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A Estrela Evolui
Física
3o bimestre - Aula 11
Ensino Médio
● Diagrama de Hertzprung-Russel;
● Evolução estelar: sequência 
principal e gigantes vermelhas.
● Analisar o ciclo de evolução 
estelar, para compreender a 
relação de sua temperatura e 
luminosidade. 
Na aula passada, vimos a formação de 
protoestrelas a partir de uma nuvem de gás 
numa nebulosa. Vimos também que o 
motor interno se dá por reações de fusão. 
Essa produção de energia resulta na 
emissão de radiação. No simulador ao lado, 
ative as caixas de Rótulos e Intensidade.
TODO MUNDO 
ESCREVE
10 MINUTOS
CONTINUA
Para compreendermos um 
pouco das estrelas
https://phet.colorado.edu/pt_BR/simulations/blackbody-spectrum
https://phet.colorado.edu/pt_BR/simulations/blackbody-spectrum
Procure variar a temperatura usando a 
figura em forma de termômetro. O que 
acontece com as cores que estão sendo 
emitidas por cada corpo à medida que 
aumentamos a temperatura? Como as 
cores emitidas por cada corpo mudam com 
o aumento da temperatura?
Escolha um corpo, como o Sol, e pesquise 
uma expressão para calcular a energia 
emitida por segundo através de sua 
superfície. Em seguida, realize o cálculo.
TODO MUNDO 
ESCREVE
10 MINUTOS
Para compreendermos um 
pouco das estrelas
CONTINUA
Ao aumentarmos a temperatura, imediatamente percebemos que as cores emitidas pelo objeto 
mudam. Notamos que para a lâmpada, com temperatura de 3.000 K, temos que as cores 
predominantes são verde, vermelho combinados e infravermelho, que não conseguimos 
enxergar. Já para o Sol, 5.850 K, temos as cores azul, verde e vermelho combinados, além de 
infravermelho e ultravioleta. Se formos para Sirius, 10.000 K, temos ainda o azul e 
predominância do ultravioleta. Nota-se, portanto, que existe uma mudança da cor relacionada 
com a temperatura do corpo. 
Calculando agora a luminosidade do Sol, temos: a intensidade da radiação emitida pelo Sol
de aproximadamente 6,4 ⋅ 107𝑊/𝑚2 e pode ser calculada por: 
I = 
𝑃𝑓𝑜𝑛𝑡𝑒
𝐴
Então, sendo o raio do Sol é 𝑅⊙ = 6,96 ⋅ 108𝑚, temos que a área superficial é de 𝐴 = 4𝜋𝑅⊙
2 ≈
6,08 ⋅ 1018𝑚2, portanto a potência (ou luminosidade) emitida pelo Sol será 6,4 ⋅ 107 ⋅ 6,08 ⋅
1018 ≈ 3,9 ⋅ 1026𝑊
Para compreendermos um pouco das estrelas
2
W
m
Unid. no SI:
Correção
Estrela
● Competição entre a força gravitacional e a 
pressão gerada;
● Lembre-se: a protoestrela, para se tornar de 
fato uma estrela, deverá entrar em equilíbrio 
hidrostático (pressão = gravidade);
● Cor (Temperatura) e Luminosidade
(quantidade de luz que ela irradia por segundo 
ou taxa de energia luminosa que é emitida);
● Brilho depende da temperatura superficial e da 
área total da sua superfície.
Figura: balanço entre pressão (setas vermelhas) 
e força gravitacional (setas azuis);
Não esqueça: a vida da estrela é essa 
constante batalha entre a gravidade 
(contração da estrela) e a pressão 
interna (expansão da estrela).
Publicado independentemente pelo 
dinarmaquês Ejnar HertzPrung (1873-
1967), em 1911, e pelo americano 
Henry Norris Russell (1877-1957), em 
1913.
Relação entre a luminosidade de uma 
estrela e sua temperatura efetiva 
superficial.
Diagrama de Hertzprung-
Russell (H-R) 
● Indica a temperatura das estrelas e 
seu brilho (ou luminosidade);
● A sequência do meio, em verde, é 
chamada Sequência Principal. É 
exatamente onde nosso Sol reside. 
Diagrama de Hertzprung-
Russell (H-R) 
Importante: no diagrama, a 
temperatura cresce da direita para 
a esquerda no eixo x. A 
luminosidade no gráfico ao lado 
está associada à luminosidade 
solar 𝐿⊙ = 3,8 ⋅ 1026𝑊.
Usando o diagrama H-R
Na Prática
http://www.das.inpe.br/simuladores/diagrama-hr/
1) Cada alternativa abaixo apresenta um valor de temperatura e luminosidade 
correspondente a um tipo específico de estrela. Utilize o simulador disponível no link a 
seguir, para identificar qual tipo de estrela corresponde a cada par de valores do diagrama 
H-R:
a) 5.000 K e 1.000 𝐿⊙
b) 10.000 K e 10.000 𝐿⊙
c) 20.000 K e 0,05 𝐿⊙
2) Selecione a caixa "faixa de instabilidade" e observe os valores de temperatura e 
luminosidade associados. Faça uma rápida pesquisa e explique o significado dessa faixa.
Para acessar o simulador, acesse o link: http://www.das.inpe.br/simuladores/diagrama-hr/
http://www.das.inpe.br/simuladores/diagrama-hr/
Usando o diagrama H-R
1) Cada alternativa abaixo apresenta um valor de temperatura e luminosidade correspondente a 
um tipo específico de estrela. Utilize o simulador disponível no link a seguir, para identificar qual 
tipo de estrela corresponde a cada par de valores do diagrama H-R:
a) 5.000 K e 1.000 𝐿⊙ Gigante Vermelha
b) 10.000 K e 10.000 𝐿⊙ Gigante Azul
c) 20.000 K e 0,05 𝐿⊙ Anã Branca
2) Selecione a caixa "faixa de instabilidade" e observe os valores de temperatura e luminosidade 
associados. Faça uma rápida pesquisa e explique o significado dessa faixa.
É uma classe diferente de estrelas chamadas de estrelas variáveis pulsantes, como as 
cefeidas. 
Na Prática
Correção
● Nosso Sol tem uma cor intermediária 
amarelo-claro, com uma temperatura 
superficial ~ 5.800 K; 
● Uma grande parte das estrelas é 
parecida com o Sol, com cores e 
tamanhos comparáveis; 
● Pertence à sequência principal;
● Transformam hidrogênio em hélio por 
meio de fusão nuclear.
Estrelas como o nosso Sol
Imagem do nosso Sol.
● As estrelas mais vermelhas, com temperaturas mais baixas, são as menos luminosas; 
● As estrelas mais azuis, com temperaturas mais altas, são as mais luminosas;
● Estrelas com maior massa são as mais brilhantes e, portanto, mais azuis e mais quentes 
superficialmente;
● Estrelas de menor massa são as menos brilhantes e, portanto, mais vermelhas e mais frias;
● Uma fração considerável de estrelas tem massas entre 0,1𝑀⊙- 10𝑀⊙; 
● A maior parte tem massas da ordem de 0,8 𝑀⊙ ou pouco menor: são as anãs-vermelhas, 
muitas vezes encontradas como companheiras invisíveis de estrelas normais. 
● Mas existem também algumas estrelas cujas massas podem chegar até a 60 𝑀⊙:10 
milhões de vezes mais brilhantes que o Sol;
● Seus raios variam de 0,001𝑟⊙ até 25𝑟⊙, no caso das estrelas mais brilhantes.
Sequência Principal
● LEMBRE-SE: todas as estrelas da sequência principal produzem a energia que irradiam 
através de reações nucleares muito semelhantes àquelas que ocorrem durante a 
explosão de uma bomba-H: convertendo núcleos de hidrogênio em núcleos de hélio;
● Cerca de 80% da massa destas estrelas está na forma de hidrogênio, de modo que fica 
claro que elas tem combustível para passar muito tempo na sequência principal;
● As de maior massa, porque são mais brilhantes, devem passar um tempo menor: como 
sua luminosidade é desproporcionalmente maior, elas devem “queimar” seu hidrogênio 
mais rapidamente que as estrelas com massa menor. 
Sequência Principal
Quando o “combustível” (hidrogênio) começa a faltar no 
centro das estrelas da sequência principal, elas começam 
a sair da sequência principal. O seu destino, então, será o 
de se expandirem e se transformarem em estrelas 
gigantes vermelhas.
Sequência Principal
● Estrelas entre 0,08 𝑀⊙ e 0,45 𝑀⊙ duram cerca 
de 25 bilhões de anos na Sequência Principal;
● Estrelas com cerca de 1𝑀⊙ duram cerca de 10 
bilhões na Sequência Principal;
● Estrelas com cerca de 10𝑀⊙ duram cerca de 10 
milhões na Sequência Principal;
● Ao lado mostramos algumas outras estrelas, 
além do Sol, que estão na Sequência Principal.
https://phet.colorado.edu/pt_BR/simulations/blackbody-spectrum
https://pt.wikipedia.org/wiki/Sirius
http://www.das.inpe.br/simuladores/diagrama-hr/
A história estelar não acabará aqui. As próximas etapas serão vistas na próxima aula. Mas 
antes, vamos aplicar um pouco do que aprendemos agora. 
Retornemos ao simulador https://phet.colorado.edu/pt_BR/simulations/blackbody-spectrum
Selecione Sirius A, com uma temperatura aproximadamente de 10.000K. Qual a intensidade 
mostrada no simulador? Com essa intensidade, e sabendo que Sirius A possui um raio de 
aproximadamente R = 1,7𝑅⊙ (https://pt.wikipedia.org/wiki/Sirius), calcule a sua luminosidade 
e, usando o diagrama H-R em http://www.das.inpe.br/simuladores/diagrama-hr/, verifique 
onde se encontra Sirius A. 
Confirmando onde está Sirius A 
TODO MUNDO 
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10 MINUTOS
https://phet.colorado.edu/pt_BR/simulations/blackbody-spectrum
https://pt.wikipedia.org/wiki/Sirius
http://www.das.inpe.br/simuladores/diagrama-hr/
Segundo o simulador, temos que a intensidade de Sirius A é aproximadamente 5,7 ⋅ 108𝑊/𝑚2. 
Lembramos que, para calcular a luminosidade (L), multiplicamos a intensidade pela área 
superficial da estrela 4𝜋𝑅2. Logo, 𝐿 = 4𝜋 1,7𝑅⊙
2
⋅ 5,7 ⋅ 108𝑊 = 4𝜋 1,7 ⋅ 6,96 ⋅ 108 2 ⋅ 5,7 ⋅
108 𝑊 = 10022,6 ⋅ 1024𝑊 ≈ 1,0 ⋅ 1028𝑊
Lembrando que a luminosidade solar é 𝐿⊙ = 3,8 ⋅ 1026𝑊, então a luminosidade de Sirius é 𝐿 ≈
26𝐿⊙. Olhando o simulador do INPE:
Fazendo um diagrama de Ciclo das Estrelas
Como vimos anteriormente e 
confirmamos, Sirius é uma 
estrela pertencente à 
sequência principal. 
Correção
Ciclo de Vida Estelar
● Analisamos o ciclo de evolução estelar, para 
compreender a relação de sua temperatura e 
luminosidade. 
PIETROCOLA, M.; POGIBIN, A.; ANDRADE, R.; ROMERO, T. R.; Física Conceitos & 
Contextos 1, 1a ed, Editora do Brasil, 2016.
Aula 9: Estelas II de https://astronomiaufabc.wordpress.com/material-das-aulas-2020/. 
Acesso em: 01 jul. 2024.
Space, a visual Encyclopedia, DK, 2010.
Introdução à Astronomia e Astrofísica, INPE, 2018, 
http://www.inpe.br/ciaa2018/arquivos/pdfs/apostila_completa_2018.pdf. Acesso em: 01 jul. 
2024.
LEMOV, D.; Aula nota 10: 49 técnicas para ser um professor campeão de audiência. Trad. 
Leda Beck; consultoria e revisão técnica de Guiomar N. de Mello e Paula Louzano. São 
Paulo : Da Prosa: Fund. Lemann, 2011.
https://astronomiaufabc.wordpress.com/material-das-aulas-2020/
http://www.inpe.br/ciaa2018/arquivos/pdfs/apostila_completa_2018.pdf
Lista de imagens e recursos
Slide 1 – Imagem da capa – SEDUC
Slides 3 e 4 – Imagem retirada de https://phet.colorado.edu/pt_BR/simulations/blackbody-
spectrum. Acesso em: 01 jul. 2024.
Slides 6, 17 e 19 – Imagem produzida para o material.
Slide 7 – Imagens extraídas de Wikimedia Commons.
Slides 8 e 16 – Imagem extraída do simulador http://www.das.inpe.br/simuladores/diagrama-
hr/. Acesso em: 01 jul. 2024. 
Slides 10, 11 e 14 – Imagens extraídas do site NASA Image and Video Library. Disponível em: 
https://images.nasa.gov/. Acesso em: 01 jul. 2024. 
Slide 14 – Imagem extraída do site ESA - Hubble image of Sirius A, the brightest star in our 
nighttime sky. Disponível em: 
https://www.esa.int/ESA_Multimedia/Images/2005/12/Hubble_image_of_Sirius_A_the_brightes
t_star_in_our_nighttime_sky. Acesso em: 01 jul. 2024.
https://phet.colorado.edu/pt_BR/simulations/blackbody-spectrum
https://phet.colorado.edu/pt_BR/simulations/blackbody-spectrum
http://www.das.inpe.br/simuladores/diagrama-hr/
https://images.nasa.gov/
https://www.esa.int/ESA_Multimedia/Images/2005/12/Hubble_image_of_Sirius_A_the_brightest_star_in_our_nighttime_sky
https://www.esa.int/ESA_Multimedia/Images/2005/12/Hubble_image_of_Sirius_A_the_brightest_star_in_our_nighttime_sky
	Slide 1
	Slide 2
	Slide 3
	Slide 4
	Slide 5: Para compreendermos um pouco das estrelas
	Slide 6: Estrela
	Slide 7: Diagrama de Hertzprung-Russell (H-R) 
	Slide 8: Diagrama de Hertzprung-Russell (H-R) 
	Slide 9: Usando o diagrama H-R
	Slide 10: Usando o diagrama H-R
	Slide 11: Estrelas como o nosso Sol
	Slide 12: Sequência Principal
	Slide 13: Sequência Principal
	Slide 14: Sequência Principal
	Slide 15: Confirmando onde está Sirius A 
	Slide 16: Fazendo um diagrama de Ciclo das Estrelas
	Slide 17: Ciclo de Vida Estelar
	Slide 18
	Slide 19
	Slide 20