Questões BNCC EM13CNT209

Em um parque nacional reconhecido pela qualidade do céu noturno, estudantes utilizaram uma simulação para investigar três nuvens interestelares.

Nuvem 1: formada principalmente por hidrogênio e hélio, sem influência de estrelas anteriores.
Nuvem 2: enriquecida por carbono e nitrogênio liberados por estrelas de baixa massa no fim de sua evolução.
Nuvem 3: enriquecida por carbono, oxigênio, silício e ferro após a explosão de estrelas massivas.

A simulação indicou que todas as nuvens poderiam sofrer contração gravitacional e originar novas estrelas.

Com base na evolução estelar e na origem dos elementos, qual nuvem apresenta as condições mais favoráveis à formação de estrelas acompanhadas por planetas rochosos?

Em uma atividade de um museu de astronomia, visitantes analisaram dados simplificados de três sistemas estelares.

Sistema P: estrela formada quase exclusivamente por hidrogênio e hélio; não foram detectados planetas rochosos.
Sistema Q: estrela com pequena proporção de elementos mais pesados que o hélio; há dois planetas rochosos pequenos.
Sistema R: estrela com maior proporção de carbono, oxigênio, silício e ferro; há vários planetas, incluindo corpos rochosos.

O mediador explicou que o Universo primitivo continha principalmente hidrogênio e hélio. Elementos mais pesados foram produzidos no interior de estrelas e em eventos associados às etapas finais de sua evolução, sendo depois dispersos no espaço.

Com base nos dados e no modelo de evolução estelar, qual conclusão explica melhor as diferenças entre os três sistemas?

Durante o turno noturno em uma empresa que desenvolve sensores para telescópios, uma técnica analisou uma simulação da formação de um sistema planetário. A nuvem inicial continha muito hidrogênio e hélio, além de quantidades menores de carbono, oxigênio, silício e ferro. O relatório indicava que parte desse material havia sido lançada ao espaço antes do nascimento da estrela central do sistema.

Qual explicação relaciona corretamente a composição dessa nuvem à evolução estelar e à possibilidade de formação de planetas rochosos?

Após uma noite de céu encoberto, um observatório instalado em uma região montanhosa comparou resultados de uma simulação sobre três sistemas planetários. Na tabela, a expressão "elementos pesados" designa os elementos mais pesados que o hélio.

Sistema 1
Geração da estrela: antiga
Elementos pesados na nuvem de origem: 0,02%
Massa total de corpos rochosos: 0,3 massa terrestre

Sistema 2
Geração da estrela: intermediária
Elementos pesados na nuvem de origem: 1,0%
Massa total de corpos rochosos: 5 massas terrestres

Sistema 3
Geração da estrela: recente
Elementos pesados na nuvem de origem: 2,0%
Massa total de corpos rochosos: 12 massas terrestres

Qual interpretação relaciona corretamente os resultados da simulação à evolução química do Universo?

Uma notícia sobre um levantamento astronômico apresentou dados obtidos pela análise da luz de diferentes estrelas da Via Láctea.

Grupo 1: estrelas muito antigas do halo; índice relativo de ferro: -1,5; baixa ocorrência observada de planetas rochosos.
Grupo 2: estrelas jovens do disco; índice relativo de ferro: 0,0; maior ocorrência observada de planetas rochosos.

Nesse índice, valores menores indicam menor abundância de ferro em comparação com o Sol.

Qual explicação relaciona adequadamente os dados do levantamento à evolução química do Universo e à formação de sistemas planetários?

Em uma feira de bairro, uma atividade de divulgação científica relacionou os elementos presentes em frutas, utensílios metálicos e fragmentos de meteoritos às etapas da evolução estelar. O modelo apresentado considerava que o Universo primitivo era formado principalmente por hidrogênio e hélio; estrelas produziram elementos como carbono, oxigênio e ferro; e eventos energéticos dispersaram parte desses elementos pelo espaço. Posteriormente, uma nuvem enriquecida por esse material originou uma estrela e os corpos que passaram a orbitá-la. Entre esses corpos, formou-se um planeta rochoso com núcleo rico em ferro, água e compostos de carbono.

Qual interpretação do modelo explica corretamente a composição desse planeta e sua relação com a possibilidade de existência de vida?

Pesquisadores acompanham uma nuvem interestelar situada a 2,0 x 10^17 m de um remanescente de supernova. Nessa nuvem, foram detectados ferro e silício, elementos também presentes em poeira que poderá participar da formação de novas estrelas. O remanescente resulta da morte de uma estrela massiva, cujo material se expandiu com velocidade média de 4,0 x 10^6 m/s. Essa velocidade foi estimada pela relação v = d/t, em que d é o deslocamento do material e t é o intervalo de tempo. Os dados permitem investigar como substâncias produzidas no interior de estrelas alcançam regiões distantes da galáxia.

Identifique o processo associado ao remanescente que explica a presença de ferro e silício na nuvem interestelar descrita.

Pesquisadores analisam, em um cenário fictício, estrelas de baixa massa em dois sistemas da mesma galáxia, A e B, formados há 6,0x10^16 s. Como essas estrelas preservam a composição do gás no qual nasceram, seus espectros permitem estimar razões O/Fe. No sistema A, essa razão é 3,0; no B, é 1,0. O modelo adotado considera que estrelas com massa superior a 1,6x10^31 kg encerram sua evolução em cerca de 3,0x10^14 s e lançam grande quantidade de oxigênio em explosões. Já explosões envolvendo anãs brancas ocorrem, em geral, após cerca de 3,0x10^16 s e acrescentam proporcionalmente mais ferro ao meio interestelar. A energia liberada nas reações estelares relaciona-se à massa convertida pela expressão E=mc^2, com c=3,0x10^8 m/s.

Compare as razões O/Fe e os tempos característicos apresentados para inferir a história de formação estelar mais compatível com o sistema A.