Introdução à Física Estelar
Prof.: Pieter Westera
UFABC, Bloco A, Torre 3, Sala 625-3
Tel. +55 (11) 4996 8373
E-mail: pieter.westera arroba ufabc.edu.br
código da disciplina: NHZ3083-15
TPI: 4-0-4
Carga Horária: 48
Recomendação: NHZ3043-15 Noções de Astronomia e Cosmologia
Recomendações adicionais minhas: BCN0402-15 - Funções de uma Variável, BCN0407-15 - Funções de Várias Variáveis,
BIK0102-15 - Estrutura da Matéria, BCJ0204-15 - Fenômenos Mecânicos,
BCJ0205-15 - Fenômenos Térmicos, BCJ0203-15 - Fenômenos Eletromagnéticos,
BCK0103-15 - Física Quântica
Disciplina dada junto com a
profa. Laura Paulucci
Ementa
Estrutura estelar: equações de estrutura, equações de estado da matéria estelar,
modelos politrópicos.
Teoria da evolução estelar: equações de evolução, transporte de energia por
radiação, condução e convecção, principais ciclos de queima nuclear,
emissão de neutrinos, atmosferas estelares.
Estrelas: diagrama HR, formação das protoestrelas, contração
pre-sequência-principal, evolução na sequência principal,
evolução após a sequência-principal, queima de Hélio,
estrutura de camadas das fases posteriores,
ciclos nucleares e estabilidade das camadas,
Fases finais e colapso gravitacional, explosões de supernovas,
formação de anãs brancas, estrelas de nêutrons e buracos negros.
Estrelas Anãs Brancas. O limite de Chandrasekhar. Acresção em anãs brancas e
supernovas tipo I: processos físicos nas explosões,
curvas de luz e aplicações na cosmologia.
Estrelas de nêutrons: características observadas, composição interna,
pulsares (modelo do dipolo magnético e alternativas).
Buracos negros: Acreção sobre buracos negros. Observações indiretas de
buracos negros. Gamma Ray Bursts (GRBs): observações e modelos teóricos dos
progenitores.
Objetivos gerais:
Entender a física do interior e das atmosferas das estrelas, e descrever os processos de formação, evolução
e estágios finais das estrelas, incluindo nebulosas planetárias, supernovas, anãs brancas e estrelas de
nêutrons, e processos ocorrendo em estrelas binárias e variáveis.
Objetivos específicos:
Adquirir conhecimento, intuição e habilidade matemática em situações físicas
envolvendo:
1 - Conceitos básicos da Astronomia
2 - Atmosferas Estelares
3 - O Interior das Estrelas
4 - O Meio Interestelar e Formação Estelar
5 - Evolução Estelar, incl. o Sol
6 - Fases Finais da Evolução Estelar
Bibliografia
Referências bibliográficas básicas
Horvath, J. E. Fundamentos de evolução estelar, supernovas e objetos compactos. Livraria da Física, 2011. 392 p.
Bradt, Hale. Astrophysics processes: the physics of astronomical phenomena. Cambridge, Inglaterra: Cambridge University Press, 2008. 504 p.
Kippenhahn, R; Weigert, A. Stellar structure and evolution: study edition. Berlin: Springer-Verlag, 1994. 468 p. (A & A Library).
Bibliografia Complementar:
Shore, Steven N. The tapestry of modern astrophysics. Hoboken, N.J: Wiley-Interscience, 2003. 861 p.
Carroll, Bradley W; Ostlie, Dale A. An introduction to modern astrophysics. 2 ed. San Francisco, EUA: Pearson Addison-Wesley, 2007. 1278 p.
Padmanabhan, T. Theoretical astrophysics. New York: Cambridge University Press, 2000. 3 v.
Ryden, B.; Peterson, B. M. Foundations in astrophysics. New York: Pearson Addison-Wesley, 2009.
Turma A vespertina (Santo André):
Horários: Quarta-feira das 14:00 às 16:00,
Sexta-feira das 16:00 às 18:00
Sala S - 305-3
Atendimento de Apoio
Quartas-feiras, 16:00-18:00 (em seguida à aula)
1ª metade do quadrimestre, até dia 22/03: Sala 625-3 (minha sala)
2ª metade do quadrimestre, a partir do dia 24/03: Sala 620-3 (da profa. Laura)
Monitoria
Não haverá. Vocês podem tirar dúvidas comigo no horário de atendimento.
Também estarei disponível para atendimento por e-mail, pelo moodle e pelo SIGAA.
Slides das Aulas
parte I
Slides da pré-aula
Aula 1: Introdução: O que são Estrelas, Conceitos gerais da Astronomia I
Aula 2: Introdução: Conceitos gerais da Astronomia II
Aula 3: Classificação de Espectros
Aula 4: Atmosferas Estelares I
Aula 5: Atmosferas Estelares II
Aula 6: Interior Estelar I
Aula 7: Interior Estelar II
Aula 8: Modelos Politrópicos
Aula 9: O Sol
parte II, dada pela profa. Laura, disponível no
Moodle da disciplina
No meu canal Youtube
há as vídeo-aulas no formato "slides narrados"
nesta playlist,
herança da época online devida à pandemia de COVID-19.
Desde então atualizei as aulas, mas as mudanças foram pequenas e não devem interferir com os estudos.
Materiais Adicionais:
Lista 1 sobre a matéria até o Seminário 1 (apenas até pergunta 22)
Lista 2 sobre a segunda metade da matéria (da profa. Laura)
Obs.: A entrega das listas não é obrigatória, mas é recomendável fazé-las para praticar.
Folha de consulta para a P1
Diagrama Hertsprung-Russell animado
Feito por Arthur Julião, aluno da UFABC, em um projeto dirigido
Avaliações
A avaliação do curso será dada pela média aritmética entre as duas partes
do curso: NF = (PI+PII)/2.
A nota final em caso de recuperação será dada pela média simples
entre a nota final anterior (acima) e a Rec: Nfrec = (Nf+Rec)/2
Parte I:
Teste 1: 24/02-01/03
Teste 2: 17/03-22/03
Prova 1: 21/03
A nota final da parte I será dada por:
PI = 0,8*P1+0,1*T1+0,1*T2
Os testes são de múltipla escolha
no Moodle (Abas Questionário 1 e Questionário 2).
Eles estarão abertos por uma semana útil (de segunda a sábado)
e vocês terão duas tentativas para submeter os questionários preenchidos.
É obrigatório fazer pelo menos 1 dos questionários para ser aprovad@ na disciplina.
A prova 1 é presencial, e é sobre a primeira metade do conteúdo
(até o Sol, aulas 1 a 9; parte da lista 1).
Na prova, vocês podem usar uma calculadora. São distribuídas, junto com a prova, folhas de consulta com as fórmulas do conteúdo.
A atividade da segunda parte é individual, e a entrega é via Moodle.
Atividade de análise de caminho evolutivo de estrelas a partir de uma simulação computacional disponibilizada no site
http://user.astro.wisc.edu/~townsend/static.php?ref=ez-web.
Os alunos terão a oportunidade de criar os gráficos relevantes (diagrama HR, evolução química, temperatura central e de superfície, etc) da evolução de uma estrela e comparar os resultados com os de outros alunos para entender os principais fatores que determinam a trajetória destes objetos.
Parte II: profa. Laura
13/04: Entrega da Atividade
30/04: Prova 2
A nota final da parte II será dada por:
PII = 0,5*A+0,5*P1
Obs: Se o aluno optar por não fazer a atividade, a prova 2 será 100% da nota da parte II.
Para mais detalhes sobre as avaliações da segunda parte, consultem
o Moodle da disciplina
ou com ela pessoalmente.
Sub*: 07/05
Rec**: 16/05 (?, a ser combinado)
Vista de provas (P1): Quando eu estiver na minha sala
(por exemplo, no horário do atendimento, senão é irregular, é melhor combinar por e-mail)
*A Sub somente servirá os que faltaram justificadamente a uma das provas.
**Tem direito a fazer a Rec quem ficou com conceito final D ou F.
O máximo que um aluno poderá atingir de média com a prova de recuperação será C.
Conceitos:
A: entre 8 e 10
B: entre 6.5 e 7.9
C: entre 5 e 6.4
D: entre 4.5 e 4.9
F: entre 0 e 4.4>
Notas das Avaliações
| RA |
T1 |
| 11201921782 |
9 |
| 11202130200 |
10 |
| 11201932506 |
9 |
| 11202320868 |
9 |
| 11202230747 |
10 |
| 11202321181 |
10 |
| 11201810712 |
9 |
| 11064816 |
8 |
| 11202321968 |
10 |
| 11202420677 |
9 |
| 11201932610 |
10 |
| 11202231079 |
9 |
| 11201812365 |
9 |
| 11202421537 |
8 |
| 11201812373 |
9 |
| 11202021039 |
10 |
| 11202130298 |
9 |
| 11092616 |
8 |