Ciclo de Vida das Estrelas

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Física
Etapa Ensino Médio
Estrelas II
1a SÉRIE
Aula 14 – 3o bimestre
Astronomia. 
Compreender o ciclo de vida das estrelas.
Conteúdo
Objetivo
(EM13CNT209) Analisar a evolução estelar associando-a aos modelos de origem e distribuição dos elementos químicos no Universo, compreendendo suas relações com as condições necessárias ao surgimento de sistemas solares e planetários, suas estruturas e composições e as possibilidades de existência de vida, utilizando representações e simulações, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais (como softwares de simulação e de realidade virtual, entre outros).
Para começar: 3 minutos
Foco no conteúdo: 20 minutos.
Na prática: 8 minutos.
Aplicando: 12 minutos.
O que aprendemos hoje?: 2 minutos. 
Esta imagem foi um marco na ciência em 2019. Você sabe o que essa imagem representa?
Pesquise sobre os eventos astronômicos de 2019 e compartilhe com seus colegas o que você descobriu sobre a imagem.
(Vire e converse)
Para começar
As estrelas, no início de sua formação, apresentam uma coloração azul e são mais quentes. Já as estrelas como o Sol encontram-se no estágio intermediário de seu ciclo de vida. Por outro lado, estrelas vermelhas, como Antares, da constelação de Escorpião, estão no final de seu ciclo de vida e possuem temperaturas menores.
Ciclo de vida das estrelas 
Sol
Foco no conteúdo
No início do ciclo de vida de uma estrela, existem regiões no espaço conhecidas como nebulosas de formação de estrelas, compostas principalmente por poeira e gás. A densidade dessas nebulosas pode determinar o tipo de estrela que se formará. Algumas estrelas podem se tornar gigantes, com massas superiores a vinte vezes a massa do Sol, enquanto outras se desenvolvem como estrelas de tamanho médio, como o Sol.
Nebulosas
Nebulosa de Órion
Foco no conteúdo
Quando uma estrela atinge uma determinada massa, chamada de massa crítica, ocorre um processo termonuclear em seu núcleo, conhecido como fusão nuclear. Esse processo envolve a transformação de átomos de hidrogênio em hélio, além da produção de outros elementos. Essa fusão nuclear é responsável pela energia emitida pelas estrelas, determinando seu brilho e sua cor. Ao estudar a luz emitida pelas estrelas por meio de espectroscopia, os astrônomos podem identificar e diferenciar os elementos presentes nelas.
Fusão nuclear 
Foco no conteúdo
H
H
He
+ energia
Fusão nuclear
Foco no conteúdo
As estrelas de menor massa, como o Sol, têm um processo de fusão nuclear mais lento em comparação às estrelas gigantes. 
Estrelas
Isso resulta em uma vida mais longa para essas estrelas. Por outro lado, as estrelas gigantes realizam a fusão nuclear de maneira mais rápida, o que contribui para uma vida mais curta em comparação com estrelas de massa menor.
Ao final de suas vidas, as estrelas enfrentam desafios crescentes na fusão nuclear, à medida que os elementos necessários para o processo se tornam mais escassos. Esse esgotamento de elementos pode levar ao fim da estrela de diferentes maneiras, dependendo de sua massa.
Foco no conteúdo
Quando uma estrela de tamanho semelhante ao Sol chega ao fim de sua vida, ela se transforma em uma anã branca. Já as estrelas de massas muito maiores, como as supergigantes vermelhas, têm um destino diferente: elas terminam sua evolução em uma explosão chamada supernova. Após a supernova, podem restar remanescentes como buracos negros ou estrelas de nêutrons, dependendo da massa original da estrela e da quantidade de matéria que foi condensada pela gravidade.
Final do ciclo das estrelas 
Ciclo de vida das estrelas
Foco no conteúdo
É importante ressaltar que todos os elementos químicos, incluindo o ferro presente em nosso sangue, foram formados no interior das estrelas. Esses elementos são produzidos durante os processos de fusão nuclear que ocorrem no núcleo das estrelas ao longo de sua vida. Quando uma estrela chega ao fim e explode em uma supernova, esses elementos são ejetados para o espaço e podem se incorporar a novas formações estelares, planetas e até mesmo à vida na Terra. É por meio desse conceito científico que surge a famosa frase "somos feitos de poeira de estrelas", destacando nossa conexão com o universo e a origem dos elementos que compõem nosso próprio corpo.
Final do ciclo das estrelas 
Foco no conteúdo
Em um grupo com até 4 integrantes:
Escolham uma das imagens a seguir que represente uma etapa específica do ciclo de vida de uma estrela.
Elaborem uma linha do tempo detalhada explicando as diferentes fases do ciclo de vida estelar, justificando a imagem final escolhida. 
Compartilhem-na com os demais grupos. (Todo mundo escreve)
Buraco negro
Gigante vermelha
Anã branca
Aplicando
(OBA-2022)
A massa de uma estrela é o combustível para os processos de fusão nuclear. Podemos, então, presumir que o seu tempo de vida na Sequência Principal é proporcional à massa estelar dividida pela sua Luminosidade, que é uma medida de sua produção de energia. Os modelos de evolução estelar nos dizem que apenas uma fração da massa de uma estrela está realmente disponível como combustível nuclear. 
Na prática
Utilizando o Sol como parâmetro e assumindo que sua vida na Sequência Principal será de anos (10 bilhões de anos), o tempo de vida T previsto para uma estrela permanecer na Sequência Principal dependerá de sua Massa M, de acordo com a seguinte fórmula:
Na prática
Utilizando a fórmula, assinale a alternativa que traz o tempo aproximado de vida da estrela supergigante com 25 vezes a massa do Sol ( = 25 ). 
3.200.000 anos 
32.000.000 anos 
320.000.000 anos 
3.200.000.000 anos 
320.000 anos 
Na prática
Reposta: com a fórmula e considerando = 1, temos:
 = = anos
Correção
3.200.000 anos 
32.000.000 anos 
320.000.000 anos 
3.200.000.000 anos 
320.000 anos 
Na prática
Compreendemos o ciclo de vida das estrelas.
O que aprendemos hoje?
Tarefa SP
Localizador: 99444
Professor, para visualizar a tarefa da aula, acesse com seu login: tarefas.cmsp.educacao.sp.gov.br
Clique em “Atividades” e, em seguida, em “Modelos”.
Em “Buscar por”, selecione a opção “Localizador”.
Copie o localizador acima e cole no campo de busca.
Clique em “Procurar”. 
Videotutorial: http://tarefasp.educacao.sp.gov.br/
17
Slides 3 e 10 – LEMOV, Doug. Aula nota 10: guia prático – Exercícios para atingir proficiência nas 49 técnicas e maximizar o aprendizado. Livros de Safra, 2012.
Slides 4 a 11 – XAVIER, Claudio; BARRETO, Benigno. Física aula por aula: termologia, óptica, ondulatória. 2º ano. v. 2. 3. ed. São Paulo: FTD, 2016.
Referências
Lista de imagens e vídeos
Slides 3 e 11 – https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/4f/Black_hole_-_Messier_87_crop_max_res.jpg.
Slides 4 e 7 – https://pxhere.com/es/photo/862233.
Slide 5 – https://pixabay.com/pt/photos/nebulosa-de-orion-nebulosa-de-emiss%C3%A3o-11137/.
Slides 7, 8 e 10 – Elaborado para o material.
Referências
Material 
Digital