centauri apresenta características incomuns, o que leva à suspeita de que seja o núcleo de uma antiga galáxia anã que foi destruída pela Via Láctea, que incorporou seus componentes.
Para tal, Antunes (1996:53) afirma que:
Nossa galáxia integra um grupo composto por mais de trinta galáxias, denominado Grupo Local que, por sua vez, pertence ao Superaglomerado de Virgem. Contudo, somente três galáxias se destacam, sendo a maior delas a Galáxia de Andrômeda, visível a olho nu e distante mais de duzentos milhões de anos-luz. A Via Láctea, contudo, parece ser o componente mais massivo do grupo. A Galáxia
