F031 : Tópicos em Astronomia e Astrofísica · Parte 2: Propriedades das Estrelas aula 07:...
Transcript of F031 : Tópicos em Astronomia e Astrofísica · Parte 2: Propriedades das Estrelas aula 07:...
F031/032 - Tópicos em Astronomia e F031/032 - Tópicos em Astronomia e AstrofísicaAstrofísica
Parte 2: Propriedades das EstrelasParte 2: Propriedades das Estrelas
aula 07: Diagramas H-R aula 07: Diagramas H-R
Prof. Ernesto KempProf. Ernesto Kemp
UNICAMP – IFGW – DRCCUNICAMP – IFGW – DRCC
[email protected]@ifi.unicamp.br
O diagrama de Hertzprung-RussellO diagrama de Hertzprung-Russell
Início do séc. XX: a amostragem de Início do séc. XX: a amostragem de estrelas resultava em um grande intervalo estrelas resultava em um grande intervalo de luminosidades e magnitudes absolutasde luminosidades e magnitudes absolutasRegularidades observadasRegularidades observadas
estrelas O eram mais brilhantes (e quentes) que estrelas O eram mais brilhantes (e quentes) que estrelas M;estrelas M;
relações empíricas entre massas e luminosidadesrelações empíricas entre massas e luminosidades >>>> Primeiros modelos sobre >>>> Primeiros modelos sobre
“EVOLUÇÃO ESTELAR”“EVOLUÇÃO ESTELAR”
O diagrama de Hertzprung-RussellO diagrama de Hertzprung-Russell
Primeiros modelos sobre Primeiros modelos sobre “EVOLUÇÃO ESTELAR”“EVOLUÇÃO ESTELAR”
Início: estrelas grandes, jovens e quentes (O)Início: estrelas grandes, jovens e quentes (O)... “queima de combustível”... “queima de combustível”
Fim: estrelas pequenas, velhas e frias (M)Fim: estrelas pequenas, velhas e frias (M)
A idéia geral permaneceu, porém mais A idéia geral permaneceu, porém mais rica em detalhes, e com desdobramentos rica em detalhes, e com desdobramentos particularesparticulares
O diagrama de Hertzprung-RussellO diagrama de Hertzprung-Russell
Resfriamento estelar: se a idéia é correta...Resfriamento estelar: se a idéia é correta... Existe uma relação entre magnitude e tipo espectralExiste uma relação entre magnitude e tipo espectral
Ejnar Hertzprung (1873-1967) estabeleceu a Ejnar Hertzprung (1873-1967) estabeleceu a correlação (tabulação) de uma grande série de correlação (tabulação) de uma grande série de estrelas com magnitudes e espectros estrelas com magnitudes e espectros acuradamente determinadosacuradamente determinados Observação: Variações de Magnitude para mesma Observação: Variações de Magnitude para mesma
Classe EspectralClasse Espectral Henry Norris Russell (1877-1957), de forma Henry Norris Russell (1877-1957), de forma
independente, chegou as mesmas conclusões independente, chegou as mesmas conclusões (usando um diagrama)(usando um diagrama)
O diagrama de Hertzprung-RussellO diagrama de Hertzprung-Russell
Hertzprung e Russell Hertzprung e Russell denominaram, de denominaram, de forma coincidente, forma coincidente, como “gigantes” as como “gigantes” as estrelas mais estrelas mais brilhantes de uma brilhantes de uma mesma classe mesma classe espectral. Motivo:espectral. Motivo:
πσ4
14
L
TR
e
=
Stefan-Boltzmann
O diagrama de Hertzprung-RussellO diagrama de Hertzprung-Russell(versão moderna)(versão moderna)
Temperatura
Luminosidade
~ 85%
O diagrama de Hertzprung-RussellO diagrama de Hertzprung-Russell(versão para Físicos Teóricos)(versão para Físicos Teóricos)
O diagrama de Hertzprung-RussellO diagrama de Hertzprung-Russell
Linhas de Iso-Raios
Exemplos:
•alfa-Tauri é uma gigante laranja, com raio 45 x > Rsol
•Betelgeuse é uma supergigante com raio variável, entre 700 e 1000 x Rsol (período de 2070 dias)
Existe uma correlação entre temperatura e Existe uma correlação entre temperatura e luminosidade. Qual o parâmetro de ligação?luminosidade. Qual o parâmetro de ligação?
Resposta: a MASSA estelarResposta: a MASSA estelar
Intervalo de massas na seqüência principal:Intervalo de massas na seqüência principal:80 < M < 0,08 Msol80 < M < 0,08 Msol
veremos como a massa influi na evolução da veremos como a massa influi na evolução da estrela e, então, no seu posicionamento no estrela e, então, no seu posicionamento no diagrama H-Rdiagrama H-R
O diagrama de Hertzprung-RussellO diagrama de Hertzprung-Russell
Existe uma correlação entre temperatura e Existe uma correlação entre temperatura e luminosidade. Qual o parâmetro de ligação?luminosidade. Qual o parâmetro de ligação?
Resposta: a MASSA estelarResposta: a MASSA estelar
Intervalo de massas na seqüência principal:Intervalo de massas na seqüência principal:80 < M < 0,08 Msol80 < M < 0,08 Msol
veremos como a massa influi na evolução da veremos como a massa influi na evolução da estrela e, então, no seu posicionamento no estrela e, então, no seu posicionamento no diagrama H-Rdiagrama H-R
O diagrama de Hertzprung-RussellO diagrama de Hertzprung-Russell
Aplicações: cálculos de densidadesAplicações: cálculos de densidades
Sol: Sol: estrela G2, M = 1,99 x 10estrela G2, M = 1,99 x 103333 g, R = 6,96 x 10 g, R = 6,96 x 101010 cm cm
Sua densidade média éSua densidade média é
Aplicações: cálculos de densidadesAplicações: cálculos de densidades
Sírius: Sírius: estrela mais brilhante do céu, A1, M = 2,3 Msol, estrela mais brilhante do céu, A1, M = 2,3 Msol, R = 1,6 RsolR = 1,6 Rsol
Sua densidade média éSua densidade média é
Menos denso que a água!
Vamos ver o caso de supergigantes...
Aplicações: cálculos de densidadesAplicações: cálculos de densidades
Betelgeuse: Betelgeuse: supergigante vermelha, 10 < supergigante vermelha, 10 < M < 15 Msol, M < 15 Msol, Rmax = 1000 RsolRmax = 1000 Rsol
Sua densidade média éSua densidade média é
1000 vezes MENOS densa que o ar!
Em 1943 foi publicado oEm 1943 foi publicado o
ATLAS of STELLAR SPECTRAATLAS of STELLAR SPECTRA
Mostrando que existe diferenças de Mostrando que existe diferenças de intensidade entre as linhas de uma intensidade entre as linhas de uma mesma classe espectralmesma classe espectral
Obs.: efeito já observado por Hertzprung Obs.: efeito já observado por Hertzprung
O diagrama de Hertzprung-RussellO diagrama de Hertzprung-Russell
Adicionou-se um “novo índice” à Adicionou-se um “novo índice” à classificação espectral de Harvard: classificação espectral de Harvard:
O diagrama de Hertzprung-RussellO diagrama de Hertzprung-Russell
O diagrama de Hertzprung-RussellO diagrama de Hertzprung-Russell(versão com Classes de Luminosidade)(versão com Classes de Luminosidade)
Classificação M-K (Morgan e Keenan)
Aplicação: estimativa de distânciasAplicação: estimativa de distâncias
A classificação M-K permite localizar no A classificação M-K permite localizar no diagrama H-R, qualquer estrela, baseando-se diagrama H-R, qualquer estrela, baseando-se apenas nas suas características espectraisapenas nas suas características espectrais Do diagrama H-R, obtém-se MDo diagrama H-R, obtém-se M Mede-se m;Mede-se m; Logo:Logo:
5/)5(10 +−= Mmd
Obs.: esse método é denominado
“paralaxe espectroscópica”