Lição de casa da aula: Detectando Exoplanetas Usando o Efeito Doppler Física

Nesta atividade, nós vamos praticar a determinar as propriedades dos exoplanetas usando medidas do desvio Doppler da luz de sua estrela hospedeira.

Questão 1

O diagrama mostra um exoplaneta orbitando uma estrela em um sistema estelar distante. No instante mostrado no diagrama, a luz proveniente da estrela seria deslocada para o vermelho, deslocada para o azul ou inalterada em comparação com se a estrela estivesse em repouso em relação ao centro de massa do sistema?

  • ADeslocada para o vermelho
  • BDeslocada para o azul
  • CInalterada

Questão 2

O diagrama mostra um exoplaneta orbitando uma estrela em um sistema estelar distante. No instante mostrado no diagrama, a luz proveniente da estrela seria deslocada para o vermelho, deslocada para o azul ou inalterada, em comparação com se a estrela estivesse em repouso em relação ao centro de massa do sistema?

  • ADeslocada para o azul
  • BDeslocada para o vermelho
  • CInalterada

Questão 3

O diagrama mostra um exoplaneta orbitando uma estrela em um sistema estelar distante. No instante mostrado no diagrama, a luz proveniente da estrela seria deslocada para o vermelho, para o azul ou inalterada em comparação com se a estrela estivesse em repouso em relação ao centro de massa do sistema?

  • AInalterada
  • BDeslocada para o vermelho
  • CDeslocada para o azul

Questão 4

O diagrama mostra parte do espectro de luz proveniente de uma estrela distante, bem como parte do espectro de emissão de hidrogênio de uma amostra de laboratório. Ambos os espectros mostram a mesma linha espectral de hidrogênio, mas a linha foi alterada para o azul na luz da estrela.

Qual é a diferença no comprimento de onda, Δ𝜆, da linha espectral entre a luz da estrela distante e a luz da amostra de laboratório? Dê sua resposta para o mais próximo 0,0001 nm.

Use a fórmula 𝑣=Δ𝜆𝜆𝑐, onde 𝜆 é o comprimento de onda da linha espectral na amostra de laboratório e 𝑐 é a velocidade da luz, para encontrar 𝑣, a velocidade da estrela em direção ou afastamento da Terra. Use um valor de 3×10 m/s para 𝑐. Dê sua resposta ao metro por segundo mais próximo.

Questão 5

O diagrama mostra parte de um espetro de luz que vem de uma estrela distante em dois instantes diferentes. As duas riscas no espetro de luz que vêm da estrela estão ambas nos 656 nm da risca de emissão do hidrogénio. Parte do espetro de luz de uma amostra de laboratório de hidrogénio gasoso está também apresentado no diagrama.

Quais das duas riscas, A ou B, pertence ao espetro de luz da estrela que foi medido quando a estrela se afastava da Terra?

  • AB
  • BA

Quais das duas riscas, A ou B, pertence ao espetro de luz da estrela que foi medido quando a estrela se aproximava da Terra?

  • AB
  • BA

Questão 6

Um cientista está tentando determinar se uma estrela distante tem um exoplaneta em órbita ao seu redor. Ele passa a luz que vem da estrela por um espectrômetro. Como a estrela é composta principalmente de hidrogênio, as linhas de emissão de hidrogênio aparecem no espectro de luz que vem da estrela. Parte do espectro de luz da estrela é mostrado no diagrama, junto com parte do espectro de emissão de hidrogênio de uma amostra de laboratório. Ambos os espectros mostram a mesma linha de emissão de hidrogênio.

A luz da estrela foi deslocada para o vermelho ou para o azul?

  • Adeslocada para o azul
  • Bdeslocada para o vermelho

A estrela estava se afastando da Terra ou em direção à Terra quando este espectro foi obtido?

  • ALonge da terra
  • BEm direção à terra

Questão 7

Uma cientista está tentando determinar se uma estrela distante tem um exoplaneta em órbita ao seu redor. Ela passa a luz que vem da estrela por um espectrômetro. Como a estrela é composta principalmente de hidrogênio, as linhas de emissão de hidrogênio aparecem no espectro de luz que vem da estrela. Parte do espectro de luz da estrela é mostrado no diagrama, junto com parte do espectro de emissão de hidrogênio de uma amostra de laboratório. Ambos os espectros mostram a mesma linha de emissão de hidrogênio.

A luz da estrela foi deslocada para o vermelho ou para o azul?

  • ADeslocada para o vermelho
  • BDeslocada para o azul
  • CNem deslocada para o vermelho nem para o azul

A estrela estava se afastando da Terra ou estava em direção à Terra quando este espectro foi obtido?

  • AAfastando da Terra
  • BEm direção à Terra

Questão 8

O diagrama mostra parte do espectro de luz proveniente de uma estrela distante, bem como parte do espectro de emissão de hidrogênio de uma amostra de laboratório. Ambos os espectros mostram a mesma linha espectral de hidrogênio, mas a linha foi desviada para o vermelho na luz da estrela.

Qual é a diferença no comprimento de onda, Δ𝜆, da linha espectral entre a luz da estrela distante e a luz da amostra de laboratório? Dê sua resposta para o mais próximo 0,0001 nm.

Use a fórmula 𝑣=Δ𝜆𝜆𝑐, onde 𝜆 é o comprimento de onda da linha espectral na amostra de laboratório e 𝑐 é a velocidade da luz, para encontrar 𝑣, a velocidade da estrela em direção ou afastamento da Terra. Use um valor de 3×10 m/s para 𝑐. Dê sua resposta ao metro por segundo mais próximo.

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