Estrela numa Caixa

Explora o ciclo de vida de uma estrela com a atividade Estrela numa Caixa.

Breve descrição

Já imaginou o que acontece às diferentes estrelas, no céu noturno, à medida que envelhecem? A simulação Estrela numa Caixa permite explorar o ciclo das estrelas. É dada vida a estrelas com diferentes massas iniciais e elas vão mudando à medida que envelhecem. Algumas estrelas têm uma vida muito ativa e dramática. Outras mudam muito pouco em milhões de milhões de anos. A aplicação permite visualizar as mudanças na massa, tamanho, brilho e temperatura em todos os diferentes estágios de evolução.

Winner First Prize of Scientix Award

Objetivos

  • Compreender as diferenças nos ciclos de vida das estrelas com diferentes massas iniciais.
  • Demonstrar a utilização de ferramentas gráficas para explorar diferentes aspetos físicos de um sistema complexo.

Objetivos de aprendizagem

  • Descrever a relação entre a massa da estrela e o seu tempo de vida.
  • Indicar que as estrelas acima de uma determinada massa terminam o seu ciclo de vida com numa Supernova.
    • Dar nome aos estágios principais do ciclo de vida das estrelas, para estrelas de diferentes massas.
  • Descrever a relação entre a massa da estrela, a sua idade e a sua posição no diagrama Hertzsprung-Russell.

Avaliação

A exatidão das suas respostas pode ser a base de avaliação da compreensão dos alunos. Contudo um feedback mais detalhado pode ser obtido conversando individualmente com os alunos.

  • Pergunte aos alunos para contar o que acontece a uma estrela de uma massa solar enquanto ela se move ao longo do gráfico.
  • Pergunte aos alunos porque diferentes massas iniciais de uma estrela levam a diferentes ciclos de vida, quais são as principais diferenças e o que lhes acontece no final do das suas vidas.

Material

  • Computador com Internet
  • Fichas de trabalho Estrela numa Caixa

Informações de referência

  • Antes do início da atividade, os alunos devem compreender o que é uma estrela.
  • Os alunos devem estar familiarizados com o conceito de queima/fusão de hidrogénio.
  • Os alunos devem saber ler e utilizar gráficos para exibir e discernir informação.
  • Os professores podem utilizar a apresentação em Powerpoint disponibilizada para leccionar o ciclo de vida das estrelas, antes de iniciar esta atividade (disponível em http://lcogt.net/education/starinabox).

Descrição da atividade completa

A aplicação Estrela numa Caixa está disponivel em http://lcogt.net/starinabox

Nível Secundário

Passo 1

  • Abre a tampa da tua Estrela numa Caixa.
  • O gráfico é um diagrama de Hertzsprung-Russell da luminosidade de uma estrela em função da sua temperatura.
  • O painel de informação permite-te comparar o Sol com a tua estrela. Ele compara o raio relativo, temperatura de superfície, brilho (luminosidade) e massa da tua estrela, com o Sol.

Passo 2

A Evolução do Sol durante o seu tempo de vida.

Carrega no botão “Iniciar” em baixo do diagrama de Hertzsprung-Russell para mostrar a evolução do Sol. Indica o nome de três estágios do ciclo de vida do Sol, apresentados no diagrama de Hertzsprung-Russell.

  • Estágio 1:
  • Estágio 2:
  • Estágio 3:

Utiliza a tabela abaixo para descrever pelas quais o Sol vai passar entre os diferentes estágios.

  • Indica se “Aumenta”, “Diminui” ou “Permanece Igual” para cada uma das colunas da tabela, indicando também os valores numéricos iniciais e finais.

Consulta o separador “Brilho”:

  • Em que estágio do seu ciclo de vida o Sol está mais brilhante?
  • Neste momento, qual a idade do Sol (em Milhares de Anos)? Consulta o separador “Temperatura à superfície”:
  • Em que estádio do seu ciclo de vida o Sol terá a sua temperatura mais elevada?
  • Em Kelvin, qual será a sua temperatura mais elevada? Consulta o separador “Fases na vida da tua estrela”:
  • Em que estádio do seu ciclo de vida é que o Sol estará mais tempo?
  • Em Milhares de Anos, quanto tempo passará nesse estágio? Consulta o separador “Massa”:
  • O que acontece à massa do Sol, à medida que envelhece?
  • Que tipo de estrela o Sol será, no seu final de vida?
  • Qual é o tempo de vida total do Sol?

Passo 3

Explora a evolução de estrelas com diferentes massas iniciais.

Selecciona, por baixo do diagrama de Hertzsprung-Russell, uma massa inicial diferente da massa do Sol. No diagrama de Hertzsprung-Russell, carrega no botão “Iniciar” para visualizares a evolução da nova estrela que criaste. Experimenta algumas estrelas diferentes e depois responde às questões.

Utilizando o diagrama de Hertzsprung-Russell:

  • Onde, na Sequência Principal, as estrelas de menor massa começam?
  • Onde, na Sequência Principal, as estrelas de maior massa começam?

Dependendo da massa inicial, há três possibilidades para o estágio final da estrela. Diz o nome desses três estágios finais possíveis.

Passo 4

Segue a evolução das cinco estrelas de diferentes massas.

Completa a tabela em baixo de acordo com as diferentes massas iniciais das estrelas.. Dica: Pode ser mais fácil utilizar a “Tabela de Dados” da Estrela numa Caixa, para encontrar os valores exatos.

Passo 5

Estuda os dados obtidos para as diferentes estrelas da tabela acima.

Comparando a temperatura:

  • Que estrela atinge a maior temperatura?
  • Em que estágio da sua vida é que atinge essa temperatura? Comparando luminosidades:
  • Que estrela atinge a maior luminosidade?
  • É a estrela que tem a mesma massa que aquela que atinge a maior temperatura?

Passo 6

Questões de Escolha Múltipla. Escolhe a resposta correta.

Em que tipo de estrela se torna o Sol depois de sair da Sequência Principal?

  • Estrela de Neutrões
  • Anã Vermelha
  • Gigante Vermelha
  • Supergigante Vermelha

Qual o principal fator que determina o estágio que a estrela vai seguir, depois da Sequência Principal?

  • Massa
  • Luminosidade
  • Temperatura
  • Raio

A massa da estrela Betelgeuse é muito maior que a massa do Sol, assim, o seu tempo de vida será:

  • Maior que o do Sol
  • O mesmo que o do Sol
  • Menor que o do Sol

Comparando a altura a que a estrela entra na Sequência Principal, a massa da estrela no final do seu ciclo de vida vai:

  • Ser maior
  • Ser a mesma
  • Ser menor
  • Depende do tipo de estrela

O Sol vai passar a maior parte da sua vida em que estágio?

  • Sequência Principal
  • Gigante Vermelha
  • Anã Vermelha
  • Anã Branca

(soluções emt: http://goo.gl/tlaEH1)

Currículo

Space Awareness curricula topics (EU and South Africa)

Our wonderful Universe, stars

National Curricula UK

GCSE, physics: AQA Science A, Edexcel, OCR A, OCR B, WJEC

GCSE, astrophysics: Edexcel

A level, physics: AQA, Edexcel, OCR A, OCR B, WJEC

KS3, physics: space physics

KS2, year 5, science: Earth and space

Informações adicionais

Conclusão

A atividade termina quando os alunos completaram as fichas de trabalho. O professor deve discutir as respostas dadas pelos alunos nas suas fichas.

This resource was developed by Edward Gomez, LCOGT and peer-reviewed by astroEDU. Translated in Portuguese by César Marques.

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Tópico curricular
stars
Grande ideia científica
Palavras-chave
Stars, Lifecycle of stars, Evolution, Interactive
Faixa etária
10 - 19
Nível de ensino
Middle School, Secondary School, Informal
Duração
30min
Dimensão do grupo
Group
Controlo de segurança
Unsupervised
Custo
Average (5 - 25 EUR)
Localização
Indoors (small, e.g. classroom)
Competências básicas
Constructing explanations, Engaging in argument from evidence, Communicating information
Tipo de atividade de aprendizagem
Partial enquiry
Autor da atividade
Edward Gomez, LCOGT
Ligação à atividade de origem
Repositórios
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