Uma estrela de nêutrons é o objeto astrofísico mais denso que conhecemos, em que uma massa maior que a massa do Sol ocupa uma região do espaço de apenas alguns quilômetros de raio. Essas estrelas realizam um movimento de rotação, emitindo uma grande quantidade de radiação eletromagnética a uma frequência bem definida. Quando detectamos uma estrela de nêutrons através desse feixe de radiação, damos o nome a esse objeto de Pulsar. Considere que um Pulsar foi detectado, e que o total de energia cinética relacionada com seu movimento de rotação equivale a 2 × 10^42 J. Notou-se que, após um ano, o Pulsar perdeu 0,1% de sua energia cinética, principalmente em forma de radiação eletromagnética. A potência irradiada pelo Pulsar vale (Se necessário, utilize a aproximação 1 ano ≈ 3,6 × 10^7 s.)
Questão
Uma estrela de nêutrons é o objeto astrofísico mais denso que conhecemos, em que uma massa maior que a massa do Sol ocupa uma região do espaço de apenas alguns quilômetros de raio. Essas estrelas realizam um movimento de rotação, emitindo uma grande quantidade de radiação eletromagnética a uma frequência bem definida. Quando detectamos uma estrela de nêutrons através desse feixe de radiação, damos o nome a esse objeto de Pulsar.
Considere que um Pulsar foi detectado, e que o total de energia cinética relacionada com seu movimento de rotação equivale a 2 × 10^42 J. Notou-se que, após um ano, o Pulsar perdeu 0,1% de sua energia cinética, principalmente em forma de radiação eletromagnética. A potência irradiada pelo Pulsar vale (Se necessário, utilize a aproximação 1 ano ≈ 3,6 × 10^7 s.)
Alternativas
a) 7,2 × 10^46 W.
b) 2,0 × 10^39 W.
c) 5,6 × 10^31 W.
d) 1,8 × 10^42 W.
Explicação
A potência média irradiada é a energia perdida por unidade de tempo:
-
Energia cinética rotacional inicial: [ E_{\text{rot}} = 2\times 10^{42}\ \text{J} ]
-
Perda de energia em 1 ano (0,1% = ): [ \Delta E = 10^{-3},E_{\text{rot}} = 10^{-3}\cdot 2\times 10^{42} = 2\times 10^{39}\ \text{J} ]
-
Tempo de 1 ano: [ \Delta t \approx 3{,}6\times 10^{7}\ \text{s} ]
-
Potência irradiada: [ P = \frac{\Delta E}{\Delta t} = \frac{2\times 10^{39}}{3{,}6\times 10^{7}} = \left(\frac{2}{3{,}6}\right)\times 10^{32} \approx 0{,}56\times 10^{32} = 5{,}6\times 10^{31}\ \text{W} ]
Alternativa correta: (c).