FIS2001 - LISTA DE EXERCÍCIOS


Galáxias e Cosmologia

  1. Quais os três principais tipos de galáxias que existem, de acordo com sua morfologia?

  2. Qual a diferença entre galáxias elípticas e espirais quanto a:

    1. forma

    2. quantidade de gás e poeira

    3. população estelar

  3. Quais são as principais diferenças entre uma galáxia Sa e uma Sc? E entre uma Sa e uma SBa? E entre uma E1 e uma E7?

  4. Classifique as seguintes galáxias segundo o tipo de Hubble:

    1. Uma galáxia que tem aparência caótica e assimétrica.

    2. Uma galáxia com forma elíptica cujo eixo maior é o dobro do eixo menor.

    3. Uma galáxia com braços espirais muito enrolados e um bojo grande.

  5. Qual é o papel da taxa de formação estelar na explicação das diferenças entre elípticas e espirais? E o da rotação?

  6. A galáxia NGC772 é uma espiral Sb, parecida com M31. Seu diâmetro angular é 7¢, e sua magnitude aparente é 12,0. Os valores correspondentes para M31 são 3° e 5,0. Quantas vêzes NGC772 está mais distante do que M31, supondo que

    a) as duas têm o mesmo tamanho

    b) as duas têm a mesma luminosidade

  7. O que é a ``Lei de Hubble'' e como ela é usada para determinar a distância de galáxias?

  8. Suponha que você observa um objeto pontual, com aparência estelar, no céu. Como você pode determinar se é uma estrela ou um quasar?

  9. Qual é a evidência que indica a presença de matéria não luminosa em galáxias e aglomerados de galáxias?

  10. Por que os deslocalmentos para o vermelho (redshift) das galáxias não pode ser explicado pela absorção de sua luz pelo gás intergaláctico?

  11. Qual propriedade do Universo que determina se ele vai se expandir para sempre ou não?

  12. Suponha que a curva de rotação de uma galáxia é achatada a partir de uma certa distância galactocêntrica R, e suponha que a galáxia tem simetria esférica perfeita. Devido à simetria esférica, resulta que somente a parte da galáxia interior a r contribui para a aceleração gravitacional de uma estrela ou nuvem de gás a uma distância r do centro.

    1. Se a massa da galáxia, expressa em massas solares, interior a r, é M, e se a distância é expressa em unidades astronômicas, e o tempo em anos, qual é o período da estrela ou nuvem de gás em órbita circular a uma distância r do centro?

    2. Qual é a velocidade da estrela, ou nuvem de gás, em UA/ano?

    3. Para r > R, qual a dependência de M com r?

  13. Uma certa galáxia apresenta em seu espectro uma linha em l = 5230 Å. Sabendo que o comprimento de onda de laboratório dessa linha é l = 5184 Å, determine:

    1. Essa galáxia está se aproximando ou se afastando?

    2. Com que velocidade?

  14. Oito galáxias estão localizadas nos vértices de um cubo. A distância atual de cada galáxia até a próxima é de 10 Mpc, e o cubo está se expandindo de acordo com a lei de Hubble, com H = 65 km/s/Mpc. Calcule a velocidade de recessão de um vértice do cubo em relação ao vértice oposto. (A diagonal de um cubo de lado l é Ö{3 l2}).

  15. Um aglomerado de galáxias tem velocidade radial observada de 60000 km/s. Assumindo que H = 100 km/s/Mpc, encontre a distância do aglomerado.

  16. O diâmetro aparente da galáxia NGC 3159 é 1,3¢, sua magnitude aparente é 14,4, e sua velocidade radial é 6940 km/s. Determine:

    1. sua distância

    2. seu diâmetro

    3. sua magnitude absoluta.

  17. O brilho do quasar 3C279 mostrou variações dentro da escala de tempo de uma semana.
    1. Estime o tamanho da região produzindo a radiação.

    2. Se a magnitude aparente do quasar é 18, e sua distância é 2000 Mpc, qual é a sua magnitude absoluta?

    3. Considere que essa á a magnitude absoluta bolométrica do quasar. Lembrando que a magnitude absoluta bolométrica do Sol é 4,72, determine a luminosidade do quasar em luminosidades solares.

    R: a) uma semana-luz @ 1200 UA; b) M = -23.5 ; c) L = 2 ×1011L\odot

  18. Se os neutrinos têm massa não nula, o Universo pode ser fechado. Qual é a mínima massa que o neutrino precisa ter para fechar o universo? Assuma que H = 75 km/(s Mpc), que a densidade de partículas de neutrinos é 600/cm3, e que a densidade de massa da matéria ordinária é um décimo da densidade crítica. Compare a massa mínima do neutrino com a massa do elétron, de 9,1×10-28 g.

  19. De acordo com a teoria do Big-Bang, qual é a idade máxima do Universo, se
    1. H = 100 km/(s Mpc)?

    2. H = 50 km/(s Mpc)?

    3. H = 75 km/(s Mpc)?

  20. Qual o tamanho máximo do Universo, de acordo com as idades resultantes em cada ítem da questão anterior?




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On 10 Mar 2003, 20:45.