Astronomia

Uma estrela pode emitir calor, mas nenhuma luz visível?

Uma estrela pode emitir calor, mas nenhuma luz visível?



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Uma estrela pode emitir calor suficiente para permitir a vida humana em seus planetas, embora não emita luz visível? Em caso afirmativo, que problemas isso representaria?


A resposta curta é não.

O espectro de radiação eletromagnética emitida por um corpo segue uma curva que depende de sua temperatura. Isso é chamado de "radiação de corpo negro". Mesmo para objetos cuja curva de corpo negro atinge o pico na porção infravermelha (calor) do espectro, há uma porção pequena, mas significativa da curva também no espectro visível. Você pode ver uma simulação interativa em https://phet.colorado.edu/sims/html/blackbody-spectrum/latest/blackbody-spectrum_en.html

Usando esta ferramenta, vemos que para ter quase nenhuma parte de sua curva de corpo negro no espectro visível, um objeto precisa ser bastante "frio" - mesmo uma lâmpada (o tipo antigo; não o LED mais moderno ou fluorescente compacta) é quente o suficiente para emitir uma quantidade significativa de radiação visível; qualquer coisa mais quente emitirá mais e mais no espectro visível.

Obviamente, ter uma lâmpada como uma "estrela" não forneceria calor suficiente para qualquer planeta em sua órbita ...


A temperatura mínima de um objeto classificado como "estrela" é algo como 2700 K. Tal objeto, embora emitindo a maior parte de sua radiação no infravermelho, ainda emitiria algo como alguns por cento de sua energia em comprimentos de onda visíveis.

Observe que os espectros visível e infravermelho próximo de estrelas frias não são nada como corpos negros, portanto, se o cálculo for importante, você precisará examinar cuidadosamente os espectros empíricos ou de modelo.

Objetos de temperatura mais baixa existem - são chamados de anãs marrons. Alguns (um subconjunto chamado anãs Y) foram encontrados com apenas algumas centenas de kelvins, então um planeta poderia orbitar não muito acima de sua superfície e receber um kW por metro quadrado de luz infravermelha.

Um cenário plausível pode ser uma anã marrom do tipo espectral T7 (uma anã T), com uma temperatura de cerca de 1000 K (por exemplo, Burgasser et al. 2002). Esse objeto tem uma luminosidade de apenas $ sim 10 ^ {- 5} L_ odot $, então um planeta teria que orbitar a cerca de 0,003 au (cerca de 0,5 milhão de km) para receber o mesmo fluxo bolométrico que a Terra do sol. Esses objetos não podem ser descritos como "invisíveis" em comprimentos de onda visíveis, mas um típico $ R-J $ (vermelho menos a cor do infravermelho próximo) é cerca de 9 ou 10 - indicando que há milhares de vezes mais fluxo no infravermelho próximo do que na parte vermelha do espectro. Um exemplo do espectro de tal objeto é mostrado abaixo (GL229b é uma anã marrom T7). Observe como o espectro é nada como um negro.

Edit: Há provavelmente um limite de quão perto um planeta pode chegar de seu corpo pai, dependendo de uma comparação de sua densidade com a densidade da "estrela" que está orbitando. Muito perto e vai se quebrar devido às forças das marés, mas para um planeta como a Terra, que seria menos denso do que uma anã marrom ou de densidade semelhante a uma estrela de massa muito baixa, então esse limite é cerca de um raio estelar acima ou muito perto da superfície, respectivamente.

Edição 2: NB podem ser consideradas estrelas anãs brancas frias, mas as mais antigas e mais frias da Galáxia ainda estão em torno de 3500 K e seu espectro invade significativamente a banda visível. É possível, porém, que as anãs brancas mais massivas ($> 1 M_ odot $) em sistemas binários antigos pode ser mais frio do que 3000 K, embora nenhuma detecção definitiva tenha sido feita (por exemplo, Kaplan et al. 2014).


E se a estrela fosse cercada por uma grande nuvem de poeira? Então, a radiação visível seria interrompida, enquanto a nuvem de poeira eventualmente se aqueceria e emitiria o infravermelho. A nuvem pode ser ordens de magnitude maior do que a estrela, o que significa que a energia da nuvem de poeira ainda é igual à energia de saída, apenas em frequências diferentes. Na verdade, a nuvem de poeira não teria que ser completamente esférica. Pode ser apenas um donut que fica entre a estrela e o planeta, enquanto a radiação regular escapou da estrela nos pólos.


Possivelmente, um planeta pode ser habitável para os humanos, embora tenha algumas camadas de produtos químicos ou poeira em sua atmosfera que bloqueiam todos os comprimentos de onda visíveis da luz. No entanto, outra pessoa teria que projetar tal atmosfera.

Talvez o "planeta" pudesse realmente ser um exomoon gigante ou oriting um exoplaneta gigante em outro sistema estelar.

E possivelmente todo o calor do exomoon viria de dentro dele. As interações das marés com o planeta e com outras grandes luas do planeta poderiam produzir uma grande quantidade de calor interno para aquecer a superfície do exomônio para que a vida fosse possível.

Eu acredito que foi calculado que se tal exomoon de um exoplaneta gigante orbitasse muito perto de seu planeta, teria muito aquecimento das marés e sofreria um efeito estufa descontrolado e se tornaria muito quente para a vida. Portanto, um exomoon orbitando um pouco fora dessa distância mínima deve ter aquecimento de maré suficiente para aumentar sua temperatura superficial e ser adequado para a vida, independentemente de quão pouca radiação receba de sua estrela.

Para evitar que até mesmo uma pequena porcentagem da luz da estrela atinja a atmosfera possivelmente opaca, pode-se evitar ter uma estrela. Talvez o exoplaneta gigante e sua exomoon habitável sejam planetas errantes vagando no espaço interestelar a anos-luz da estrela mais próxima. Assim, a luz que atinge a atmosfera superior do planeta seria luz estelar, e seria bastante fácil filtrar essa luz fraca com camadas atmopsféricas.

Mas sem luz solar intensa, não haveria nenhuma fotossíntese, e acredita-se que o oxigênio livre na atmosfera da Terra tenha sido produzido pela fotossíntese. Uma atmosfera rica em oxigênio é necessária para fornecer energia suficiente para grandes formas de vida terrestres.

Portanto, um escritor de uma história ambientada em tal mundo teria que:

Um) encontrar um método natural plausível de produzir uma atmosfera rica em oxigênio sem fotossíntese,

se não:

Dois) explicar que alguma civilização avançada terraformou o mundo e deu a ele uma atmosfera rica em oxigênio,

se não:

Três) encontrar um substituto plausível para o oxigênio na bioquímica da vida alienígena naquele mundo.

E outro problema é que em um mundo sem frequências de luz visível atingindo a superfície, mas com temperaturas semelhantes às da Terra, muitos dos animais teriam olhos que veem a radiação infravermelha que todos os objetos e formas de vida emitem em temperaturas semelhantes às da Terra. Portanto, a menos que um escritor planeje dar a suas criaturas uma visão infravermelha, nenhum mundo quente o suficiente para água líquida e para a Terra como a vida será escuro o suficiente para seus propósitos.

Se todas as fontes de radiação visível forem cortadas, as formas de vida desenvolverão olhos capazes de ver com luz infravermelha emitida por todos os objetos na Terra como temperaturas.


Existem estrelas que não emitem luz visível?

Existem estrelas que são possivelmente invisíveis ao olho humano nu?

Certamente há estrelas que emitem muito pouca luz em geral e emitem a maior parte de sua luz em outro lugar que não o visível, mas você não poderia ter uma estrela que fosse fria o suficiente para emitir muito pouca luz para estar perto o suficiente para ser contada como & quotpreta & quot (principalmente porque não seria uma estrela!).

A razão é que o espectro do corpo negro significa que qualquer objeto quente emitirá luz em todas as frequências, com o aumento da temperatura resultando na emissão de mais luz e no pico do comprimento de onda de emissão (cor) se tornando mais energético. Para emitir uma quantidade insignificante de luz no visível para um objeto do tamanho de uma estrela, você realmente precisa ficar muito frio!

(Claro, existem muitas estrelas que são muito fracas para serem vistas sem um telescópio, e então outras ainda mais fracas que só podem ser vistas por instrumentos de imagem, mas essas estrelas realmente não contam!)


Por que as estrelas anãs vermelhas não emitem luz branca como o Sol?

Quando você vê cores, geralmente está vendo apenas mais de uma cor. Parece azul porque há mais luz azul estimulando o receptor em seu olho.

Quando você usa um fogão elétrico, o ferro fica quente o suficiente para ficar vermelho. Ao soldar, está quente o suficiente para ser azul e contém muitos raios ultravioleta. Não olhe para ninguém soldando, pois isso queimará seu olho. Você pode ver o flash refletido em uma parede ou na fumaça saindo de uma solda.

Anexos

Vamos considerar estrelas da sequência principal, para simplificar. Existem dois conceitos em astrofísica que, juntos, respondem completamente à sua pergunta:
1) Relação massa-luminosidade (estrelas mais massivas são mais brilhantes)
2) Relação entre a temperatura efetiva (ou classe espectral ou & quotcor & quot da estrela) e a luminosidade da estrela, conhecido como diagrama HR. Em suma, esta relação está mostrando que estrelas com maior temperatura de superfície efetiva são mais brilhantes.

Combinando os dois conceitos, é óbvio que estrelas mais massivas têm temperatura efetiva mais alta, ou seja, cor mais próxima da parte azul do espectro. Estrelas menos massivas estão mais próximas da extremidade vermelha do espectro. A própria temperatura efetiva indica qual é o comprimento de onda em que a maior parte da intensidade é irradiada por uma estrela (seguindo a lei de Wien para radiação de corpo negro).

Como isso é & quotobvious & quot? Certamente, se você aquecer as coisas a várias temperaturas e medir com precisão a temperatura, você obterá esse resultado de forma consistente. Como um filósofo sem aparelhos de laboratório chegaria a essa conclusão ou convenceria alguém de que era esse o caso? Wilhelm Wein fez esse argumento. Eu não vi o argumento em sua postagem.

Na experiência normal do século 21, as luzes mais azuis como diodos, lâmpadas fluorescentes e até mesmo halógenas geram muito menos ar quente e são menos propensas a queimar você. O botão vermelho da banheira é o calor. Se você disser a um pintor ou designer de interiores para & quotusar cores frias & quot, provavelmente obterá azul claro. Se você pedir & quotcores quentes & quot, provavelmente obterá vermelhos e laranja.

Arcturus é a estrela mais brilhante do céu onde moro. A Wikipedia diz que tem massa de 1,08 solar. Theta Orionis 1 tem 33 massas solares. A nebulosa de Orion inteira (a espada de Orion ou membro pendente) é muito mais escura do que Arcturus.
Sei que você disse & quot Sequência principal & quot e nem uma nebulosa nem Arcturus são & quot Sequência principal & quot, mas sua postagem não explica o que é a sequência principal. Quando eu seleciono números sequenciais de uma lista de números gerada aleatoriamente, todas as minhas seleções são sequenciais (tautologia). Essa não é uma explicação útil para nada. Ptolomeu, Galileu, Haley, Isaac Newton e Wilhelm Wein não teriam ideia do que você estava falando.

Sirius é a estrela mais brilhante que as pessoas podem ver (não consigo ver, mas acredito que algumas pessoas do sul editaram a Wikipedia corretamente). Sirius tem 2,06 massa solar. Gamma Ursaes majoris é o canto inferior da Ursa Maior. Gamma Ursaes Majoris tem 2,94 massa solar e é quase da mesma cor de Sirius. Gamma Ursaes Majoris é mais escuro do que Sirius. Sei que a distância é um fator, mas isso não foi incluído na sua postagem. Você poderia passar uma vida inteira olhando para o céu das montanhas com uma visão perfeita. Você nunca seria capaz de fazer as medições de paralaxe necessárias para determinar se Sirius está perto de nós. Denneb (a cabeça do cisne) parece que deveria estar na mesma categoria.
magnitude absoluta, vs magnitude aparente.


Por que não há estrelas verdes?

Se você olhar atentamente para o céu noturno, você notará que as estrelas vêm em uma variedade de formas e tamanhos. Além do branco, que é a cor mais comum, as estrelas também cintilam em tons de azul, vermelho e amarelo. Mas não importa quantas horas você passe olhando pelo telescópio, você não encontrará uma estrela verde. Não é porque as estrelas não emitem luz verde - nossos olhos apenas veem outra coisa.

Como o fogo, as estrelas parecem diferentes quando queimam em certas temperaturas. As estrelas "mais legais" aparecem em vermelho, enquanto as estrelas mais quentes parecem queimar em tons de azul. Mas nenhuma estrela brilha em uma única cor. A qualquer momento, as estrelas emitem comprimentos de onda de luz variados que representam diferentes partes do espectro de cores. Nossos olhos não podem perceber todos esses comprimentos de onda separadamente, no entanto. Em vez disso, o comprimento de onda da luz mais dominante é a cor que vemos. Se os comprimentos de onda de uma estrela fossem plotados em um gráfico, eles fariam uma curva em forma de sino, com estrelas mais frias com pico no vermelho de um lado do gráfico e estrelas mais quentes com pico no azul do outro lado.

gstraub / iStock via Getty Images

Então, onde as estrelas verdes se encaixam? As estrelas de calor médio emitem principalmente fótons verdes, mas não parecem verdes. A curva de seu gráfico de luz atinge o pico no comprimento de onda verde, que fica no meio do espectro de cores. Isso significa que essas estrelas emitem fótons suficientes nos comprimentos de onda ao redor para afetar sua cor percebida. Quando vemos algo gerando tantos fótons verdes, azuis, vermelhos e amarelos de uma vez, nós o processamos como branco. É por isso que estrelas de temperatura média como o nosso sol parecem brancas. A cor não significa que algo está superaquecido ou brilhante - na verdade, significa que a estrela está na média.

Roxo é outra cor que você não verá no céu noturno. Isso ocorre porque nossos olhos percebem melhor o azul do que o roxo, e as estrelas que emitem luz roxa também emitem muita luz azul (a cor vizinha no espectro).

Para saber mais sobre o que faz as estrelas brilharem, leia estes fatos sobre o sol do nosso sistema solar.


Como um forno de micro-ondas aquece os alimentos, embora não emita radiação térmica?

Um forno micro-ondas faz emitem radiação térmica para aquecer os alimentos. Radiação de microondas é radiação térmica. Por alguma razão, professores e livros pré-universitários têm uma noção equivocada de que radiação térmica = radiação infravermelha. Todas as frequências do espectro eletromagnético transportam energia, desde ondas de rádio, microondas, ondas infravermelhas, luz visível, ultravioleta e raios X aos raios gama. Todas as frequências de radiação aquecem um objeto que atingem e, portanto, podem ser radiação térmica. Quando os físicos usam o termo "radiação térmica", eles se referem a radiação que tem a capacidade de aquecer um objeto que atinge. Ou eles significam um amplo espectro de frequências com uma certa forma que depende da temperatura do emissor.

Quanto mais alta a temperatura de um corpo brilhante, mais o pico no espectro de sua radiação emitida muda para frequências mais altas. Assim, observando a força relativa de diferentes frequências na luz das estrelas, os astrônomos podem determinar a temperatura da estrela. A palavra "térmico" significa que a forma espectral da radiação está ligada à temperatura da fonte. Em contraste, "radiação não térmica" significa luz que não está correlacionada com a temperatura da fonte. Por exemplo, os lasers emitem luz por meio de um mecanismo diferente daquele de um filamento quente. A luz do laser é, portanto, independente da temperatura do laser e, portanto, radiação não térmica. Mas a luz laser ainda carrega energia e ainda é capaz de aquecer os objetos que atinge. Se você tomar "radiação térmica" como uma radiação que transporta energia e aquece as coisas, como muitos professores pré-universitários fazem, então tudo a radiação é térmica, independente da frequência ou forma espectral. A radiação de um forno de micro-ondas aquece a sopa exatamente da mesma forma que a radiação de uma fogueira aquece os campistas: por meio da radiação eletromagnética. O mal-entendido de que apenas a radiação infravermelha é térmica talvez venha do fato de que os corpos humanos vivos estão em uma temperatura em que sua radiação térmica atinge o pico no infravermelho. Se um soldado deseja ver corpos humanos à noite, ele usa óculos infravermelhos. Mas a radiação térmica do sol atinge o pico na banda de frequência da luz visível, e sua radiação é tão térmica quanto. Na verdade, a maior parte da porção infravermelha da luz solar é absorvida pela atmosfera e não chega até nós na superfície. A luz solar não tem problemas para nos aquecer e sua forma espectral está ligada à temperatura do sol, apesar de conter muito pouca radiação infravermelha.


Por que a radiação IR emite calor, mas a radiação UV não?

Estou pesquisando para um projeto sobre gases do efeito estufa e não consigo encontrar uma resposta sobre o motivo disso. Por favor explique!!

UV tem energia relativamente alta em comparação com IR e é capaz de mover elétrons para um estado de energia mais alta, enquanto IR, ao contrário, é capaz de apenas vibrar levemente as ligações das moléculas e esse movimento é o que causa o calor.

Bem, os dois realmente fazem. 5 Watts de UV absorvidos e 5Watts de infravermelho absorvidos são a mesma quantidade de calor.

O infravermelho tende a ser mais associado ao calor porque coisas quentes emitem mais radiação de corpo negro na faixa do infravermelho. Tornar algo mais quente pode elevar o pico da frequência do corpo negro para a faixa de luz visível e até mesmo para ultravioleta e além, mas nessas temperaturas as coisas tendem a pegar fogo.

O efeito estufa funciona porque o vidro (ou gases do efeito estufa, no caso da Terra) absorve o infravermelho, evitando que o calor que normalmente seria perdido para o exterior através da radiação do corpo negro escape. A verdadeira fonte de calor em primeiro lugar é a luz de espectro total do sol, que inclui luz ultravioleta e luz visível.

É o contrário: coisas quentes emitem radiação IV e não UV. A razão é que a radiação IR tem baixa energia o suficiente para que nossas coisas terrestres quentes possam emiti-la para que uma coisa quente emita UV, ela deve ser astronomicamente quente, como uma estrela ou uma tocha de soldagem elétrica.

Ambas são formas de energia, portanto, são “calor”. Só podemos sentir a energia IV como calor porque nossos corpos têm sensores em nossa pele que podem reconhecê-la como calor. Você pode ser queimado por raios ultravioleta sem realmente sentir (como uma queimadura de sol).

Com relação aos gases do efeito estufa, ambos são formas de calor, mas o IR é aquele preso pelos gases do efeito estufa e devolvido à terra, é também o principal tipo de calor gerado a partir da terra e enviado para o espaço (a terra é uma bola gigante de ferro fundido com uma crosta fina do lado de fora, afinal).

O calor não é uma coisa por si só. O calor é a transferência de energia em um sistema termodinâmico. Um objeto pode emitir ou absorver radiação IR e UV. Portanto, IR e UV podem transferir calor, mas não são calor por si próprios.

Se um objeto for atingido por radiação eletromagnética e absorvido, você irá aquecê-lo, independentemente se for UV, luz visível, infravermelho ou outras faixas de frequência como microondas, ondas de rádio, raios X ou raios gama.

Uma forma de transferir calor por meio de radiação. Todos os objetos emitem radiação térmica que é radiação eletromagnética, a faixa de frequência e a quantidade de radiação em cada frequência depende da temperatura.

A energia da luz infravermelha mais lenta por fóton do que a luz visível e a ultraviolenta tem maior. Fótons de alta energia requerem temperatura de objeto mais alta

Coisas que estão na temperatura normal da superfície da Terra apenas emitem luz infravermelha.

Para emitir luz visível, eles precisam ter 525 ° C, 977 ° F, 798K que os humanos possam ver como um brilho. Portanto, se você aquecer metais, rochas como lava ou qualquer outra coisa, é quando eles começam a emitir luz visível.

Em algum ponto, eles começam a emitir luz ultravioleta também e o sol a 5.778 K (5.505 ° C, 9.941 ° F) emite muito ultravioleta. A temperatura necessária não é comum na Terra, mas ela é atingida quando você usa equipamentos de soldagem, especialmente soldagem em arco eclético.

Os humanos costumam chamar a radiação infravermelha de calor, mas isso ocorre apenas porque sentir como ela aquece nossa pele é a única maneira de detectá-la sem instrumentos. A luz visível aquece você da mesma maneira, mas podemos ver isso.

O resultado é que se um objeto estiver quente o suficiente, ele emite luz ultravioleta como o sol, mas em uma temperatura mais baixa, nenhuma luz visível ou ultravioleta será emitida.

Os gases de efeito estufa são aqueles que absorvem bem as frequências de luz que a terra emite, mas são transparentes as principais frequências que o sol emite.

A radiação IV não emite calor. Em vez disso, ele aquece as coisas que atinge.

O espectro completo do eletroímã é o seguinte, do comprimento de onda mais longo ao mais curto.

Rádio, Micro, infravermelho, visível, uv, raio-x, gama.

As ondas de rádio são muito longas. Os usados ​​para comunicação normalmente têm comprimentos de onda medidos em pés. É por isso que a antena longa, para que a onda completa possa ser capturada.

Microondas mais curtas e ondas infravermelhas mais longas são muito bem absorvidas pela água. É por isso que as microondas são usadas para aquecer alimentos e a luz infravermelha pode aquecer sua pele e mostrar que você está perto de algo quente.

As ondas ultravioleta são tão pequenas que não afetam as coisas na escala dos objetos, mas na escala dos átomos. Eles produzem radiação de luz que é descrita como & # 8220ionizante & # 8221 uma maneira elegante de dizer que eles podem quebrar moléculas. A molécula mais importante para nós, humanos, é o DNA, que os raios ultravioleta podem destruir, causando a morte celular e subsequentes queimaduras solares. No entanto, essa quebra de moléculas não faz realmente com que o objeto do qual fazem parte aqueça em grande escala e, portanto, o calor não é sentido pelas pessoas.

Existe um fenômeno físico conhecido como radiação de corpo negro. Em termos mais simples, à medida que os objetos aquecem, eles emitem luz. Quanto mais quentes são os objetos, mais poderosa é a luz que eles emitem. Você pode pesquisar no Google fotos que mostrem os espectros emitidos por diferentes temperaturas, mas é o que ocorre com as velhas lâmpadas incandescentes, por que as coisas brilham quando ficam quentes e por que existem chamas. Normalmente, porém, as coisas que os humanos aquecem produzem a maior parte de sua radiação na forma de infravermelho. É por isso que você pode sentir o calor de um fogo forte a poucos metros de distância. Você não está sendo aquecido pelo ar, mas pela luz infravermelha. Existem também vários aquecedores internos que explodem uma sala com infravermelho.


Estrela cadente

O raio de luz nesta fotografia notável é uma "estrela cadente", uma minúscula partícula de detritos espaciais queimando ao entrar na atmosfera da Terra.

A olho nu, uma estrela cadente aparece como um flash fugaz de luz branca. Esta imagem, no entanto, documenta a aparência de um amplo espectro de cores produzidas pelo objeto enquanto ele se aproxima da Terra. Essas cores são previsíveis: primeiro vermelho, depois branco e, finalmente, azul. Se o meteoro (estrela cadente) for grande o suficiente para sobreviver à queda através da atmosfera, ele esfria e não emite nenhuma luz visível.

As cores desta estrela cadente também podem indicar os minerais que compõem a rocha espacial. Elementos diferentes emitem luz de cores diferentes quando queimam. O ferro, um dos elementos mais comuns encontrados em meteoros, brilha em amarelo. Os silicatos, que contêm uma forma do elemento silício, brilham em vermelho. Um brilho verde, claramente visível no rastro desta estrela cadente, indica a presença de cobre em chamas.

Entender como, por que e quando essas cores aparecem é a ciência da espectroscopia.


Não há necessidade de equipamento profissional

Mas esses eventos não são fáceis de detectar e, até agora, pensava-se que era necessário um telescópio superpoderoso para ter a chance de ver uma dessas ocorrências.

No entanto, de acordo com Mariko Kimura e seus colegas da Universidade de Kyoto, no Japão, isso pode não ser mais verdade. Olhando para um buraco negro na constelação de Cygnus, a 7.800 anos-luz da Terra, a equipe de Kimura e rsquos voltou ao longo dos anos.

O buraco negro, situado em um sistema binário chamado V404 Cygni, permaneceu adormecido por um quarto de século, até um evento de duas semanas no ano passado. A atividade do disco de acreção foi tão proeminente durante aquele feitiço que o buraco negro, por um breve período, se tornou uma das fontes de raios-X mais brilhantes do universo.

Isso resultou em uma centelha de luz, visível para astrônomos amadores com apenas um telescópio de 20 cm.


Quão fria é uma estrela anã Y? Até você está mais quente

Os cientistas descobriram o tipo mais frio de corpos estelares conhecidos, que às vezes pode ser mais frio do que o corpo humano.

Os astrônomos perseguiram sem sucesso essas entidades escuras, chamadas anãs Y, desde que sua existência foi teorizada há mais de uma década. Eles são quase impossíveis de ver dependendo da luz visível, mas com a visão infravermelha do telescópio espacial WISE da NASA, os pesquisadores finalmente detectaram o brilho fraco de seis anãs Y relativamente perto do nosso sol, a uma distância de cerca de 40 anos-luz.

As anãs Y são os membros mais frios de corpos estelares conhecidos como anãs marrons, que são objetos estranhos às vezes conhecidos como estrelas falhadas.

As anãs marrons são muito insignificantes para forçar os átomos a se fundirem e liberar energia nuclear e, portanto, têm apenas o pouco calor com o qual nasceram. Esse calor diminui com o tempo até que toda a luz que eles emitem esteja em comprimentos de onda infravermelhos. [Fotos do telescópio WISE da NASA]

Até agora, o WISE ajudou a encontrar 100 novas anãs marrons.

As mais frias "estrelas fracassadas"

Para ver o quão frio era o mais frio desses anões Y, os pesquisadores usaram o telescópio espacial Hubble da NASA para analisar seu padrão de luz. Eles descobriram que esta anã Y mais fria, conhecida como WISE 1828 + 2650, era mais fria do que 80 graus Fahrenheit (25 graus Celsius).

"As anãs marrons que estávamos transformando antes desta descoberta eram mais parecidas com a temperatura do seu forno", disse o astrônomo Davy Kirkpatrick, membro da equipe científica do WISE no Instituto de Tecnologia da Califórnia em Pasadena, e autor principal de um estudo sobre os 100 novos anãs marrons. "Com a descoberta dos anões Y, mudamos da cozinha para as partes mais frias da casa."

A mais próxima dessas anãs Y, WISE 1541-2250, está a 9 anos-luz de distância. Em comparação, a estrela alienígena mais próxima de nós, Proxima Centauri, está a cerca de 4 anos-luz de distância. [Vídeo: Tornando-se SÁBIO com as anãs marrons]

"Encontrar anãs marrons perto de nosso sol é como descobrir que há uma casa escondida em seu quarteirão que você não conhecia", disse o astrônomo Michael Cushing, membro da equipe WISE do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA em Pasadena, Califórnia, e autor principal do livro o estudo sobre as anãs Y. "É emocionante para mim saber que temos vizinhos por aí a serem descobertos. Com o WISE, podemos até encontrar uma anã marrom mais perto de nós do que nossa estrela mais próxima conhecida."

As anãs marrons mais frias até agora foram as anãs T, que esfriam até cerca de 440 graus Fahrenheit (225 graus C). Descobertos pela primeira vez em números consideráveis ​​no final da década de 1990, os anões levaram os astrônomos a perguntar se poderia haver anões ainda mais frios, disse Kirkpatrick ao SPACE.com & mdash por exemplo, aqueles que podem ser mais antigos e, portanto, com mais tempo para esfriar, ou menos massivos e com menos calor para começar, ou ambos.

Classificando anãs marrons

Os cientistas nomearam estrelas e anãs marrons com base em suas temperaturas, "com as estrelas 'O' sendo as mais quentes, e agora as anãs 'Y' sendo as mais frias '", explicou Cushing.

A maioria das letras do alfabeto já tem fortes associações com outros objetos astronômicos, então "depois de eliminar essas letras 'usadas' da consideração, realmente restam apenas algumas, e essas são H, Y e Z", acrescentou Cushing. "Como Y vem depois de T, achamos que era a escolha apropriada. Usar Y também deixa espaço para uma classe 'Z' adicional se os astrônomos descobrirem objetos ainda mais frios."

Uma melhor compreensão das anãs Y poderia esclarecer como as estrelas e os planetas se formam.

"Anãs marrons em geral, e anãs Y especificamente, são uma ponte maravilhosa entre a astrofísica estelar e planetária, porque pensamos que as anãs marrons se formam como estrelas, mas em muitos aspectos se parecem mais com planetas gigantes gasosos como Júpiter", disse Cushing ao SPACE.com. "Portanto, quando estudamos as anãs Y, não estamos apenas aprendendo sobre estrelas, mas também sobre as condições dos exoplanetas gigantes gasosos.

"Anãs marrons também são muito mais fáceis de observar porque, em geral, não se perdem no brilho de uma estrela-mãe extremamente brilhante como a maioria dos exoplanetas."

"Nosso objetivo final é determinar qual é a anã marrom menos massiva que a natureza pode formar e quantas dessas anãs marrons frias existem perto do sol", acrescentou Cushing. "Essas informações nos ajudarão a entender como estrelas de baixa massa e anãs marrons se formam em geral. Portanto, continuaremos pesquisando no céu usando o WISE para anãs Y ainda mais frias. Também queremos começar a estudar as anãs Y conhecidas em mais detalhes determinar estimativas de temperatura mais precisas, estimar suas massas, determinar se algum deles é realmente um sistema binário e assim por diante.

"O maior obstáculo no estudo das anãs Y é que elas são extremamente fracas, então precisamos dos maiores telescópios absolutos da Terra e do Telescópio Espacial Hubble - e em alguns casos esses telescópios provavelmente ainda não são sensíveis o suficiente."

Os cientistas detalharam suas descobertas sobre as anãs Y em um artigo publicado no Astrophysical Journal e sobre as 100 novas anãs marrons em um estudo publicado no Astrophysical Journal Supplement Series.


4 respostas 4

A radiação térmica é emitida por qualquer superfície com temperatura superior ao zero absoluto. Portanto, a resposta curta à sua pergunta é sim. A luz (radiação eletromagnética) de qualquer frequência aquecerá as superfícies que a absorvem. No caso da Fluorescência, a luz emitida tem um comprimento de onda maior (menor frequência) e, portanto, menor energia, por isso você sente que o calor está ausente.

Há uma espécie de resposta duplicada aqui Aquece-se à luz e talvez ao lê-la, você possa obter uma imagem melhor de como funciona o processo de propagação das frequências eletromagnéticas.

Não tenho certeza de que ele responde sua pergunta diretamente, portanto, espero que esta resposta, ou uma melhor que venha depois, preencherá os espaços em branco.

Quando a luz visível é produzida, sempre há alguma probabilidade, e pode ser uma probabilidade extremamente pequena, por causa da natureza quântica da radiação eletromagnética, de que você também receberá fótons da extremidade inferior do espectro, ou seja, neste particular caso, radiação infravermelha (calor).

Se você pode realmente detectar esse calor depende de quão sensível é seu aparelho de medição e também em que comprimento de onda a fonte de luz é projetada para emitir radiação.

A energia térmica está sempre presente quando a luz é emitida, especialmente para luz brilhante (mais energia)?

Portanto, se uma lâmpada é projetada para produzir principalmente luz ultravioleta, há menos chance de calor infravermelho, na outra extremidade do espectro de luz visível, ser produzido, mas se a luz for projetada principalmente para níveis de energia luminosa próximos ao infravermelho, então há pode haver uma maior probabilidade de radiação de calor vermelho infred dispersa sendo produzida.

Por fim, as lâmpadas LED, como você provavelmente sabe, operam em temperaturas mais frias do que as antigas lâmpadas incandescentes, conforme demonstrado neste link: Lâmpadas LED

O diagrama abaixo mostra como a radiação infravermelha chega na extremidade de menor energia da seção de luz visível do espectro e-m.

EDIT: Abanob estende minha resposta e corrige minha suposição de que apenas o alcance da luz visível está envolvido neste post. Veja também os comentários de James sobre lasers, que são muito eficientes. FIM


Assista o vídeo: O que é luz? Espectro da luz visível - Física ANDRÉ PAKITO (Agosto 2022).