Galáxias PDF - Capítulo 11

Capítulo 11 Galáxias e estrelas 11 Objetivos do capítulo Neste capítulo, serão estudadas al- gumas características das galáxias e Galáxias e estrelas das estrelas; as maneiras de interpretar o céu d...

Capítulo 11 Galáxias e estrelas 11 Objetivos do capítulo Neste capítulo, serão estudadas al- gumas características das galáxias e Galáxias e estrelas das estrelas; as maneiras de interpretar o céu desenvolvidas por alguns povos ao longo da história; as estruturas que existem no Universo; e de forma simpli- ADLC/Shutterstock ficada, o surgimento e desenvolvimen- to das estrelas, como o Sol. Por fim, se- rão apresentadas algumas tecnologias que permitem ao ser humano explorar o espaço. Habilidades da BNCC EF09CI14 EF09CI15 EF09CI17 Orientações didáticas Proponha aos estudantes que obser- vem a figura 11.1. Questione-os sobre o que ela representa, estimulando-os a relatar situações em que já presencia- ram o nascer do sol. Ao final da análise da imagem, pro- ponha aos estudantes que registrem as respostas do Já pensou?. Essas respos- tas podem ser retomadas, corrigidas e 11.1 Nascer do sol no Rio de Janeiro (RJ), 2020. complementadas ao final do capítulo. Essa é uma forma de avaliar a constru- Já pensou? Respostas do Já pensou? nas Orientações didáticas. ção do conhecimento do capítulo pe- NÃO ESCREVA NO LIVRO. lo estudante. ⓿ Qual é a diferença entre uma galáxia e uma constelação? ⓿ O que é um ano-luz? ⓿ Por que o Sol parece maior do que as estrelas que vemos no céu à noite? ⓿ O Sol vai ter sempre o aspecto que observamos hoje? Será que ele vai brilhar para sempre? Para os seres humanos e para os demais seres vivos da Terra, o Sol é, sem dúvida, a estrela mais impor- tante do Universo. Sem a luz solar não haveria, por exemplo, a fotossíntese – um processo fundamental para a vida na Terra. Com o desenvolvimento da Astronomia descobrimos, no entanto, que o Sol é apenas uma dentre o imenso número de estrelas do Universo. E ainda que, a distância, possam parecer pequenos pontos lumino- sos, muitas estrelas são bem maiores que o Sol. Neste capítulo, você vai saber mais sobre como diferentes culturas interpretam o céu e como o conheci- mento científico permitiu conhecer galáxias e estrelas que formam o Universo. No próximo capítulo, vamos conhecer a estrutura e a composição do Sistema Solar, onde estamos situados. 250 Reprodução do Livro do Estudante em tamanho reduzido. Respostas do J‡ pensou? ⓿ Uma galáxia é um conjunto de estrelas, gases, poeira e outros corpos unidos pela força gravitacional. Uma constelação é uma região do céu observada da Terra. ⓿ Ano-luz é uma medida de distância e não de tempo: um ano-luz é a distância percorrida pela luz no vácuo em um ano. ⓿ O Sol parece maior porque as outras estrelas estão muito mais distantes de nós do que o Sol. ⓿ O Sol vai passar por muitas transformações e, daqui a alguns bilhões de anos, vai se apagar. Acredita-se que ele esteja na metade de seu ciclo atualmente. 250  1 As constelações Orientações didáticas Para iniciar o trabalho com o tópico, As primeiras observações do céu eram feitas a olho nu, pois ainda não exis- Telescópio: do grego telos, sugerimos que pergunte aos estudan- tiam telescópios – eles passaram a ser usados como instrumentos astronômi- que significa “afastado”, e skopeo, “examinar”. tes o que é uma constelação, se co- cos no início do século XVII. O telescópio tem lentes ou espelhos que ampliam a nhecem alguma e se são capazes de imagem de objetos distantes do observador. identificá-la no céu. Provavelmente eles Na Antiguidade, quando os primeiros povos passaram a observar as estrelas, já ouviram falar de algumas constela- eles tinham a mesma impressão que temos hoje ao olhar para o céu sem nenhum ções; no entanto, a identificação delas instrumento: as estrelas parecem estar todas à mesma distância da Terra e fixas A palavra planeta deriva no céu pode ser menos frequente entre umas em relação às outras. Além da Lua, outros corpos pareciam vagar em meio da expressão grega os estudantes. às estrelas, e foram chamados planetas. asteres planetai, que significa "estrelas errantes, Explique que a imagem formada e o Usando observações e a imaginação, o ser humano relacionou agrupamentos estrelas que vagam". nome de cada constelação estão rela- de estrelas com algumas figuras que facilitavam a sua identificação no céu. São cionados a crenças de diferentes cultu- figuras de animais, como o urso, o lobo e o corvo; de objetos, como a cruz e a ba- Mitos são lendas que ras, como os gregos e os indígenas bra- lança; e de seres ou heróis mitológicos. Esses agrupamentos de estrelas formando fazem parte de uma sileiros, que observavam um conjunto desenhos foram chamados de constelações. Veja a figura 11.2. cultura e trazem reflexões sobre aspectos da vida de estrelas no céu e imaginavam as humana e da natureza. imagens que poderiam formar. Este tó- Marzolino/Shutterstock A mitologia greco-romana pico é oportuno para trabalhar com a tem grande influência no mundo ocidental, e habilidade EF09CI15. alguns exemplos de Comente com os estudantes que o figuras dessa mitologia desenvolvimento da agricultura está são o centauro, que é metade homem e metade atrelado ao interesse do ser humano cavalo; o Pégaso, que é em conhecer o céu. Ao observar os ci- um cavalo alado; e clos do céu, as civilizações antigas defi- Hércules, que é um herói niram os ciclos de plantio e de colheita. com aparência humana e força extraordinária. Tal conhecimento também possibilitou expandir a navegação e desenvolver calendários. 11.2 Representação artística das constelações observadas nos hemisférios norte e sul. Constelações como guias Há muito tempo se sabe que os corpos celestes aparecem no lado leste do horizonte, percorrem todo o céu e se escondem no lado oeste; o movimento da esfera celeste se deve ao movimento de rotação da Terra. De maneira análoga, as constelações visíveis em determinado período pare- cem mudar de posição com o passar dos meses; esse movimento ocorre como Imagine que você precisa consequência da translação da Terra. explicar para um amigo, Assim, as estrelas eram utilizadas como guias para a navegação, servindo de que não conhece o local e não tem mapa, onde fica pontos de referência. sua casa. Os pontos de Essas observações ajudaram o ser humano a marcar o tempo para prever referência podem ser os períodos de chegada das chuvas e para definir melhores épocas para caça determinada praça, e pesca, assim como para plantar e colher os alimentos. Em vários lugares do mercado ou farmácia, por exemplo. mundo, por exemplo, a plantação é feita na primavera e a colheita, no outono. 251 251 Orientações didáticas Já nas regiões que ficam próximas do equador, costuma ser mais importante observar os períodos com mais ou menos chuva, já que as estações do ano não Um ponto que vale ressaltar para os são bem diferenciadas. Com a definição desses períodos, o ser humano conse- estudantes é o fato de que as constela- guiu também elaborar calendários, usados para marcar o tempo. Aliás, como ções definidas atualmente pelos astrô- são as estações do ano na região em que você vive? nomos não estão espaçadas uniforme- Atualmente, os astrônomos convencionaram dividir o céu em 88 regiões ou mente, como pode aparecer em alguns partes correspondentes a 88 constelações, conforme foram descritas e deno- livros ou imagens. minadas pelos gregos antigos. Veja na figura 11.3 uma constelação que pode As estrelas – com exceção do Sol – ser vista facilmente no Brasil, dependendo da época do ano: a constelação do estão muito distantes da Terra e a posi- Cruzeiro do Sul. ção delas no céu, umas em relação às Devido ao formato esférico da Terra, algumas constelações só podem ser Povos que vivem em outras, é praticamente fixa. Para efei- vistas em um dos hemisférios terrestres. A constelação do Cruzeiro do Sul, por diferentes latitudes tos práticos, portanto, podemos imagi- exemplo, não pode ser vista por quem está na Europa. Se a Terra fosse plana, observam o céu de diferentes pontos nar que todas essas estrelas estão fixas veríamos a mesma parte do céu de qualquer lugar do planeta. de vista, e essas em uma esfera ao redor da Terra. É a As interpretações dos fenômenos celestes variam de acordo com a cultura observações são chamada esfera celeste. e a época. Entre outros motivos, devido à diferente localização geográfica de incorporadas no conjunto cada grupo humano. de conhecimentos locais, A temática sobre os diferentes tipos o que leva a variadas de representação das constelações e interpretações. A B Fotos: Pike-28/Shutterstock os mitos em diferentes culturas permi- tem ao estudante desenvolver a com- 11.3 As estrelas que formam petência geral 3 da BNCC, referente determinada constelação à valorização das diversas manifesta- se encontram a diferentes ções artísticas e culturais, das locais às distâncias da Terra. Nós temos mundiais. a impressão de que elas estão próximas umas das outras e traçamos as linhas imaginárias, formando Na tela desenhos. Em A, estrelas da Stellarium constelação Cruzeiro do Sul e, https://stellarium.org/pt/ em B, as linhas imaginárias que formam o desenho Se possível, faça o download do da constelação. software Stellarium, que possibilita analisar o céu de forma semelhante No Brasil, os indígenas da etnia Guarani identificam no céu constelações im- a um planetário. Projete as imagens portantes; por exemplo, a constelação da Ema ocupa a mesma região do céu para a turma. Esse recurso oferece a onde estão a do Cruzeiro do Sul e a de Escorpião; e a constelação do Homem Ve- possibilidade de analisar as conste- lho está na mesma região das constelações de Touro e de Órion. Veja a figura 11.4. lações conforme diferentes culturas, Quando a constelação da Ema surge ao leste no anoitecer, essa localização promovendo a mobilização dos conhe- indica o início do inverno para os Guarani do sul do Brasil e o começo da esta- cimentos para solucionar problemas ção seca para as comunidades indígenas do norte do Brasil. Já a constelação do 11.4 Na mitologia grega, de forma eficiente a partir do uso da Homem Velho aparecendo ao leste, na segunda quinzena de dezembro, indica o Órion era um caçador tecnologia, explorando o tema de forma início do verão no sul e o começo das chuvas no norte do país. que foi transformado em crítica, criativa e estratégica. constelação por Zeus após Acesso em: 21 mar. 2022. sua morte. Allexxandar/Shutterstock vchal/Shutterstock Na tela Construção de uma maquete tridimensional fosforescente da constelação de Órion https://www.relea.ufscar.br/index. php/relea/article/view/320 Para conhecer uma proposta para a construção de uma maquete tridimen- 252 sional fosforescente da constelação de Órion, acesse o site. Reprodução do Livro do Estudante em tamanho reduzido. Acesso em: 21 mar. 2022. Atividade complementar O céu é dividido em 88 constelações, segundo a União Astronômica Internacional. Considerando esse dado, po- de ser proposta uma pesquisa sobre aquelas que são mais visíveis e fáceis de identificar no céu (Órion, Cruzeiro do Sul, Cão Maior, entre outras) da região onde fica a escola. Pode ser feita também uma pesquisa sobre as constela- ções que fazem parte do zodíaco. Uma referência para a pesquisa está disponível em: http://www.observatorio.ufmg. br/dicas13.htm. Acesso em: 21 mar. 2022. 252  Orientações didáticas Solicite aos estudantes que leiam o ck texto da seção Ciência e história. Em Calendários antigos y/S hu tte rsto seguida, questione-os sobre qual ele- ph gra Registros de mais de 5 000 anos indicam que muitas civilizações se -Ph oto mento do nosso calendário caracteri- SL valeram dos fenômenos celestes para fazer calendários e medir a pas- za os anos, os meses e os dias. Caso sagem do tempo. Os primeiros calendários foram construídos a partir eles não saibam responder, explique, dos movimentos da Lua e do Sol e, em certos aspectos, ainda o são. rapidamente, que o ano é definido co- O calendário ocidental adotado atualmente, por exemplo, tem mo o tempo que a Terra leva para dar como base os movimentos do Sol e deriva do calendário criado pelos uma volta completa ao redor do Sol; os romanos no século VIII a.C. Já os calendários islâmico, judaico e chinês meses estão relacionados com o movi- têm como base os movimentos da Lua. mento da Lua ao redor da Terra, mas, Veja na figura 11.5 um calendário solar, conhecido como Pedra do Sol, no calendário que usamos atualmente usado pela civilização asteca, que ocupava a região central e sul do atual – o calendário gregoriano –, a sincronia México. O Império Asteca teve seu auge nos séculos XV e XVI. Acredita-se dos meses com o ciclo de fases da Lua 11.5 Pedra do Sol, calendário asteca foi perdida; e o dia é o tempo que a Ter- que esse calendário era usado para determinar as estações do ano e as exposto no Museu Nacional de atividades agrícolas. Nele, o ano era dividido em 18 meses de 20 dias. Além Antropologia na Cidade do México ra leva para dar uma volta ao redor de do calendário solar, usava-se um calendário ritual, com uma contagem di- (México). Foto de 2020. seu eixo, tendo o Sol como referência. ferente de tempo, e que era usado para fazer previsões sobre o futuro. Comente que os calendários utiliza- No Brasil, no estado do Amapá, foi descoberto em 2006 um possível observatório construído dos pelas diferentes culturas podem ser por povos indígenas que habitavam o local há mais de 1 000 anos. Ele demarcaria alguns fenôme- do tipo solar, lunar ou lunissolar, ou se- nos celestes, como o solstício de verão (22 de dezembro) e o solstício de inverno (21 de junho). Veja ja, levam em consideração os movimen- a figura 11.6. tos do Sol e/ou da Lua. A construção Esse observatório foi chamado “Stonehenge da Amazônia”, em comparação com o Stonehenge de muitos calendários também teve in- da Inglaterra, um monumento de pedras cujo centro aponta o local em que o Sol nasce durante fluência religiosa, considerando even- o solstício de verão (21 de junho). tos festivos importantes. Aproveite es- A percepção dos ciclos dos dias e das noites, e das diferentes estações não orientou somente se contexto para o desenvolvimento da a subsistência indígena por meio das atividades de coleta, pesca, caça e lavoura. A visão indígena habilidade EF09CI15. do Universo também engloba fatores tão amplos quanto seus valores e tradições. As leituras que diferentes povos têm do céu envolvem linguagem, sistemas de classificação, rituais e outros costumes complexos. Fonte: elaborado com base em “STONEHENGE da Amazônia”, o observatório astrológico erguido há mais de mil anos na floresta. BBC Brasil. Disponível em: https://www.bbc.com/portuguese/noticias/2015/12/151221_amazonia_ stonehenge_vale_rb. Acesso em: 21 mar. 2022. AFONSO, G. B. As Constelações Indígenas Brasileiras. Disponível em: www.telescopiosnaescola.pro.br/indigenas.pdf. Acesso em: 30 maio 2022. Dado Galdieri/The New York Times/Fotoarena 11.6 Monumento construído há mais de 1 000 anos por povos indígenas, provavelmente para demarcar alguns fenômenos celestes, no Amapá, 2016. 253 253 Orientações didáticas 2 As origens Para iniciar a abordagem da origem Como apresentado, o ser humano sempre buscou entender os fenômenos do Universo, explique aos estudantes que observa; daí surgiram explicações sobre a origem do Universo, do Sistema que o ser humano sempre teve curiosi- Solar e da Terra. Cada sociedade tem sua própria maneira de explicar essas dade de entender os fenômenos ao seu questões, que podem envolver símbolos, códigos e observações sobre como redor, sendo esse interesse responsável por tantos avanços nas ciências, não só devemos nos comportar e sobre valores morais. As explicações das origens do na Astronomia, mas também na Física, Universo fazem parte da cultura e da identidade de um povo e, por vezes, se na Química e na Biologia. misturam a manifestações religiosas. É fundamental respeitar qualquer mani- festação cultural ou religiosa. Pergunte aos estudantes se eles já Para os povos indígenas da etnia Guarani, o mundo foi criado por uma di- conheciam os diferentes povos originá- vindade chamada Ñane Ramõi Jusu Papa (“Nosso grande avô eterno“, na língua rios mencionados no texto; ou se suas guarani). Essa divindade constituiu a si própria a partir do Jasuka, uma subs- famílias também apresentam tradições tância com qualidades criadoras de onde também veio sua esposa, Ñande Jari que são passadas oralmente dos mais (“Nossa Avó”). Ela então criou a Terra, o céu e as matas. velhos para os mais novos. Essa abor- dagem deve facilitar o desenvolvimento Os mitos variam de acordo com a etnia indígena. Eles podem ser passados da habilidade EF09CI15. através das gerações de forma oral (tradição oral). Veja a figura 11.7. É importante que os estudantes per- Fabio Colombini/Acervo do fotógrafo cebam que as tentativas de explicar os fenômenos observáveis no céu remon- tam à Antiguidade. Um dos legados desse período histórico para a Astrono- mia são os nomes dados aos planetas e às constelações mais visíveis no he- misfério norte, em homenagem a perso- nagens da mitologia greco-romana, que 11.7 Cacique de uma comunidade foram mantidos até hoje. indígena Xavante ensinando a dança e o canto de roda a um grupo de crianças, Campinápolis (MT), 2021. A tradição oral é uma das formas de transmitir mitos e lendas entre as gerações. Para os navajos, povo indígena da América do Norte, Tsohanoai é o deus com forma humana que carrega o Sol às costas, todos os dias, através do céu. Já os aborígines da Austrália descrevem o começo da Terra como uma planície nua, onde tudo era escuro, sem vida. Biblioteca Segundo a mitologia grega, no início havia o vazio, a ausência de tudo, o Como surgiu: Mitos chamado Caos. Do Caos, surgiu Gaia (a Terra), algo existente e estável – o con- indígenas brasileiros, trário do Caos. Surgiram também Eros, que representa o impulso do Universo, de Daniel Munduruku. e uma série de outros elementos: o Tártaro (debaixo da Terra), o Hérebo (as Editora Callis, 2011. trevas), Nix (a noite), Hemera (o dia), entre outros. Livro ilustrado que conta um Nessa mitologia, incorporada posteriormente à mitologia romana, Apolo, filho pouco da história dos de Zeus (o maior dos deuses), é o deus das artes, da poesia e da música. Na mi- povos indígenas. tologia greco-romana, os planetas também são divindades. A maioria dos nomes atribuídos por gregos e romanos aos planetas foi mantida pelos astrônomos. Veja, a seguir, uma explicação para os nomes dos planetas do Sistema Solar (o primeiro nome faz parte da mitologia romana, e o segundo, da mitologia grega). 254 Reprodução do Livro do Estudante em tamanho reduzido. Biblioteca O livro mostra como as comunidades indígenas fizeram ob- servações sistemáticas do céu, criando calendários e outras aplicações dessas observações. GALDINO, Luiz. A Astronomia indígena. São Paulo: Nova Alexandria, 2011. 254  ⓿ Mercúrio (Hermes) é o mensageiro dos deuses. O planeta recebeu esse nome provavel- Orientações didáticas mente por ter no céu o movimento aparente mais rápido do que o de outros planetas. Promova uma leitura coletiva do no- ⓿ Vênus (Afrodite) é a deusa da beleza e do amor. O planeta aparece ocasionalmente como me dos planetas e seu significado. So- o ponto mais luminoso no céu — depois do Sol e da Lua —, ao amanhecer e ao entardecer. licite aos estudantes que pesquisem e ⓿ A Terra é o único planeta cujo nome não deriva da mitologia greco-romana e seu nome varia relacionem as características do pla- de um idioma para outro. O nome “Terra” vem do latim ters, em referência à terra firme, em neta com as características mitológi- oposição ao mar. Corresponde à divindade Telo (para os romanos) e Gaia (para os gregos). Na cas que deram origem ao seu nome. mitologia, Gaia surgiu do Caos, no início do Universo, e dela originaram-se os outros deuses. Se possível, organizem as informações ⓿ Marte (Ares) é o deus da guerra, e o planeta recebeu esse nome possivelmente devido em cartazes para deixar expostos para a uma associação com a sua cor avermelhada (que lembra a cor do sangue). a comunidade escolar. ⓿ Júpiter (Zeus) é o mais importante dos deuses nas mitologias grega e romana. Provavel- Explique aos estudantes que os dias mente, seu nome foi escolhido por ser o maior dos planetas do Sistema Solar. O planeta da semana, em alguns idiomas, estão Júpiter se movimenta lentamente e em trajetória regular. associados ao nome dos astros cuja descoberta é mais antiga. Uma exce- ⓿ Saturno (Cronos) é o deus do tempo e pai de Júpiter. Esse é o mais lento dos planetas ção ocorre no português: inicialmente, visíveis a olho nu. Reprodução/https://stellarium.org/pt/ os dias da semana estavam relaciona- ⓿ Urano não era reconhecido como planeta até dos aos planetas, mas, posteriormen- 1781, quando foi assim caracterizado. Rece- te, foram alterados por outras influên- beu o nome do pai de Cronos e avô de Zeus. Júpiter Lua cias culturais. ⓿ Netuno (Poseidon) é o deus das águas. Des- Neste momento, pode-se propor aos coberto em 1846, o planeta recebeu esse estudantes que façam a atividade 2 do nome talvez por sua coloração azulada. Ponto de checagem. ⓿ Plutão (Hades) é o deus dos mortos. Des- Marte coberto em 1930, hoje não é mais classifi- cado como planeta, mas como um plane- ta-anão, como veremos no próximo capítu- lo. Os satélites do Sistema Solar também Vênus têm nomes que derivam das mitologias greco-romana, nórdica, havaiana, inuíte e rapanui, e de personagens de grandes clássicos da literatura universal. 11.8 Nesta imagem, que simula o aspecto do céu de 4 de dezembro A seguir, serão abordadas as explicações de 2015 na cidade do Rio de Janeiro (RJ), às 18 h 38 min, vemos científicas para a origem do Universo, das estre- Vênus, Marte e Júpiter no céu ao mesmo tempo. Imagem obtida las e do Sistema Solar. com o software Stellarium. Para saber mais Formação da Via Láctea pelos Africanos: caminho das estrelas. Você conhece alguma lenda sobre a origem do mundo? O conto africano “O Sol e a Lua” narra como esses astros viviam juntos na Terra e acabaram separados. Sobre a Via Láctea, etnias africanas a chamam de “Caminho de Estrelas”, e dizem que ela organiza o céu e faz com que o Sol retorne ao lado leste ao amanhecer. De acordo com um dos mais famosos mitos africanos, a Via Láctea foi criada por uma menina da “raça antiga” que, há muitos e muitos anos, jogou as cinzas de sua fogueira para cima, fazendo uma estrada na escuridão do céu, para guiar de volta para casa um caçador que estava perdido. Depois, a menina criou as estrelas brilhantes lançando raízes no céu, sendo que as estrelas brancas estão prontas para serem comidas, mas as vermelhas são raízes velhas, não comestíveis. Fonte: elaborado com base em AFONSO, G. Relações Afro-indígenas. Scientific American Brasil. Disponível em: http://www.mat.uc.pt/mpt2013/files/brasil_outros_GA.pdf. Acesso em: 27 maio 2022. OUÇA o conto africano "O Sol e a Lua", uma adaptação de Manu Chagas. R‡dios EBC. Disponível em: https://radios.ebc. com.br/bibi-vem-historia-ai/2019/08/ouca-o-conto-africano-o-sol-e-lua-uma-adaptacao-de-manu-chagas. Acesso em: 30 maio 2022. 255 Na tela Astronomia cultural: os mitos Africanos e sua potencialidade enquanto recursos didáticos https://sab-astro.org.br/wp-content/uploads/2020/01/ SNEA2018_TCP74.pdf Artigo sobre os mitos africanos com histórias da origem do Sol, da Lua, do Universo e da vida na Terra. Acesso em: 25 abr. 2022. 255 Orientações didáticas 3 Estrelas e galáxias Comente com os estudantes que um grande avanço na área da Astronomia Você já ouviu dizer que quando olhamos para as estrelas, o que vemos é o aconteceu quando Galileu Galilei apon- passado delas? Se a estrela estiver muito longe, mas muito longe mesmo, ela tou uma luneta para o céu, pois, com pode nem mais existir na forma como a vemos hoje. Como isso é possível? ela, o astrônomo pôde constatar que a O Sol e todas as outras estrelas emitem luz. Quando observamos uma Via Láctea, mancha leitosa que vemos estrela, o que vemos é a luz emitida por ela no espaço. Veja a figura 11.9. Porém a no céu, é formada por estrelas, que Jú- luz leva certo tempo para ir de um ponto a outro: ela não se propaga instanta- Lembre-se de que, como piter apresenta luas e que a Lua apre- neamente, apesar de ser muito rápida. Como estudado no capítulo 9, no vácuo, as distâncias entre os senta superfície irregular. a luz viaja com a velocidade de cerca de 300 mil quilômetros por segundo. corpos celestes são enormes, demora muito Ao desenvolver a habilidade EF09CI14, para que a luz de uma Adriano Kirihara/Pulsar Imagens esclareça para os estudantes que ga- estrela chegue até nós. láxia é um grande sistema composto de bilhões de estrelas. Comente que as galáxias contêm grande quantidade de gás e poeira, formando estruturas de braços espirais nas quais novas estrelas são formadas. Outro aspecto curioso que vale ser ressaltado é o fato de a distância en- tre as estrelas e o planeta Terra ser tão grande que a luz emitida por elas demo- ra muitos anos para chegar ao planeta. Por isso, se uma estrela, ao concluir seu 11.9 As estrelas que observamos ciclo de vida, se apagar, o tempo que le- hoje podem já não existir. Na foto, uma pessoa observa vará para ela deixar de ser vista pelos estrelas no céu na Chapada dos observadores na Terra será proporcio- Veadeiros (GO), 2019. nal à distância que ela se encontra do planeta. Em outras palavras, podemos Veja este exemplo: a estrela mais próxima de nós depois do Sol, chamada dizer que vemos a luz de estrelas que Proxima Centauri, está a cerca de 40 trilhões de quilômetros da Terra. Por cau- podem já não existir mais. sa dessa enorme distância, a luz dessa estrela leva aproximadamente 4,2 anos Ao trabalhar este tópico, enfatize que para chegar aqui. o ano-luz é uma medida de distância, e Então, quando observamos essa estrela no céu, o que vemos é a luz emitida não de tempo. É possível que alguns es- por ela há 4,2 anos. Se neste exato momento essa estrela deixasse de existir, nós só deixaríamos de vê-la no céu daqui a 4,2 anos. No caso do Sol, que está a uma Essa distância média tudantes concluam erroneamente que entre a Terra e o Sol ano-luz é uma medida de tempo devi- distância média da Terra, cerca de 150 000 000 quilômetros, a luz emitida por corresponde à unidade de do ao prefixo “ano”; assim, certifique- ele leva cerca de 8 minutos para chegar à Terra. medida chamada unidade -se de que todos compreenderam cor- astronômica. retamente o conceito. A atividade 9 do O ano-luz Ponto de checagem pode ser feita co- Agora, imagine usar medidas em quilômetros para descrever as grandes dis- letivamente como forma de sanar possí- tâncias entre os astros. Seria ainda mais difícil do que usar milímetros para falar da veis dificuldades. Ainda que poucos es- distância entre duas cidades. Veja este exemplo: aproximadamente 4 480 000 000 tudantes expressem suas dúvidas, vale milímetros separam Manaus, no Amazonas, de Porto Alegre, no Rio Grande do Sul. a pena considerar que o conceito de ano-luz causa confusão para muitas Assim, devido à enorme extensão do Universo, os cientistas usam uma me- estudantes. dida mais prática para se referir a distâncias: o ano-luz. Um ano-luz é a distância que a luz percorre no espaço vazio no período de um ano. Isso dá cerca de 9,46 trilhões de quilômetros. Você acabou de ver que 256 Reprodução do Livro do Estudante em tamanho reduzido. Na tela Localizando as manchas solares http://www.if.ufrgs.br/ast/solar/portug/edu/sunspots.htm Mais orientações sobre a observação das manchas solares podem ser encontradas no site indicado. Acesso em: 21 mar. 2022. 256  a luz da estrela Proxima Centauri demora cerca de 4,2 anos para chegar à Terra. Orientações didáticas Dizemos, então, que essa estrela está a 4,2 anos-luz da Terra. Comente com os estudantes que Não confunda: quando falamos em anos-luz, estamos nos referindo à dis- uma das maneiras de diferenciar um tância, e não ao tempo. planeta de uma estrela é o fato de que as estrelas parecem estar piscando no Estrelas céu. Ao contrário dos planetas, que são As estrelas não são iguais; cada uma tem características próprias que per- corpos iluminados, as estrelas têm luz mitem identificá-la. Além disso, como os outros componentes do Universo, elas própria, que oscila ao passar pela at- não são eternas, apresentando um ciclo de nascimento, vida e morte. mosfera. Se julgar interessante, retome Mas como os cientistas podem analisar uma estrela? A resposta é: estudan- conceitos sobre as propriedades da luz do a luz que ela emite. vistas no capítulo 10 e proponha uma Você já deve ter notado que as estrelas parecem piscar no céu. Por que você pesquisa sobre o cintilar aparente das estrelas. acha que isso acontece? Já pensou também no motivo de as estrelas parecem O que acontece quando Enfatize que, com o desenvolvimen- ter brilhos diferentes umas das outras? você aproxima ou afasta to da ciência e de novos equipamen- As estrelas não piscam, mas a turbulência na atmosfera terrestre faz oscilar uma lanterna acesa a luz das estrelas que chega a nós. As estrelas parecem brilhar com intensidades de uma folha de papel tos, é possível obter informações so- diferentes porque têm tamanhos e idades diferentes e porque algumas estão branco? Quanto mais bre a composição química das estrelas, próxima a lanterna acesa permitindo a investigação mais acurada mais perto ou mais afastadas da Terra. estiver da folha, mais Analisando a luz das estrelas, os astrônomos são capazes de descobrir não ape- das características da origem e da evo- intensa será a iluminação. nas a que distância as estrelas estão, mas também a idade e a composição delas. É semelhante o que ocorre lução do Universo. na observação de estrelas A cor das estrelas captada no telescópio também dá uma ideia de sua tem- a diferentes distâncias peratura. As menos quentes são vermelhas; as mais quentes são amarelas ou da Terra. brancas; e aquelas que são ainda mais quentes são branco-azuladas. Podemos observar essa propriedade quando um metal é aquecido e começa a mudar de cor à medida que a temperatura aumenta: primeiro, ele fica ver- melho-escuro, depois vermelho brilhante e, em altas temperaturas, pode ficar amarelo ou branco. Veja a figura 11.10. Além da luz visível, os astrônomos estudam ondas de rádio, raios X e outras Estudamos os diferentes formas de radiação emitidas pelas estrelas. Todos esses estudos nos dão mui- tipos de radiação no tas informações sobre elas. capítulo 9. Para saber mais Adriano Kirihara/Pulsar Imagens Por que os planetas não cintilam como as estrelas? Já sabemos que a aparente cintilação das estrelas acontece pela turbulência da atmosfera terrestre. Como as estrelas estão muito distantes da Terra, a luz que vem delas penetra a atmosfera em um feixe de luz muito estreito, que sofre distorção de sua trajetória pelas variações atmosféricas. No caso dos planetas, a luz vem de muito mais perto e penetra a atmosfera em um cone de luz de vários metros de largura, menos susceptível a interferências na trajetória pela ação da atmosfera. É por isso que as estrelas parecem piscar, mas os planetas não. Os telescópios espaciais são mantidos em 11.10 O ferro, assim como outros metais, muda de cor ao ser órbitas além da atmosfera para captar imagens aquecido. Na foto, ferro fundido sendo retirado do forno em que não sofrem esse efeito de distorção. Presidente Prudente (SP), 2019. 257 257 Orientações didáticas O início e o fim das estrelas Pergunte aos estudantes o que eles As estrelas que observamos no céu sabem sobre a origem e a evolução das nem sempre existiram. Elas se formam e estrelas. Proporcione um ambiente fa- sofrem diversas transformações ao longo vorável à troca de ideias, de modo que do tempo. Por fim, elas deixam de existir, eles se sintam à vontade para expor transformando-se em outros corpos celes- suas hipóteses. tes e espalhando materiais que poderão Em seguida, desenvolva a habilidade formar novas estrelas e planetas. EF09CI17, explicando aos estudantes O processo de formação de uma es- que as estrelas são formadas de gás, trela tem início nas nuvens moleculares, poeira e alguns outros elementos. Esse grandes regiões interestelares de baixa material fica em forma de nuvens, de- temperatura, alta densidade e ricas em nominadas nebulosas, que, em razão hidrogênio molecular. Átomos e moléculas da gravidade, se aglutinam dando ori- Lukasz Pawel Szczepanski/Shutterstock de gases frios e poeira interestelar come- gem às estrelas. A evolução de uma es- çam a se agrupar por atração gravitacio- trela dependerá de sua massa inicial. nal, formando massas cada vez mais den- Explore coletivamente a figura sas e compactas. Veja figura 11.11. Esse é o 11.12, estimulando a leitura inferen- estágio de protoestrela, e a massa desse cial de imagens. Reforce, sempre que aglomerado será determinante para a de- necessário, que em ilustrações de As- finição do seu destino. tronomia, os tamanhos e distâncias A pressão e a temperatura no centro dessas massas ficam muito altas, che- 11.11 Pilares da criação, são geralmente representados fora de gando a vários milhões de graus Celsius. Nessas condições, ocorre o processo aglomerado de poeira e proporção. gás, localizado na Nebulosa de fusão nuclear, isto é, os átomos começam a se juntar, formando outros áto- de Águia. Estima-se que mos. A fusão do hidrogênio, por exemplo, dá origem a átomos de hélio. Note esse seja um dos berçários que não é uma reação química, mas um processo nuclear. de estrelas presentes no Universo. Nesse momento do processo, pode-se dizer que uma estrela “nasceu”, pois essa fusão produz enormes quantidades de energia sob a forma de radiações eletromagnéticas, inclusive a luz visível. Essa luz é a origem do brilho das estre- las que vemos da Terra. Liliya Butenko/Shutterstock Anã branca: cerca de 12 mil quilômetros de diâmetro. C A Sol atual: 11.12 Representação simplificada cerca de das fases da evolução de 1 392 000 estrelas de massa entre quilômetros 0,45 vezes e 8 vezes a massa Gigante vermelha: entre B de diâmetro. do Sol. (Elementos e distâncias 100 milhões e 200 milhões de representados em tamanhos quilômetros de diâmetro. não proporcionais entre si. Cores fantasia.) 258 Reprodução do Livro do Estudante em tamanho reduzido. molecular, dentro das quais existem as condições ne- Texto complementar – Nascimento de estrelas cessárias para o processo de contração que resultará na formação de estrelas. A forte radiação de estrelas […] em novembro de 1995, o [telescópio espa- recém-formadas dentro dessas nuvens empurra os cial] Hubble surpreendeu os astrônomos de todo o gases menos densos para longe, deixando à mostra mundo com imagens de uma estrutura nebular na as regiões centrais de formação de novas estrelas nas Nebulosa da Águia (Ml6), até então impensada (ela se regiões próximas às bordas das nuvens. [...] encontra a 7.000 anos-luz da Terra, na Constelação da Serpente). Nestas fotos é possível ver estrelas se for- CASAS, R. L.; MOURÃO, D. Nascimento de estrelas. UFMG: Observatório Astrômico Frei Rosário, Caeté, mando sem uma espessa nuvem de poeira em volta. 30 nov. 1998. Disponível em: As colunas que aparecem nestas fotos são como que http://www.observatorio.ufmg.br/pas06.htm. Acesso em: 22 mar. 2022. paredes de vastas nuvens de poeira e hidrogênio 258  Uma vez formadas, as estrelas passam por uma série de transformações que Orientações didáticas dependem de sua massa. Podemos ver as transformações que acontecem com Apresente aos estudantes como se estrelas de massas M até 8 vezes a massa do Sol (MSol) na figura 11.12, que de- dá a evolução das estrelas massivas e talharemos a seguir. menos massivas, como o Sol. Em se- Dito de forma simplificada, é assim que se estima que o Sol e o Sistema Solar guida, comente que as estrelas podem tenham sido formados, há 4,6 bilhões de anos. ser estudadas por categorias e que, ao Em A, a pressão gerada pela fusão nuclear no interior da estrela equilibra a observar determinadas imagens do es- pressão exercida pela gravidade. Todavia, é chegado um momento em que o paço, é possível notar regiões de brilho “combustível”, que é o hidrogênio, começa a faltar e o processo de fusão dimi- intenso, que correspondem a regiões nui. Então, a matéria começa a ser comprimida devido à força gravitacional e a de maior concentração de estrelas jo- estrela começa a diminuir de tamanho. vens, e regiões de menor brilho, que Essa contração faz a temperatura aumentar e o processo de fusão nuclear correspondem a regiões de maior con- passa a acontecer nas camadas mais externas. Essa nova fusão nuclear gera centração de estrelas mais velhas. um aumento de pressão suficiente para empurrar as camadas mais externas Se julgar pertinente, comente com da estrela para fora, aumentando seu tamanho e diminuindo sua temperatura. os estudantes que dentro das estre- A estrela se transforma, então, em uma estrela chamada gigante vermelha (B). las ocorre a fusão nuclear, uma reação Quando a fusão nuclear acabar, a estrela começará a esfriar e a se contrair, muito energética. Assim, estrelas mais até se transformar em um corpo chamado anã branca (C), com diâmetro próxi- jovens estão “queimando seu combus- mo ao da Terra. Reveja a figura 11.12. No estágio final, a estrela não emitirá mais tível” (elemento que sofre fusão) de luz, ficando invisível no céu. forma mais intensa e por isso emitem O Sol e as estrelas com até 8 vezes a sua massa passarão por mais uma maior brilho, ao contrário do que ocorre etapa antes de se tornarem uma anã branca: a nebulosa planetária, um objeto em estrelas mais velhas, que por con- celeste de forma esférica composta de gás e matéria remanescente. Em seu ta de sua idade, já queimaram a maior centro está a anã branca, e são os ventos de calor intenso que formam a ne- parte de seu combustível. bulosa planetária. Ao longo de 20 mil anos, ela se dissipará, deixando apenas a anã branca. Estrelas com massa maior que oito a vinte e cinco ve- Reprodução/NASA, ESA, J. Hester and A. Loll (Arizona State University) zes a do Sol têm um destino diferente: depois de origina- rem gigantes vermelhas, elas dão origem a uma explosão de supernova – uma fantástica explosão que lança gases no espaço e é capaz de brilhar tanto quanto bilhões de estrelas. Veja a figura 11.13. Depois da explosão de supernova, o destino da estre- la vai depender da massa que sobrou dela ou de sua mas- sa inicial. Se tiver sobrado cerca de até três vezes a massa do Sol ou se a massa inicial for de mais de 25 vezes a massa do Sol, ela pode se transformar em uma estrela de nêutrons: os prótons do núcleo do átomo se unem aos elétrons, formando nêutrons. Se tiver sobrado mais do que cerca de três vezes a massa do Sol, a força gravita- cional fará todas as partículas do átomo se combinarem, originando um buraco negro, um objeto de altíssima densidade. A atração gra- 11.13 A Nebulosa do Caranguejo é remanescente vitacional nas proximidades do buraco negro é tão forte que “suga” tudo o que de explosão de supernova passa por perto (como se fosse um “buraco” no espaço), incluindo a luz visível. localizada a 6 500 anos-luz Daqui a mais ou menos 5 bilhões de anos, em um processo muito lento, o Sol da Terra. No centro dela terá se transformado em uma gigante vermelha e, em mais 2,5 bilhões de anos, é possível visualizar a formação de uma estrela em uma anã branca. O diâmetro do Sol será cerca de 100 a 200 vezes maior que de nêutrons. Foto obtida o atual, e a temperatura nos planetas mais próximos do Sol (Mercúrio, Vênus por radiotelescópio. 259 259 Orientações didáticas e a Terra) vai aumentar de maneira extrema, a ponto de não haver mais água líquida na Terra: toda a água vai evaporar com o calor e a vida como é hoje não Comente com os estudantes que, poderá mais existir. Os gases da atmosfera também terão escapado da força além da galáxia onde se encontra o pla- da gravidade terrestre, perdendo-se no espaço. Talvez até lá tenhamos nos mu- neta Terra, existe um número imenso de dado para planetas mais distantes do Sol e com temperatura e outras condi- 11.14 Foto da galáxia galáxias espalhadas pelo Universo. Ha- Andrômeda. Estima-se que ções apropriadas à vida, como estudaremos no próximo capítulo. via a suposição de que poderiam existir essa galáxia tenha cerca de 200 bilhões de galáxias, mas dados re- 2,5 milhões de anos-luz de colhidos ao longo de duas décadas pe- Galáxias distância da Terra e contenha cerca de 1 trilhão de estrelas. lo telescópio Hubble indicam que esse Uma galáxia é um enorme aglomerado número pode ser de 2 trilhões – dez ve- Tragoolchitr Jittasaiyapan/Shutterstock de estrelas, nuvens de gás, poeira e outros zes mais do que se esperava. corpos celestes. Estima-se que o Universo Se possível, projete a figura 11.14 e contenha mais de 200 bilhões de galáxias. 11.15 e promova uma exploração cole- As galáxias possuem formas variadas. tiva. A concepção artística da Via Láctea Algumas são irregulares, e não lembram permite que os estudantes comparem nenhuma figura em particular; outras o tamanho do Sistema Solar indicado têm forma elíptica ou espiral, como é o pela seta com o da galáxia em que se caso da galáxia de Andrômeda. Veja a fi- situa a Terra, evidenciando a dimensão gura 11.14. macro do Universo. Embora não possamos ver de fora a forma da galáxia onde vivemos, pois não conseguimos nos distanciar o suficiente para sairmos dela, vários estudos indi- cam que ela tem a forma de uma espiral. Na representação da figura 11.15, é possível ver que o Sistema Solar, onde está a Terra, é um pequeno ponto na Via Láctea. Os nomes variam porque "Via Láctea" significa “caminho de leite”, e a galáxia recebeu esse nome por- diferentes culturas interpretam fenômenos que, quando observada da Terra, parece uma longa mancha leitosa no céu. Esse de maneira diversa. Você nome foi dado pelos gregos da Antiguidade, mas indígenas do Pará, por exem- já percebeu, por plo, chamam essa faixa branca por outro nome: “caminho da anta”. exemplo, como muitos Nas galáxias, o que "une" os corpos celestes (ou astros) é a força gravita- alimentos recebem outros nomes nas diversas cional, conhecida também como força da gravidade. Essa força de atração age regiões do Brasil? entre todos os corpos do Universo. É ela que faz os planetas girarem ao redor do Sol. A B JPL-Caltech/NASA Andre Dib/Pulsar Imagens Sistema Solar 11.15 Em A, concepção artística da galáxia Via Láctea com indicação da localização do Sistema Solar. Em B,