Considere uma estrela inicial de 15 M? que sofre colapso do núcleo em uma supernova. Que remanescente compacto…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Analisar a evolução estelar associando-a aos modelos de origem e distribuição dos elementos químicos no Universo, compreendendo suas relações com as condições necessárias ao surgimento de sistemas solares e planetários, suas estruturas e composições e as possibilidades de existência de vida, utilizando representações e simulações, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais (como softwares de simulação e de realidade virtual, entre outros).
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Considere uma estrela inicial de 15 M? que sofre colapso do núcleo em uma supernova. Que remanescente compacto é esperado e por quê?
- A) Estrela de nêutrons, pois o núcleo colapsado tem massa típica de cerca de 1,4 M☉.
- B) Gigante vermelha, pois é a fase que se segue ao colapso do núcleo.
- C) Buraco negro, pois toda estrela acima de 10 M☉ forma buraco negro.
- D) Anã branca, pois o núcleo perde quase toda a massa na explosão.
- E) Estrela de nêutrons, pois esse remanescente tem massa sempre superior a 5 M☉.
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- Uma estrela de 15 M☉ queima elementos cada vez mais pesados até formar um núcleo de ferro. Como a fusão do ferro não libera energia, o núcleo perde sustentação e colapsa, e as camadas externas são ejetadas na supernova. Passo 2: O que sobra depende da massa do núcleo que colapsa. Estrelas dessa faixa de massa costumam deixar um núcleo de cerca de 1,2 a 2 M☉, compactado a poucos quilômetros de raio, e a pressão de degenerescência dos nêutrons sustenta esse objeto. Esse é o remanescente esperado: uma estrela de nêutrons. Passo 3: A justificativa da alternativa A é aproximada, pois 1,4 M☉ é um valor típico de massa, não um limite exato. A ideia central, porém, está correta. Passo 4: Por que as outras estão erradas: a B está errada porque a gigante vermelha é uma fase de evolução anterior ao colapso, não um remanescente. A C está errada porque nem toda estrela acima de 10 M☉ forma buraco negro; isso depende de quanta massa resta no núcleo após a explosão, e 15 M☉ tipicamente gera estrela de nêutrons. A D está errada porque anãs brancas se formam de estrelas de baixa massa, sem supernova por colapso de núcleo, e não de estrelas de 15 M☉. A E está errada porque estrelas de nêutrons têm massa de cerca de 1,4 a 2 M☉, e massas acima de cerca de 3 M☉ levariam ao colapso em buraco negro. Conclusão: a alternativa correta é a A, em concordância com o gabarito oficial.
💡 Dica: Relacione a massa do remanescente aos possíveis produtos do colapso estelar.
Alternativa por alternativa
Uma estrela com cerca de 15 massas solares, ao explodir como supernova, costuma deixar uma estrela de nêutrons, com massa típica em torno de 1,4 massa solar.
O aluno confunde a ordem da evolução estelar e trata a gigante vermelha como o objeto que surge depois do colapso, quando ela é uma fase anterior da vida da estrela.
O aluno generaliza um limiar de massa sem considerar que a massa restante do núcleo após a explosão define o remanescente, e assume que qualquer estrela acima de 10 M☉ vira buraco negro.
Por que engana: Generalizar que toda estrela inicial acima de 10 massas solares forma um buraco negro, sem considerar a massa do núcleo remanescente após a supernova.
O aluno acredita que a perda de massa na explosão leva a um remanescente de baixa massa, o que o leva a associar o resultado a uma anã branca, que se forma a partir de estrelas de baixa massa e não de colapso de núcleo em supernova.
O aluno atribui às estrelas de nêutrons uma massa muito acima do valor típico, confundindo-as com objetos de massa maior que o limite em que a estrela de nêutrons não se sustenta mais e vira buraco negro.
Raio-X da questão
Remanescentes de supernovas
avaliacao
Evolução estelar e supernovas · Relação entre massa e gravidade
Revise como a massa do núcleo determina se uma estrela deixa uma estrela de nêutrons ou um buraco negro.
Generalizar que toda estrela inicial acima de 10 massas solares forma um buraco negro, sem considerar a massa do núcleo remanescente após a supernova.
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