Se a gravidade do Sol aumentar, a Terra cairá no Sol ou girará mais rápido ao redor do Sol?

 Já sabemos que para que o poço gravitacional do sol aumente, é preciso que sua massa também aumente. Objetos com massa curvam o espaço tempo e quanto maior sua massa maior será a curvatura.

Na realidade o espaço tempo é tri dimensional, e um poço gravitacional seria algo como uma depressão esférica, muito mais difícil de visualizar.

Digamos que a massa do sol aumentou pouco (10%), mas instantaneamente, e que a órbita da terra é perfeitamente circular.

Sua órbita, que inicialmente era assim:

Periastro e apoastro são os pontos mais baixo e mais alto de uma órbita, respectivamente.

Ficaria mais ou menos assim:

A altitude da órbita no ponto oposto de onde a terra se encontra cai, enquanto a velocidade nesse mesmo ponto se torna maior.
De certa forma, ela realmente "girará" mais rápido ao redor do sol, viajando com uma velocidade maior no ponto mais baixo da órbita.
A temperatura do nosso planeta aumentaria um pouco, e teríamos anos mais curtos.

Se aumentarmos suficientemente a massa do sol, teremos uma órbita assim:

Nesse caso seríamos queimados vivos, mas ainda teríamos dois ou três meses de muito calor antes de morrermos.

E finalmente, com um pouquinho mais de massa:

Adeus terra. Finalmente cairíamos no sol.

Uma curiosidade é que o sol, na verdade, perde cerca de 1,5 toneladas de massa a cada segundo através do vento solar e da fusão nuclear, que transforma parte da massa do sol em luz. Isso faz com que nossa órbita fique cada vez maior e nossa velocidade orbital diminua. A cada dia, nos afastamos um pouco mais de nossa estrela mãe.

Continue olhando para cima!

Por que a órbita da Terra em torno do Sol não fica cada vez mais rápida à medida que perde massa?

 

Você tem isso para trás. A Terra se moverá mais devagar em sua órbita, não mais rápido, pois o sol perde massa.

E sim. O sol realmente perde massa ao longo do tempo devido à fusão nuclear que converte hidrogênio em hélio em seu núcleo. Esse processo libera energia na forma de luz e calor, o que faz com que o sol perca gradualmente massa. Então sim, é verdade que o sol perde massa.

No entanto, a quantidade total de massa perdida pelo sol é muito pequena, cerca de um milionésimo de um por cento ao ano.

À medida que o sol perde massa, a força gravitacional que ele exerce sobre os planetas fica mais fraca. Isso faz com que todos os planetas se afastem gradualmente do sol ao longo do tempo. A órbita da Terra ficará mais lenta, não mais rápida, e um ano será um pouco mais longo.

Não se preocupe, no entanto. O efeito na órbita da Terra à medida que o sol envelhece é insignificante e levará milhões de anos para ter um efeito significativo.

Quão pequenos nós somos...

 As pessoas pensam que são muito mais importantes do que são.

A Terra poderia explodir amanhã e o universo nem perceberia.

Por exemplo, veja essas fotos.

Agora olhe para a Terra:

Agora olhe para a Terra em comparação com Júpiter e Saturno…

Mas então você o compara ao sol e a Terra é uma partícula de poeira:

E você está pensando "o sol é muito impressionante" - na verdade, não é.

Compare com essas outras estrelas na galáxia da Via Láctea…

Apenas para uma boa medida, vamos ver o quão grande Arcturos na imagem acima (que torna nosso sol anão) parece em comparação com algumas estrelas maiores da Via Láctea:

Antares deve ser uma estrela gigantesca e impressionante, certo?

Vamos dar uma olhada na Via Láctea...

Aposto que se destaca!

A Via Láctea é uma galáxia impressionante?

Na verdade não.

Existem mais trilhões no universo observável.

Os humanos gostam de pensar que somos importantes, mas na grande escala das coisas ... simplesmente não somos.

Além dos brilhos estelares

 Astrofísicos da Universidade de Wincosin-Madison acabaram de divulgar um detalhe sem precedentes sobre um estranho fenômeno que fornece energia à aurora boreal, erupções solares e erupções de massa coronal (as maiores explosões em nosso sistema solar).

[Reconexão magnética]

O fenômeno chamado de reconexão magnética foi captado usando o Magnestosphere Multiscale (uma nova sonda espacial não tripulada que possui quatro naves idênticas em formato de tetraedro), que mede a radiação e campos magnéticos em alta órbita terrestre.

[Representação do Magnestosphere Multiscale na alta órbita terrestre]

[Foto de duas sondas Magnestosphere Multiscale - Cortesia da NASA]

[Demonstração do lançamento dos módulos Magnestosphere Multiscale]

A Reconexão magnética é difícil de descrever, mas pode ser vagamente definida como a fusão dos campos magnéticos que libera uma quantidade surpreendente de energia. A reconexão magnética continua a ser um mistério. Especialmente porque “quebra a lei padrão” que rege as partículas carregadas ou plasma.

“Praticamente tudo que conhecemos sobre o universo vem da luz que chega até nós”. “Quando um desses fantásticos telescópios espaciais tem acesso a uma enorme explosão de raio X, que dura apenas dezenas de milissegundos vindos de um objeto em uma galáxia longínqua, essa gigantesca explosão de energia a uma distância tão grande, poderá refletir um evento enorme de reconexão.

[Aceleração de partículas em uma tempestade solar]

“Por todos os Estados Unidos, de costa a costa, mais de 200 redes elétricas entraram em pane por alguns minutos, devido a uma tempestade magnética ocorrida no início de 13 de março de 1989,” relatou a NASA.

Atualmente, os modernos sistemas de serviços possuem chaves para interromper o loop condutor que poderia se transformar em antenas que captariam um pulso problemático vindo do sol. Se compreendermos melhor a reconexão, talvez possamos melhorar as previsões meteorológicas do espaço. “Poderemos observar o sol para prever o que acontecerá em dois ou quatro dias, que é o tempo que leva para o vento solar chegar à Terra.”

As estrelas também podem ser afetadas por patologias

Isso foi descoberto por um grupo de astrônomos coordenados por Yazan Al Momany, do Observatório Astronômico de Pádua.

Trata-se de um tipo particular de estrelas, menores que o Sol, mas quatro vezes mais quentes e duas vezes mais antigas, cobertas de manchas muito brilhantes.

Uma espécie de "sarampo" de tamanho enorme, tanto que pode ocupar até um quarto da superfície visível, as manchas aparecem e desaparecem induzindo mudanças regulares no brilho da estrela.

Embora tais fenômenos certamente sejam causados ​​pela presença de campos magnéticos intensos, esses pontos brilhantes ainda são um verdadeiro enigma para a ciência.

Qual é a contagem aproximada de estrelas no universo?

 

Aqueles na minha profissão costumam fazer essa pergunta. Vamos usar alguns números redondos para ter uma ideia disso.

Existem cerca de 300.000.000.000 de 3x10 ^ 11 ou trezentos bilhões de estrelas somente em nossa galáxia, e esse número devido às anãs vermelhas pode 3x maior.

Existem algumas estimativas sobre o mesmo número de galáxias no universo. Na faixa mais baixa, temos cerca de 10 ^ 23 estrelas no universo ou mesmo algo em torno da estimativa recente do professor Dokkum. São cerca de 50 estrelas em nossa galáxia para todas as pessoas vivas na Terra.

Deixando a poeira de fora e considerando o grão médio de areia em torno de 0,23 mm para que haja cerca de 2300 alinhadas em um metro cúbico, usando números redondos, obtém-se 10 bilhões de grãos (10 ^ 10) por metro cúbico. Imagine uma praia com 10 m de largura, 10 m de profundidade ou outro lugar equivalente onde se coloque a areia (100 metros cúbicos por metro linear).

O comprimento da praia para ter um grão de areia para cada estrela seria então 10 ^ 11 metros ou 100 milhões (10 ^ 8) quilômetros. Daí o conceito não razoável de que todas as praias e desertos do mundo podem atingir volume suficiente para justificar a velha ideia de que, se nos abaixarmos e pegarmos um grão de areia de tamanho razoável, de todas as partes deste planeta, será assim que nosso sol e o sistema solar se encaixam no esquema geral das coisas.

As Estrelas não são fixas

 As estrelas não são fixas, mas estão em constante movimento. Se você subtrair o movimento de arco diário das estrelas no céu, causado pela rotação da Terra, obtém um padrão de estrelas que parece nunca mudar.

As estrelas parecem tão fixas que os antigos observadores do céu as conectaram mentalmente em formas (constelações) que ainda podemos ver hoje. No entanto, as estrelas estão sempre em movimento.

Eles estão simplesmente muito longe para que o olho nu detecte seu movimento. Instrumentos sensíveis, no entanto, são capazes de detectar seu movimento. Pense em viajar por uma estrada montanhosa a 60 mph. Os postes telefônicos na beira da estrada parecem voar, mas as montanhas distantes parecem se mover muito lentamente. Na realidade, ambos estão se movendo na mesma velocidade (60 mph) que você.

Devido a um efeito de perspectiva conhecido como paralaxe, as montanhas parecem se mover mais devagar que os postes telefônicos. Em geral, quanto mais longe um objeto está de você, menos ele se move em seu campo de visão para uma velocidade efetiva fixa. Como as estrelas (mesmo as mais próximas) estão muito mais distantes do que as montanhas, seu movimento em nosso campo de visão é insignificante. No entanto, eles ainda se movem.

Por que as estrelas binárias são mais comuns do que as estrelas simples?

 Sistemas de estrelas binárias ou múltiplas são mais comuns porque as estrelas se formam em 'lots' e é uma tendência delas permanecer ligadas gravitacionalmente.

Região ativa de formação estelar: nebulosa NGC 3603.

As estrelas têm origem em grandes nebulosas (não confundir com nebulosa planetária) que formam grupos de estrelas, essas estrelas e o gás remanescente da nuvem nebular dão origem aos aglomerados estelares. Eventualmente, essas estrelas podem se desprendem gravitacionalmente do aglomerado e passam a vagar sozinhas no espaço, mas isso é difícil de acontecer porque devido à proximidade entre as estrelas no aglomerado, a tendência é que elas permaneçam unidas pela gravidade, formando associações estelares e, posteriormente, sistemas binários e múltiplos.

Do que são constituidas as estrelas?

 A maioria das estrelas são constituídas de hidrogênio e hélio, mas existe uma pequena porção de outros elementos nesses corpos celestes. Estrelas são caracterizadas conforme sua composição e, com base nisso, são divididas em dois principais grupos:

• Estrelas de População I

São estrelas jovens, que se formara 'recentemente', com idades de até 7 bilhões de anos. O Sol é uma estrela de População I. A composição dessas estrelas são principalmente hidrogênio, hélio e traços de elementos metálicos, (para os astrônomos todos os elementos diferentes de hidrogênio e hélio são considerados metais).

As Pleiades é um aglomerado constituídos de estrelas de População I, já que possuem apenas alguns milhões de anos.

[1]

• Estrelas de População II

São estrelas mais velhas, com idade superior a 7 bilhões de anos. Quando essas estrelas se formaram não existiam muitos elementos diferente que Hidrogênio e Hélio, portanto, estas estrelas apresentam uma quantidade muito pequena de elementos metálicos.

O aglomerado globular NGC-6093 é composto por estrelas de População II, estima-se que a idade das estrelas do aglomerado seja de aproximadamente 12,5 bilhões de anos.

[2]

Além das estrelas de População I e População II, também existe um grupo hipotético de estrelas de População III, que seriam a primeira geração de estrelas a se formar no Universo, estas estrelas teriam uma composição química primordial (exclusivamente de Hidrogênio, Hélio e seus isótopos). Estrelas de População III são consideradas hipotéticas porque nunca foram observadas, isso porque provavelmente todas já deixaram de existir e/ou por terem se formado no inicio do Universo, sua radiação é muito tênue para ser capturada pelos instrumentos atuais.

O conceito de população estelar foi introduzido pelo astrônomo Walter Baade em 1944. As populações estelares ajudam a entender melhor como funciona a evolução estelar e evolução da Galáxia.

Por que as estrelas nunca se movem?

As estrelas movem-se, mas muito pouco na nossa perspectiva. Um exemplo de uma estrela que se pode observar que se move é a Estrela de Barnard. Esta estrela move-se cerca de 10 segundos de arco por ano:

Esta estrela encontra-se a pouco menos de 6 anos luz de nós e o seu movimento aparente no nosso céu deve-se a ter uma grande velocidade lateral em relação a nós (cerca de 90km/s). Para perfazer um grau de movimento no céu precisas de aguardar 357 anos. E esta é a estrela com maior movimento no céu.

Podemos imaginar as estrelas paradas enquanto nos movemos na nossa órbita em torno da galáxia (a cerca de 240km/s) e calcular quanto é que se moveriam na nossa perspectiva. Por exemplo, considerando uma estrela a 10 anos luz:

10 anos luz = 94,607,300,000,000 km
240km/h = 240*60*60*24*365.25 = 7,573,824,000 km

Utilizando a formula da tangente:

$tan\left(x\right)=\frac{C_{oposto}}{C_{adjacente}}$

$tan\left(x\right)=\frac{7573824000}{94607300000000}$

$x=0.004586835784°$ (por ano)

Seriam necessários pouco mais de 218 anos para a estrela se mover 1º na nossa perspectiva estando parada.

Acontece que nenhuma estrela está parada. Estão todas em órbita em torno da galáxia, como nós. E são raras as estrelas a menos de 10 anos luz. A maioria das estrelas que vemos no céu estão a centenas ou mesmo milhares de anos luz de distância, levando a que sejam necessários muitos milhares de anos para que a maioria das estrelas se movam no céu da nossa perspectiva.

Por que todas as estrelas parecem ser do mesmo tamanho?

 As estrelas não parecem ser do mesmo tamanho, vê-se claramente que há umas maiores e mais brilhantes que outras.

As estrelas (à exceção obviamente do Sol) estão longe, muito longe. A mais próxima, Alfa Centauro, está a 4 anos luz. E existe um limite astrofísico empírico para o tamanho máximo de uma estrela.

Já experimentou olhar durante a noite para uma lâmpada, ao longe, e afastar-se cada vez mais? É tudo uma questão de trigonometria, o tamanho aparente de um objetivo depende do seu tamanho e da distância a que estamos dele. Duas estrelas podem parecer ser iguais, mas ser totalmente diferentes em tamanho, se a maior estiver mais afastada de nós.

As estrelas que vê no céu são uma ínfima parte das estrelas da nossa galáxia.

Quão rápido o Sol está a perder massa?

É cerca de 4 milhões de toneladas por segundo. Essa massa é perdida como parte da produção de energia.

Mas é, como provavelmente sabes, enorme, da ordem de 2,192x10^27 toneladas.

Então, conforme ele eventualmente ficar menor e continua a perder massa, ele continuará uma marcha muito lenta até entrar em colapso sobre si mesmo. Mas tu e eu estaremos tão, tão, tão, tão mortos antes que isso aconteça.

A matemática espacial é assustadora quando realmente consideras o quão grande tudo é e há quanto tempo tudo existe. Mas sim, 4 milhões de toneladas de massa perdidas por segundo, e não é nem mesmo uma gota no oceano, já que o sol é 330.000 vezes maior que a terra.

Se o universo continua em expansão, sabe-se onde teria sido o epicentro do Big Bang?

O Big Bang não teve um epicentro. O Universo não começou a se expandir a partir de um ponto. Ele já era infinito e continua sendo. A expansão cósmica não é um aumento do tamanho do Universo e, sim, do afastamento entre seus lugares, sem que o conteúdo saia do lugar. O que era muito pequeno ao iniciar o Big Bang não era o Universo e sim o Universo Observável, que hoje tem um diâmetro de 92 bilhões de anos-luz, em torno de qualquer observador.

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O fato de o Sol continuar perdendo milhões de toneladas de massa não deveria provocar uma mudança na órbita da Terra?

Sim é verdade, nosso Sol continua perdendo milhões de toneladas de massa a cada segundo!

A questão é, o que para nós é uma quantidade enorme, comparado ao Sol é apenas cerca de 0,000000000000000000003%.

Em um ano inteiro, esse valor equivale a aproximadamente 0,00000000001%.

Então, supondo que a taxa atual de perda de massa seja sempre constante, em um bilhão de anos, o Sol não terá perdido mais do que 0,01% de sua massa.

Isso significa que o raio orbital da Terra, em cerca de um bilhão de anos, mudaria cerca de 13.000 quilômetros, o que é quase o diâmetro da Terra.

Sim, 13.000 km não são poucos, mas comparados com 150 milhões não são muitos.

E calcule que isso aconteceria em um bilhão de anos!

Portanto, podemos dizer com segurança que a perda de massa do Sol e seu efeito na órbita da Terra são bastante insignificantes.

Big Crunch

De acordo com uma teoria, quando o Universo atingir sua expansão máxima, ele entrará em colapso sobre si mesmo até formar um único ponto. Esse fenômeno é chamado de “Big Crunch” ou “colapso terminal”.

Atualmente, a massa total do universo é tão grande que a gravidade (= a curvatura do espaço-tempo causada pelo próprio Universo) desaceleraria cada vez mais sua fase de expansão. Até o dia em que essa fase pararia completamente para dar lugar a uma fase de contração também chamada de colapso.

Como se o Big Bang, que apareceu há 13,8 bilhões de anos, estivesse rebobinando para trazer o Universo de volta à sua singularidade original. Espaço e tempo simplesmente não existiriam mais. Garanto-lhe que esta é apenas uma das muitas possibilidades do fim do Universo. E mesmo que isso acontecesse não estaríamos mais lá para observá-lo.