Por que alguns remanescentes estelares exibem concentrações incomuns de ferro e níquel? Observações da missão…
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
Por que alguns remanescentes estelares exibem concentrações incomuns de ferro e níquel? Observações da missão NovaX focaram o remanescente de supernova GRS-211. O espectro revelou picos de ferro (Fe) e níquel (Ni) e indicou que esses elementos exigem temperaturas da ordem de 5x10^9 K para sua síntese. Para comparação, a fusão de hidrogênio ocorre a ~1x10^7 K, a de hélio a ~1x10^8 K, a queima de carbono a ~5x10^8 K e a queima de oxigênio a ~2x10^9 K, todas muito inferiores ao necessário. Filamentos ricos em metais pesados foram expulsos em alta velocidade, distribuindo esses núcleos no meio interestelar. Identifique em qual fase da evolução estelar foram sintetizados o ferro e o níquel detectados no remanescente.
- A) Queima de carbono no núcleo em estágio avançado
- B) Explosão de supernova durante o colapso do núcleo
- C) Queima de oxigênio no núcleo em estágio pré-supernova
- D) Fusão de hidrogênio no núcleo durante a sequência principal
- E) Fusão de hélio no núcleo durante a fase de gigante vermelha
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Os dados do enunciado indicam que o ferro e o níquel exigem cerca de 5x10^9 K para serem sintetizados. Esse valor é maior que o de todas as fases de queima citadas (hidrogênio 1x10^7 K, hélio 1x10^8 K, carbono 5x10^8 K e oxigênio 2x10^9 K), então a síntese não pode ocorrer nas fases estáveis normais da estrela. Passo 2: Como a temperatura necessária é superior à da queima de oxigênio, é preciso uma condição extrema, de natureza explosiva, em que o material é aquecido muito rapidamente. Passo 3: Esse cenário corresponde à explosão de supernova, na qual a onda de choque e as reações nucleares rápidas do material em colapso produzem os elementos do pico do ferro, como Fe e Ni, que depois são espalhados no meio interestelar, como o enunciado descreve com os filamentos expulsos em alta velocidade. Passo 4: Por que as outras alternativas estão erradas: A) a queima de carbono acontece a 5x10^8 K, temperatura insuficiente para o ferro e o níquel. C) a queima de oxigênio pré-supernova exige 2x10^9 K, valor ainda abaixo de 5x10^9 K. D) a fusão de hidrogênio na sequência principal ocorre a cerca de 1x10^7 K e produz apenas hélio. E) a fusão de hélio na gigante vermelha ocorre a cerca de 1x10^8 K e produz carbono e oxigênio. Passo 5: Observação: a expressão 'durante o colapso do núcleo' é imprecisa, pois a síntese ocorre sobretudo durante a própria explosão; ainda assim, B é a única alternativa compatível com a temperatura exigida.
💡 Dica: Compare as temperaturas de síntese dos elementos com as fases da evolução estelar.
Alternativa por alternativa
O aluno acredita que a queima de carbono em estágio avançado basta para produzir elementos do pico do ferro, sem comparar a temperatura de 5x10^8 K com os 5x10^9 K exigidos.
Por que engana: Confundir as fases de fusão nuclear e associar incorretamente a síntese de ferro e níquel a fases de temperatura mais baixa.
Temperaturas superiores a 5x10^9 K são atingidas apenas na explosão de supernova, conforme inferido do remanescente.
O aluno associa a fase pré-supernova à produção de ferro, por ser a última queima antes da explosão, e ignora que a temperatura de 2x10^9 K informada no enunciado é insuficiente.
O aluno aplica a ideia de que todos os elementos são formados pela fusão de hidrogênio na sequência principal, confundindo o processo que gera hélio com o que produz metais pesados.
O aluno supõe que as gigantes vermelhas, por serem estrelas evoluídas, produzem os elementos mais pesados pela fusão de hélio, sem perceber que essa fase fica em torno de 1x10^8 K.
Raio-X da questão
síntese de elementos em estrelas
avaliacao
fusão nuclear em estrelas · estágios da evolução estelar
estágios da evolução estelar e síntese de elementos
Confundir as fases de fusão nuclear e associar incorretamente a síntese de ferro e níquel a fases de temperatura mais baixa.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
Questões parecidas com resolução
- Pergunta retórica: de onde vêm os átomos que compõem a Terra? Observações de espectros de remanescentes de supernovas…
- Camadas sedimentares de um deserto remoto guardam microgrãos de material interestelar que remontam à formação do sistema…
- Dados ilustrativos: Estudos de astrofísica mostram que estrelas percorrem diferentes estágios de evolução, nos quais…
- Ao acompanhar uma estrela cerca de 18 vezes mais massiva que o Sol, astrônomos registraram uma sequência de mudanças ao…
- Em 1957, um grupo de astrofísicos reuniu-se em Cambridge para discutir a origem dos elementos químicos no Universo. Na…
- Observações astronômicas indicam que estrelas de diferentes gerações apresentam composições químicas distintas. Modelos…
Todas as questões de Relatividade Restrita (Dilatação do Tempo)
🔎 Procurar outra questão
Procure no banco do GeraProva pelo tema ou por um trecho do enunciado. Cada questão já vem com resolução comentada e a análise de cada alternativa.
Professor: monte a prova com questões como esta, com gabarito e folha de respostas, em 30 segundos. Ver planos · Blog