Questões BNCC EM13CNT209

Em uma exposição itinerante de astronomia, um painel compara registros de uma estrela semelhante ao Sol em diferentes momentos de sua história. O material informa que a contração de uma nuvem de gás origina uma protoestrela; quando o núcleo se torna suficientemente quente, inicia-se a fusão de hidrogênio e a estrela permanece estável por longo período. Após o consumo do hidrogênio central, suas camadas externas se expandem e se resfriam, enquanto o núcleo se contrai e pode atingir condições para a fusão de hélio. Ao fim desse processo, a estrela perde suas camadas externas e resta um núcleo quente e muito denso. Outro trecho do painel ressalta que a massa inicial controla a pressão e a temperatura máximas atingidas no núcleo.

Com base nas informações do painel, analise a evolução dessa estrela de baixa massa. Em sua resposta: a) organize e justifique a sequência das etapas desde a protoestrela até o remanescente final; b) relacione as fusões de hidrogênio e de hélio aos elementos leves produzidos; e c) explique por que essa trajetória não chega à produção de ferro.

Um levantamento astronômico simulou um censo de duas regiões da Via Láctea. A expressão "elementos pesados" designa, nesse levantamento, os elementos mais pesados que o hélio.

Região do halo galáctico:
Idade média das estrelas: 12 bilhões de anos
Hidrogênio e hélio: 99,9% da massa
Elementos pesados: 0,1% da massa
Sistemas com planetas rochosos detectáveis: 2 em cada 100 estrelas

Região do disco galáctico:
Idade média das estrelas: 5 bilhões de anos
Hidrogênio e hélio: 98% da massa
Elementos pesados: 2% da massa
Sistemas com planetas rochosos detectáveis: 18 em cada 100 estrelas

O modelo considera que as primeiras estrelas se formaram a partir de matéria produzida nas etapas iniciais do Universo e que parte da matéria dessas estrelas foi devolvida ao espaço ao longo de sua evolução.

Analise os dados do censo simulado e explique, com base na evolução estelar, por que as duas regiões apresentam diferentes proporções de elementos pesados e de sistemas com planetas rochosos, relacionando essa diferença às condições necessárias, mas não suficientes, para a existência de vida.

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?