Considere uma estrela massiva que, ao final de sua vida, colapsa em um buraco negro. Qual é a condição…
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 massiva que, ao final de sua vida, colapsa em um buraco negro. Qual é a condição necessária para que essa colapsação ocorra?
- A) Massa remanescente inferior a 1,5 M?.
- B) Massa remanescente maior que 2-3 M?.
- C) Temperatura acima de 1.000.000 K.
- D) Menor que a massa do Sol.
- E) Estágio de supernova obrigatoriamente necessário.
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Uma estrela massiva, ao esgotar seu combustível nuclear, perde a pressão de radiação que sustentava suas camadas contra a gravidade. O destino final depende da massa do núcleo que sobra depois da fase de explosão externa. Passo 2: Se o remanescente tem massa pequena, a pressão de degenerescência dos elétrons (anã branca, até cerca de 1,4 massa solar) ou a pressão de degenerescência dos nêutrons (estrela de nêutrons, até cerca de 2 a 3 massas solares) consegue barrar a gravidade e o objeto não colapsa indefinidamente. Passo 3: Quando o remanescente ultrapassa o limite de Tolman-Oppenheimer-Volkoff, de aproximadamente 2 a 3 massas solares, nem a pressão dos nêutrons sustenta o núcleo, e o colapso continua até formar um buraco negro. Passo 4: Portanto, a condição necessária é que a massa remanescente seja maior que 2 a 3 massas solares, o que torna a alternativa B correta e coincide com o gabarito oficial. Passo 5: A alternativa A está errada porque confunde o limite de cerca de 1,4 a 1,5 massa solar, que é o da anã branca, com a condição para formar buraco negro. A alternativa C está errada porque a temperatura do núcleo não define o colapso em buraco negro, que depende da massa. A alternativa D está errada porque uma massa menor que a do Sol gera objetos compactos estáveis, nunca buracos negros. A alternativa E está errada porque o colapso pode ocorrer sem uma supernova, que apenas ejeta as camadas externas e não é requisito para a formação do buraco negro.
💡 Dica: Considere as condições de pressão e temperatura no núcleo da estrela.
Alternativa por alternativa
O aluno associa a formação de buraco negro a um limite de massa baixo, de cerca de 1,5 massa solar, confundindo com o limite de Chandrasekhar das anãs brancas.
Condicão necessária para a formação de um buraco negro.
O aluno acha que a temperatura muito alta do núcleo é a causa do colapso, tomando intuição do dia a dia (calor intenso) como critério astrofísico.
O aluno acredita que objetos menores e mais compactos formam buracos negros, invertendo a relação entre massa e destino final da estrela.
O aluno entende que a supernova é obrigatória para o colapso, quando ela apenas ejeta as camadas externas e não é condição necessária para a formação do buraco negro.
Por que engana: Confundir a massa crítica necessária para o colapso em buraco negro, escolhendo valores incorretos ou condições irrelevantes como temperatura.
Raio-X da questão
colapso de estrela
avaliacao
colapso gravitacional estelar · massa crítica para buraco negro
Revisar as condições para a formação de buracos negros.
Confundir a massa crítica necessária para o colapso em buraco negro, escolhendo valores incorretos ou condições irrelevantes como temperatura.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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