Um exoplaneta orbita uma estrela com luminosidade L = 0,25·L_sol. Considere L_sol = 3,9×10^26 W e a constante…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Analisar as diversas formas de manifestação da vida em seus diferentes níveis de organização, bem como as condições ambientais favoráveis e os fatores limitantes a elas, 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
Um exoplaneta orbita uma estrela com luminosidade L = 0,25·L_sol. Considere L_sol = 3,9×10^26 W e a constante solar terrestre S0 = 1360 W·m^-2. Calcule a distância r em metros e em unidades astronômicas para a região onde o fluxo recebido é igual a S0, usando S = L/(4pr^2). Em seguida, discuta dois fatores físicos adicionais que podem afetar a habitabilidade do planeta.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
Cálculo: L = 0,25·3,9·10^26 = 9,75·10^25 W. r = sqrt(L/(4pS0)) = sqrt(9,75·10^25 /(4p·1360)) ˜ 7,56·10^10 m ˜ 0,50 AU (1 AU = 1,5·10^11 m). Fatores a discutir: 1) Atmosfera (composição e efeito estufa) que regula temperatura superficial; 2) Campo magnético e perda atmosférica (proteção contra vento estelar). Outras considerações relevantes: albedo, marés/tidal locking e geologia interna para reciclagem de voláteis.
Explicação
O cálculo da luminosidade do exoplaneta permite determinar a distância a que ele deve estar da estrela para receber um fluxo solar equivalente ao da Terra, utilizando a fórmula de fluxo luminoso. A conversão de metros para unidades astronômicas facilita a interpretação da distância em um contexto astronômico familiar. Além disso, os fatores discutidos, como a atmosfera e o campo magnético, são cruciais para a habitabilidade, pois influenciam a temperatura e a proteção contra radiação e perda de gases.
Raio-X da questão
fluxo luminoso e habitabilidade
avaliacao
fluxo luminoso · unidades astronômicas
Revisar a relação entre luminosidade, fluxo e distância em astrofísica.
O aluno pode confundir a fórmula do fluxo luminoso, aplicando incorretamente a distância ou a luminosidade da estrela.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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