A bertura do Setor de Astronomia - CDCC
Observatório do CDCC - USP/SC
Sessão Astronomia
Medindo Estrelas
Por Adalberto Anderlini de Oliveira
Breve Introdução
Introdução
Como medir
algo?
5 sentidos:
visão
audição
tato
olfato
paladar
O que chega
até nós?
Comparação
(padrão)
Introdução
E em uma
estrela?
De onde sairão
as medidas?
O que sai da
estrela e chega
até nós?
partículas elementares
átomos
radiação eletromagnética
Histórico
Galileu Galilei
Era
pré-telescópio
Era
pós-telescópio
1609
Histórico
Isaac Newton
(1642 - 1727)
Qual a
natureza
da luz?
Histórico
EMPATE
Isaac Newton
(1642 - 1727)
Christian Huygens
(1629 - 1695)
luz tem comportamento dual
Histórico
William Herschel
(1738 - 1822)
Descobre o
Infravermelho
Radiação Ionizante
Potencialmente perigosa ou benéfica
RADIO
MICROONDAS
INFRAVERM.
< BAIXA FREQÜÊNCIA
LUZ VISÍVEL
ULTRAVIOL.
ESPECTRO DE ENERGIAS
RAIOS-X
GAMA
CÓSMICA
ALTA FREQÜÊNCIA >
Fotômetro
Aparelho calibrado:
padronizar
Corrente (I)=
quantidade
tempo
Galileu Galilei
(1564 - 1642)
Espectrômetro
Espectrômetro
fotômetro
telescópio
colimador
I
lente
divergente
intensidade
prisma
contínuo
linha de absorção
azul
espelho
 (nm)
vermelho

Espectro
Não!
Não!
ENão!
não!
Esse sim!
n p
p n
linhas de absorção
elétron com maior energia,
mas natureza prefere menor energia
Espectro
n p
p n
linhas de emissão
Leis de Kirchhoff
Nuvem de Gás
Fonte de
Espectro Contínuo
Espectro Contínuo com
linhas de absorção
Espectro Contínuo
Linhas de Emissão
Depois de uma não tão breve introdução
Medindo Importantes
Propriedades Estelares
Como medir a composição química de uma estrela?
Como medir a composição química de uma estrela?
Através do espectro
Dois problemas: descobrir a presença de um elemento,
e medir sua quantidade
Presença: descobrindo uma ou várias linhas de
absorção ou emissão
Hidrogênio: linhas características
http://astro.if.ufrgs.br/rad/elements/Elements.htm
Como medir a composição química de uma estrela?
Quantidade:
quanto mais intensa e mais escura a linha de
absorção, maior a quantidade
quanto mais intensa e mais clara a linha de
emissão, maior a quantidade
Como medir a temperatura de uma estrela?
Superficial
Carga acelerada irradia
com certa energia (certo )
Quanto maior a temperatura,
maior a velocidade
37,5 º
Lei de Wien
Como medir a temperatura de uma estrela?
Estudando o espectro da estrela, podemos
descobrir qual cor é mais fortemente irradiada
 calculamos
a temperatura pela Lei de Wien
máx. fluxo x T = 0,290 cm.K
Como medir o campo magnético de uma estrela?
Núcleo:
cargas em
movimento
geram campo
magnético
N
S
Campo magnético
põe as cargas em
movimento
Motor:
Ventilador
Cortador Grama
Como medir o campo magnético de uma estrela?
Na presença de um campo magnético, as linhas
de absorção e de emissão são divididas em duas
ou mais linhas próximas – Efeito Zeeman
Quanto maior o campo, maior a separação
Como medir a velocidade de uma estrela?
movimento ao longo
da linha de visão
velocidade
radial
movimento
perpendicular à
linha de visão
velocidade
tangencial
Como medir a velocidade radial da estrela?
Efeito Doppler
observador
estacionário
normal
Como medir a rotação de uma estrela?
• extremo A se aproxima
do observador (blueshift)
• extremo B se afasta do
observador (redshift)
A
B
Como medir a rotação de uma estrela?
• Considere uma linha de absorção sendo formada em todos
os pontos da atmosfera estelar.
• Se a estrela não estiver rotacionando, não ocorrerão os
desvios, e a linha será bem estreita.
• Se a estrela estiver rotacionando, ocorrerão os desvios, e a
linha será alargada.
Como medir o fluxo de uma estrela?
O que faz sair mais água?
Área
Potência
Como medir o fluxo de uma estrela?
P
d
F   .T
P
F
A
4
Lei de
Stefan-Boltzmann
A
Fotômetro
Como medir o raio de uma estrela?
P
4
 .T 
A
P
 .T 
2
4 .R
4
P
F
A
e
F   .T
4
Como medir a magnitude de uma estrela?
Qual poste brilha mais?
Como medir a magnitude de uma estrela?
Fluxo medido F
Brilho aparente
das estrelas
(Hiparcos, séc. II a.C.)
m = C – 2,5 log F
magnitude aparente
1
2
3
4
5
6
magnitude
1
2
3
4
5
6
Como medir a magnitude de uma estrela?
Como medir a magnitude de uma estrela?
1
magnitude
absoluta
2
3
d
4
d
5
d
d
6
d
d
d = 10 pc = 32,7 AL
O diagrama H-R (Hertzprung Russell)
Evolução Estelar
Massa
Não existe
movimento
nesse sentido
Não é essa a
posição das
estrelas no céu
Como medir a idade de uma estrela?
Aglomerado Aberto
Modelo de Evolução
Luminosidade
Idade Zero
2 bilhões
de anos
10 bilhões
de anos
Temperatura
Casos Especiais
( importantes para comparação
com outras teorias )
Como medir a distância até uma estrela?
Estrelas Próximas
Distância até o outro lado do rio
A
D
C
d
Rio
E
B
BC  DE
d  AB 
EC
Como medir a distância até uma estrela?
mparalaxe.mpg
D
tan p 
d
A1  A2
p
2
Como medir a velocidade tangencial da estrela?
• devemos saber a distância de estrela até nós
• e devemos medir a taxa de variação angular no céu
(movimento próprio)

d
(segundos de arco por ano)
Como medir a massa de uma estrela?
Par
óptico
Sistema
binário
Gravitacionalmente
unidas
Como medir a massa de uma estrela?
Estrelas Duplas
3ª Lei de Kepler
CM
M1 + M2 = R3 / t2
Conclusões
É fácil fazer essas medidas?
Hidrogênio
Hélio
Oxigênio
Carbono
Nitrogênio
Neônio
Por que fazer essas medidas?
G ra n d e z a
Quím ic a
Te m pe ra tura
C a m po M a gn.
Ve l. R a dia l
R o ta ç ã o
F luxo
R a io
Ida de
Dis tâ nc ia
Mas s a
M é to do
e s pe c tro
Le i Wie n
E. Ze e m a n
E. Do pple r
E. Do pple r
F o tô m e tro
Le T
Indire ta
P a ra la xe
L. Ke ple r
P o r quê ?
Evo luç ã o
C la s s ific a ç ã o
Es tudo S o l
Dinâ m ic a
M a nc ha s
P la ne ta
C la s s ific a ç ã o
Evo luç ã o
Es c a la s
Evo luç ã o
Fim
Relação de animações e sua referências
Animações:
mparalaxe.mpg