Esta atividade demonstrará aos estudantes a diferença em termos de densidade entre as estrelas anãs brancas, estrelas de nêutrons e buracos negros. A presente atividade também tem características cinestésicas.
Materiais
A classe pode se dividir em grupos (verifique um número razoável de participantes por grupo). Os materiais necessários, por grupo, para realizar a atividade são:
- Dois balões de festa: um azul e outro amarelo.
- Um canetão (tipo pincel atômico azul ou preto).
- Uma cadeira giratória.
- Uma lanterna.
Parte 1 - Sol e Rigel:
- Cada grupo deve encher o balão azul e o amarelo. O balão azul deve ser enchido de tal forma a ser maior que o amarelo.
- De preferência, os estudantes devem ter realizado recentemente a Atividade 2 sobre evolução estelar. Evolução estelar é um ponto que deve estar bem compreendido antes de se realizar a presente atividade.
- Explique aos estudantes que o balão amarelo representa uma estrela de baixa massa, como é o caso do Sol. Peça para que eles escrevam o nome "Sol" no balão amarelo. O balão azul representa uma estrela de alta massa, como é o caso de Rigel (a estrela branco-azulada mais brilhante da constelação de Orion). Peça para que eles escrevam o nome "Rigel" no balão azul.
Parte 2 - Anãs brancas:
- Os componentes de cada grupo devem formar uma fila, cada estudante um ao lado do outro, estender os dois braços para os lados, tocando as pontas de seus dedos nas do colega ao lado, formando um círculo. Este círculo representa uma estrela de baixa massa, como o Sol.
- Os estudantes devem agora colocar as maõs nos quadris e tocar os seus cotovelos nos do colega ao lado. Isso representa o colapso da estrela e a formação da estrela "anã branca". Explique que o que impede a anã branca de colapsar completamente é a repulsão entre os elétrons nos átomos da estrela. Isso é representado pelos cotovelos que se tocam e não permitem que o círculo seja menor.
- Explique que como eles estão muito próximos um do outro, isso significa que houve um aumento de densidade. Mostre a colher de chá para os estudantes e explique que a densidade de uma anã branca equivale a 25 elefantes cabendo dentro daquela colher. Peça para os estudantes imitarem o barulho de 25 elefantes.
Parte 3 - Estrelas de nêutrons:
- Faça com que os componentes de cada grupo formem novamente a fila inicial, em que cada estudante está um ao lado do outro, estendendo os dois braços para os lados, tocando as pontas de seus dedos nas do colega ao lado, formando um círculo. Agora explique que este novo círculo representa uma estrela de alta massa, como Rigel.
- Os estudantes devem agora estender os braços para baixo, deixando-os bem rente ao corpo. Agora, com os braços estendidos desse jeito, os estudantes de cada grupo deverão se aproximar um do outro para formar um novo círculo menor. Isso representa o colapso da estrela de grande massa e a formação de uma estrela de nêutrons. Explique que como a massa da estrela é muito grande, a gravidade também será imensa. O que impede a estrela de nêutrons de colapsar completamente é a resistência entre os nêutrons da estrela. Por isso ela é chamada de estrela de nêutrons.
- Explique que como eles estão muito próximos um do outro, mais próximos que no caso da anã branca, isso significa que houve um aumento ainda maior de densidade. Mostre a colher de chá para os estudantes e explique que a densidade de uma estrela de nêutrons equivale a 25 MILHÕES de elefantes cabendo dentro daquela colher. Peça para os estudantes imitarem o barulho de 25 milhões de elefantes.
- Algumas estrelas de nêutrons podem se transformar em pulsares. Isso ocorre quando o campo magnético da estrela expulsa plasma para fora da estrela, formando jatos, que giram junto com a estrela de nêutrons. Os astronômos podem observar isso com grandes telescópios. São estrelas que acendem e apagam como se fosse um farol. Peça para um voluntário se sentar na cadeira giratória e acender a lanterna. Apague a luz e peça para o estudante fazer com que a cadeira gire. Ele agora representa uma estrela de nêutrons pulsante, ou um pulsar, sendo a luz da laterna o jato que sai da estrela. Um pulsar muito conhecido é o chamado "Pulsar do Caranguejo". Ele gira 30 vezes por segundo.
Parte 4 - Buracos negros:
- Faça com que os componentes de cada grupo formem novamente a fila inicial, em que cada estudante está um ao lado do outro, estendendo os dois braços para os lados, tocando as pontas de seus dedos nas do colega ao lado, formando um círculo. Agora explique que este novo círculo representa uma estrela de alta massa, uma estrela muito maior que a estrela Rigel.
- Os estudantes devem agora estender os braços para baixo, deixando-os bem rente ao corpo. Agora, com os braços estendidos desse jeito, os estudantes de cada grupo deverão se aproximar um do outro para formar um novo círculo menor. Isso representa o colapso da estrela de grande massa. Diga para os estudantes imaginarem que eles ficarão tão juntinhos que acabarão sumindo de tão juntos que estarão. Diga a eles que isso significa que o colapso gerou um buraco negro.
- Peça para que todos deem um grande aplauso.
Créditos:
A presente atividade foi adaptada do livro "Inside Einstein's Universe", que pode ser encontrado em https://www.cfa.harvard.edu/seuforum/einstein/resources/JourneyBlackHole/JourneyBlackHoleManual.pdf