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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”


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


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 RussellO diagrama de Russell(o original !)(o original !)


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 RussellO diagrama de Russell(o original !)(o original !)

Temperatura

Luminosidade

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)


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


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


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


Menos denso que a água!

Vamos ver o caso de supergigantes...


Betelgeuse: Betelgeuse: supergigante vermelha, 10 < supergigante vermelha, 10 < M < 15 Msol, M < 15 Msol, Rmax = 1000 RsolRmax = 1000 Rsol


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


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(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”

Bom fim de semana!Bom fim de semana!

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