Enunciado - Astronomia - USP

AGA0215 - Fundamentos de Astronomia - 2014/1 (Noturno)
Lista de Exercícios 16 e 17
A lista deve ser entregue após 15 dias do início do capítulo para a professora em sala de
aula, ou no envelope deixado na porta da sala F310, ou para o monitor.
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Leitura recomendada:
Introductory Astronomy & Astrophysics - Zeilik, Gregory & Smith
(caps 21, 22, 23 e 24)
Astronomy: A Beginner’s Guide to the Universe - Chaisson & McMillan
(caps. 15 e 16)
Apostila (caps. 16 e 17): www.astro.iag.usp.br/∼jane/aga-215
1. Explique o porquê das altas razões M/L que encontramos nas galáxias por métodos
dinâmicos. Em que situação essa razão seria igual a um? Quantas estrelas anãsmarrons
(com massas 10 −3 M ⊙ ) seriam necessárias para dar à nossa galáxia uma
razão massa/luminosidade (M/L) de 10?
2. Nossa Galáxia e a galáxia de Andrômeda (M31) são os membros mais massivos
do Grupo Local de galáxias. Se essas duas galáxias formam um sistema binário e
movem-se em torno uma da outra em órbitas circulares, calcule:
(a) A distância de nossa Galáxia ao centro de massa do sistema;
(b) O período orbital (em anos).
(Dados: distância Via Láctea-Andrômeda ∼ 680 kpc; massa da VL 4 × 10 11 M ⊙ ;
massa de Andrômeda 3 × 10 11 M ⊙ ).
3. Que métodos de distância são mais úteis e precisos para se encontrar a distância de:
(a) um aglomerado globular em nossa galáxia;
(b) Júpiter;
(c) A galáxia de Andrômeda;
(d) O aglomerado de galáxias de Virgo (velocidade de recessão 1200 km/s);
(e) O aglomerado de galáxias de Hércules (velocidade de recessão 11200 km/s)

(Sugestão use a pirâmide de escalas de distâncias).
4. A linha estelar de Ca II K em absorção tem um comprimento de onda de repouso
de 393.3 nm. Essa linha proveniente de uma dada galáxia é observada em um comprimento
de onda de 410 nm. Estime a distância da galáxia, assumindo H 0 = 75
km/s.
5. A maioria das galáxias próximas não obedece à lei de Hubble. Por quê?
6. O super-aglomerado de galáxias de Virgo cobre cerca de 7 ◦ no céu e está a uma
distância de 15.7 Mpc.
(a) Determine seu diâmetro;
(b) Calcule o tempo para a luz cruzar esse super-aglomerado e compare com a idade
do Universo (∼ 15 × 10 9 anos).
7. Utilize a curva de rotação da figura abaixo para estimar a massa da galáxia NGC
4378.
8. Uma supernova de luminosidade 1 bilhão de vezes maior que a do Sol está sendo usada
para determinar a distância de uma galáxia remota. Vista da Terra, a supernova
parece ter o mesmo brilho que o Sol teria se estivesse a uma distância de 10 kpc.
Qual a distância da galáxia? (Sugestão use as relações entre luminosidade e magnitude
absoluta e entre magnitude aparente e magnitude absoluta. Dado: magnitude
aboluta bolométrica do Sol = +4.72).
9. Em termos do modelo de formação de uma galáxia a partir do colapso gravitacional de
uma nuvem de gás girante, explique as observações de que a população de estrelas do
halo (população II) possui baixa metalicidade (isto é, baixa abundância em elementos
mais pesados que o He), e a população do disco (população I) possui objetos (estrelas,
nuvens, etc.) com mais alta metalicidade.
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