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Buracos Negros

C5ca9433e528fd5739fa9555f7193dac?s=47 Rodrigo Nemmen
September 26, 2015

Buracos Negros

Aula sobre buracos negros (1 hora). Descrevo o que são buracos negros, como nascem e o seu papel no universo.

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Rodrigo Nemmen

September 26, 2015
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Transcript

  1. Rodrigo Nemmen Universidade de São Paulo 26 de Setembro 2015

    IAG CEU Buracos Negros rodrigonemmen.com @nemmen Crédito: NatGeo
  2. Rodrigo Nemmen Universidade de São Paulo 26 de Setembro 2015

    IAG CEU Buracos Negros rodrigonemmen.com @nemmen Crédito: NatGeo
  3. Universidade de São Paulo (USP) Instituto de Astronomia, Geofísica e

    Ciências Atmosféricas (IAG) 30 professores ~30 pós-doutores ~60 alunos de pós-graduação Estrelas Galáxias Planetas Buracos negros Cosmologia rodrigonemmen.com @astrorho
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  6. O governo brasileiro anunciou um pacote de contenção de gastos

    de US$7bi para tapar um imenso buraco negro na economia
  7. “O Enigma do Horizonte” 1997

  8. Créditos: Paramount, Golar, Impact Pictures

  9. Créditos: Paramount, Golar, Impact Pictures

  10. Créditos: Paramount, Golar, Impact Pictures

  11. Créditos: Paramount, Golar, Impact Pictures

  12. Jornada nas Estrelas 2009

  13. Créditos: Paramount Pictures, Spyglass Entertainment, Bad Robot

  14. Créditos: Paramount Pictures, Spyglass Entertainment, Bad Robot

  15. Definição: Uma região do espaço onde a velocidade de escape

    excede a velocidade da luz O que é um buraco negro?
  16. Definição: Velocidade necessária para escapar da atração gravitacional de um

    objeto Velocidade de escape
  17. Crédito: Hubblesite Velocidade de escape depende da gravidade do objeto

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  26. Velocidade de escape na Terra: 11 quilômetros por segundo

  27. Velocidade de escape na Terra: 11 quilômetros por segundo Quanto

    menor um astro, maior a velocidade de escape
  28. Qual é o limite de velocidade no universo?

  29. Qual é o limite de velocidade no universo?

  30. Qual é o limite de velocidade no universo? 300.000 Km/s

    Velocidade da luz:
  31. O que é um buraco negro? Objeto suficientemente pesado e

    compacto tal que a velocidade de escape é maior que a velocidade da luz Uma vez dentro, nada escapa
  32. O que é um buraco negro? Objeto suficientemente pesado e

    compacto tal que a velocidade de escape é maior que a velocidade da luz Uma vez dentro, nada escapa
  33. O que é um buraco negro? Objeto suficientemente pesado e

    compacto tal que a velocidade de escape é maior que a velocidade da luz Uma vez dentro, nada escapa
  34. O que é um buraco negro? Uma vez dentro, nada

    escapa Objeto suficientemente pesado e compacto tal que a velocidade de escape é maior que a velocidade da luz
  35. O que é um buraco negro? Uma vez dentro, nada

    escapa Objeto suficientemente pesado e compacto tal que a velocidade de escape é maior que a velocidade da luz Sogro Sogra
  36. O que é um buraco negro? Uma vez dentro, nada

    escapa Objeto suficientemente pesado e compacto tal que a velocidade de escape é maior que a velocidade da luz
  37. O que é um buraco negro? Uma vez dentro, nada

    escapa Objeto suficientemente pesado e compacto tal que a velocidade de escape é maior que a velocidade da luz
  38. O que é um buraco negro? Uma vez dentro, nada

    escapa Objeto suficientemente pesado e compacto tal que a velocidade de escape é maior que a velocidade da luz 7x1
  39. O que é um buraco negro? Uma vez dentro, nada

    escapa Objeto suficientemente pesado e compacto tal que a velocidade de escape é maior que a velocidade da luz
  40. O que é um buraco negro? Uma vez dentro, nada

    escapa Objeto suficientemente pesado e compacto tal que a velocidade de escape é maior que a velocidade da luz
  41. O que é um buraco negro? Uma vez dentro, nada

    escapa Objeto suficientemente pesado e compacto tal que a velocidade de escape é maior que a velocidade da luz
  42. O que é um buraco negro? Uma vez dentro, nada

    escapa Objeto suficientemente pesado e compacto tal que a velocidade de escape é maior que a velocidade da luz
  43. Qual a estrutura de um buraco negro?

  44. Horizonte de eventos

  45. Horizonte de eventos

  46. Thorne; W. W. Norton & Company; Double Negative visual FX

    team
  47. Thorne; W. W. Norton & Company; Double Negative visual FX

    team
  48. Thorne; W. W. Norton & Company; Double Negative visual FX

    team
  49. Thorne; W. W. Norton & Company; Double Negative visual FX

    team
  50. Buracos negros não sugam tudo ao seu redor: apenas o

    que está suficientemente próximo da sua superfície
  51. Buracos negros não sugam tudo ao seu redor: apenas o

    que está suficientemente próximo da sua superfície
  52. Como nascem os buracos negros?

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  61. Quais os tipos de buracos negros?

  62. Duas populações de buracos negros Supermassivos 106-1010 massas solares um

    no núcleo de cada galáxia
  63. Duas populações de buracos negros Supermassivos 106-1010 massas solares um

    no núcleo de cada galáxia 5-20 massas solares ~107 por galáxia Estelares
  64. Centenas de milhões de buracos negros estelares somente na nossa

    galáxia Massas ~ 10 M Sol Raios ~ 30 km O BN estelar mais próximo da Terra chama-se V 4641 e está a 1600 anos-luz de distância
  65. 1 ano-luz = 9 trilhões de km = 60.000 a

    distância Terra-Sol X 25.000 anos-luz de distância Sistema Solar
  66. 10 dias-luz = 260 bilhões de km buraco negro O

    centro da Nossa Galáxia hospeda o buraco negro supermassivo mais próximo: Sagitário A* Ghez, Schödel, Genzel et al.
  67. massa do buraco negro central = 4✕106 massas solares O

    centro da Nossa Galáxia hospeda o buraco negro supermassivo mais próximo: Sagitário A* Ghez, Schödel, Genzel et al.
  68. Quão grandes eles são?

  69. Raio de um buraco negro:

  70. Se a Terra virasse um buraco negro, qual o tamanho?

    R = 6367 km R = ??
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  72. Buraco negro com a massa do Sol: 300000 MTerra Raio

    = 3 km
  73. Buraco negro Massa = 109 Sóis Buraco negro Raio =

    10 U.A.
  74. Buraco negro Massa = 109 Sóis Buraco negro Raio =

    10 U.A.
  75. Como “enxergamos” os buracos negros?

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  77. None
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  80. Crédito: ESO Discos de acreção ao redor dos buracos negros:

    emitem intensa luz
  81. Crédito: ESO Discos de acreção ao redor dos buracos negros:

    emitem intensa luz
  82. Crédito: ESO

  83. Galáxias ativas

  84. Crédito: BBC Viagem a um buraco negro supermassivo no centro

    de uma galáxia “ativa”
  85. None
  86. Quasares: Galáxias “hiperativas”, buracos negros super-alimentados Telescópio Espacial Hubble (NASA)

    - Óptico/Ultravioleta
  87. antes de cruzar o horizonte de eventos depois de cruzar

    o horizonte de eventos
  88. antes de cruzar o horizonte de eventos depois de cruzar

    o horizonte de eventos
  89. antes de cruzar o horizonte de eventos depois de cruzar

    o horizonte de eventos
  90. Crédito: NatGeo Buraco negro no olho de “tornados magnéticos” que

    produzem jatos de partículas
  91. Crédito: NatGeo Buraco negro no olho de “tornados magnéticos” que

    produzem jatos de partículas
  92. M87 Hercules A 3C 31 Fotos de rádio galáxias: jatos

    produzidos por buracos negros supermassivos
  93. Crédito: NASA GSFC

  94. None
  95. “Galáxia da Morte” 3C321 atirando contra a galáxia vizinha Evans

    et al. 2007 3C321
  96. Impacto dos buracos negros no universo

  97. Credit: NASA Tombesi et al. 2015, Nature Ejeções dos buracos

    negros supermassivos: afetam o destino das suas galáxias hospedeiras
  98. Credit: NASA Tombesi et al. 2015, Nature Ejeções dos buracos

    negros supermassivos: afetam o destino das suas galáxias hospedeiras
  99. None
  100. None
  101. 20 at IAG at IAG • GMT: Giant Magellan Telescope

    • LLAMA: Large Latin-America Array • CTA mini-array Fermi Chandra GMT CTA ALMA Hubble Gemini Caça de buracos negros no universo Swift
  102. 20 at IAG at IAG • GMT: Giant Magellan Telescope

    • LLAMA: Large Latin-America Array • CTA mini-array Fermi Chandra GMT CTA ALMA Hubble Gemini Caça de buracos negros no universo Swift 5 150 sis, ...
  103. Aprisionam luz dentro do horizonte de eventos Rodeados de discos

    de gás (discos de acreção) Podem ejetar gás! 2 populações: supermassivos e estelares Galáxias ativas: Buracos negros supermassivos no centro alimentados de gás Jatos relativísticos observados nas rádio galáxias Impacto dos buracos negros: Objetos mais brilhantes do universo (quasares e GRBs) Controlam o destino das suas galáxias hospedeiras Sumário: Buracos Negros
  104. Astrofísica dos buracos negros: teoria e observações Centaurus A μquasares

    4 I.F.Mirabel Fig.1.2 TheBritishjournalNatureannouncedonJuly16,1992thediscoveryofamicroquasarin the Galactic center region [22]. The image shows the synchrotron emission at a radio wavelength 1E1740.7-2942 3C 223 AGN Gamma-ray bursts Oportunidades para alunos de IC, mestrado e doutorado Rodrigo Nemmen rodrigo.nemmen@iag.usp.br
  105. Astrofísica dos buracos negros: teoria e observações Centaurus A μquasares

    4 I.F.Mirabel Fig.1.2 TheBritishjournalNatureannouncedonJuly16,1992thediscoveryofamicroquasarin the Galactic center region [22]. The image shows the synchrotron emission at a radio wavelength 1E1740.7-2942 3C 223 AGN Gamma-ray bursts Oportunidades para alunos de IC, mestrado e doutorado Rodrigo Nemmen rodrigo.nemmen@iag.usp.br
  106. None
  107. Director’s Cut

  108. Gravidade Pressão Buracos negros se formam a partir do colapso

    gravitacional das estrelas
  109. Massa > 3 M Sol

  110. Colapso gravitacional Massa > 3 M Sol

  111. Supernova Colapso gravitacional Massa > 3 M Sol

  112. Supernova Colapso gravitacional Buraco negro Massa > 3 M Sol