Preparando um roteiro fictício de planetário, estudantes comparam espectros simulados de dois objetos gasosos…

Questão

Preparando um roteiro fictício de planetário, estudantes comparam espectros simulados de dois objetos gasosos. No objeto I, uma linha do ferro, cuja referência é 500 nm, foi registrada em 505 nm, e o material ocupa uma região de 12 pc. No objeto II, uma linha do carbono de referência 600 nm foi observada em 600,03 nm, formando uma casca de 1 pc ao redor de uma estrela fria e brilhante. Para ambos, vale Delta lambda/lambda = v/c, com c = 3 x 10^8 m/s. Modelos simplificados indicam que ventos de estrelas evoluídas têm velocidades da ordem de 10^4 m/s, enquanto ejeções explosivas atingem a ordem de 10^6 m/s. Os estudantes devem relacionar os dados espectrais aos processos que levam elementos ao meio interestelar. Analise os deslocamentos espectrais e os modelos apresentados e identifique a interpretação que relaciona os materiais às fases finais de suas estrelas de origem.

1. A) Relaciona o ferro e o carbono a uma mesma ejeção lenta, tomando as linhas espectrais como evidência de origem comum.
2. B) Relaciona o ferro e o carbono à produção primordial, atribuindo seus deslocamentos apenas à expansão do Universo.
3. C) Relaciona os deslocamentos à criação dos elementos pela radiação, dispensando reações no interior das estrelas.
4. D) Relaciona o ferro à ejeção explosiva e o carbono a vento estelar lento, indicando fontes distintas de enriquecimento.
5. E) Relaciona o ferro a vento estelar lento e o carbono à ejeção explosiva, supondo que a massa do núcleo determina a velocidade.

✅ Resposta correta: alternativa D

Resolução passo a passo

1. Calcule a velocidade do objeto I. A variação do comprimento de onda é 505 - 500 = 5 nm, logo Δλ/λ = 5/500 = 0,01. Então v = 0,01 × 3 x 10^8 = 3 x 10^6 m/s, da ordem de 10^6 m/s, compatível com ejeções explosivas. Passo 2: Calcule a velocidade do objeto II. A variação é 600,03 - 600 = 0,03 nm, logo Δλ/λ = 0,03/600 = 5 x 10^-5. Então v = 5 x 10^-5 × 3 x 10^8 = 1,5 x 10^4 m/s, da ordem de 10^4 m/s, compatível com ventos de estrelas evoluídas. Passo 3: Associe cada elemento ao processo. O ferro está ligado à ejeção explosiva (fim de vida de estrelas massivas, como supernovas) e o carbono ao vento lento de uma estrela evoluída (fase de gigante vermelha). Isso indica fontes distintas de enriquecimento do meio interestelar, o que corresponde à alternativa D, em concordância com o gabarito oficial. Passo 4: A alternativa A está errada, pois as velocidades calculadas diferem em duas ordens de grandeza, o que não sustenta uma origem comum. A alternativa B está errada, pois os deslocamentos são efeito Doppler de gás em movimento, e não expansão cósmica. A alternativa C está errada, pois a radiação não cria elementos, e a nucleossíntese ocorre no interior das estrelas e em explosões. A alternativa E está errada, pois inverte a associação dos processos com os elementos e a massa do núcleo não é o fator dado para determinar a velocidade.

💡 Dica: Calcule os deslocamentos espectrais e compare com as velocidades típicas para identificar os processos.

Alternativa por alternativa

Raio-X da questão

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