t4 magnituds i classificacions

MAGNITUDS I CLASSIFICACIONS

ESTEL·LARS

TEMA 4

MAGNITUDS ESTEL·LARS (MESUREN LA LLUÏSSOR D’UN

OBJECTE CELESTE):

•MAGNITUD APARENT (tal com la veiem lluir des de la Terra, en funció de la

distància; és la usada als mapes celestes).

•MAGNITUD ABSOLUTA (mesura de la lluminositat real, o energia radiada per un cos celeste per segon i per metre quadrat).

MAGNITUDSAPARENTS

CLASSIFIQUEMELS ESTELS D’ACORD AMB LA SEUA MAGNITUD APARENT

L’ULL HUMÀ, EN LES MILLORS CONDICIONS, NO ÉS CAPAÇ DE PERCEBRE SINÓ FINS A MAGNITUD 6.

HIPARC, AL SEGLE II a.C.,

FOU EL PRIMER A

CLASSIFICAR ESTELS

SEGONS LA SEUA

MAGNITUD APARENT, A

ULL NU.

AGRUPÀ ELS ESTELS EN SIS CATEGORIES, SEGONS FOSSEN LA MEITAT DE LLUENTS QUE LA CATEGORIA

ANTERIOR.

Al segle XIX, s’establí una nova escala de magnituds, que tractava de mantenir l’antiga de tradició hel·lènica. Atés que la diferència d’intensitat entre 5 magnituds era aproximadament

100, una diferència d’1 magnitud correspon a una relació de 2,512 (2,5125=100).

ESCALA DE MAGNITUD VISUAL APARENT

• DEPÉN LINEALMENT DEL LOGARITME DE LA BRILLANTOR: PER AIXÒ, HI HA MAGNITUDS NEGATIVES.

• COM MÉS GRAN ÉS LA MAGNITUD, MENOR ÉS LA LLUMINOSITAT APARENT.

• UNA DIFERÈNCIA DE CINC MAGNITUDS CORRESPON A UNA RELACIÓ ENTRE BRILLANTORS DE 100

MAGNITUD VISUAL ABSOLUTA:

•ES CALCULA LA LLUÏSSOR D’UN OBJECTE A UNA DISTÀNCIA DE 10 PARSECS (32,6 ANYS

LLUM).

•ENS CAL SABER LA MAGNITUD APARENT, LA DISTÀNCIA, I QUE LA LLUM DECREIX AMB LA

DISTÀNCIA SEGUINT LA LLEI DE L’INVERS DEL QUADRAT ( AL DOBLE DE DISTÀNCIA,

BAIXA A 1/4; AL TRIPLE, A 1/9...). AIXÍ:

•SIRIUS...................................+1,4

•SOL..........................................+4,7

•VEGA.......................................+0,5

L’ESPECTRE ELECTROMAGNÈTIC

ÉS EL CONJUNT DE TOTES LES ONES ELECTROMAGNÈTIQUES, A DIFERENT

LONGITUD D’ONA I FREQÜÈNCIA, PERÒ A LA MATEIXA VELOCITAT (300.00 km/s), EN QUÈ ES

POT DESCOMPONDRE LA LLUM.

NEWTON, EL 1672, POSÀ DE MANIFEST QUE LA LLUM BLANCA ES DESCOMPON SEGONS ELS

COLORS DE L’ARC DE SANT MARTÍ.

Si descomponem la llum solar a través d’un prisma,observem que la llum blanca és una barreja de colors, cadascun a la seua longitud d’ona (λ), l’arc de sant Martí. A més, amb un espectroscopi, trobem un

altre tipus de raigs invisibles, a diferents λ, més enllà del blau i del roig.

Només percebem una franja molt reduïda de l’espectre electromagnètic, la de la llum visible,

entre 4.000 i 8.000 angströms.

Atés que la velocitat de les partícules és la mateixa, la constant c, a major longitud d’ona λ , menor

freqüència f, i a l’inrevés.

•Els satèl·lits i les sondes espacials poden observar les longituds d’ona molt curtes (raigs γ, raigs x, raigs ultraviolats...) des de fora de

l’atmosfera.

•Els radiotelescopis poden fer observacions a ran de terra.

•Els telescopis d’infraroigs són situats a gran altitud, ja que les capes baixes atmosfèriques absorbeixen aquests raigs.

•Els telescopis òptics necessiten estar molt elevats, per evitar la contaminació lumínica i atmosfèrica. El telescopi espacial Hubble observa

des de fora de l’atmosfera.

1 A = 10-10 m

Un espectre estel·lar presenta l’aspecte d’una franja lluminosa, l’espectre continu, com irradia un cos negre, i línies d’absorció (disminució del flux rebut a determinades longituds d’ona ), o d’emissió (augment del flux), indicadores de la

presència de gasos.

Al llarg del segle XIX es descobrí que cada element químic produeix línies d’absorció determinades i específiques. Així fou possible saber la composició química del Sol: hidrogen (H) i heli (He), principalment.

TIPUS ESPECTRALS:AQUESTA CLASSIFICACIÓ ÉS LA MÉS

USUAL, I ES FA A PARTIR DELS ESPECTRES ELECTROMAGNÈTICS

ESTEL·LARS (QUE EN DETERMINEN EL COLOR I TEMPERATURA).

ÉS FORÇA ÚTIL PER A CONÉIXER LA NATURALESA I LA COMPOSICIÓ

QUÍMICA DELS ESTELS.

A PARTIR DEL TIPUS ESPECTRAL ÉS POSSIBLE DETERMINAR LA

LLUMINOSITAT, LA MASSA, LA PRESÈNCIA DE CAMPS MAGNÈTICS

INTENSOS, LA VELOCITAT DE ROTACIÓ...

T = Temperatura

E = Energia (o lluminositat)

v = Velocitat de les partícules

f = “Color” de la llum(freqüència)

E = T = v = fE = T = v = f

OH

BE

A

FINE

GIRL

KISS

ME

DETERMINACIÓ DE LA MASSA D’UN ESTEL

ÉS UNA DADA FONAMENTAL PER A CONÉIXER UN ESTEL; NOMÉS ES POT DETERMINAR AMB

PRECISIÓ EN ELS SISTEMES DOBLES, QUAN UN ESTEL ORBITA UN ALTRE: CONEIXENT EL

PERÍODE DE REVOLUCIÓ I LA DISTÀNCIA ENTRE ELLS, ÉS POSSIBLE CALCULAR LA MASSA.

EN GENERAL, ES CALCULA APROXIMADAMENT A PARTIR DE LA RELACIÓ PROPORCIONAL ENTRE

MASSA I LLUMINOSITAT EN ELS ESTELS DE LA SEQÜÈNCIA PRINCIPAL.

ALGUNES MASSES ESTEL·LARS

• KRUGER 60A........................0,24 m∀ ε ERIDANI...........................0,68 “• SOL.........................................1 “• ALTAIR................................. 1,5 “• SIRIUS A..............................2,4 “• CAPELLA............................... 4,2 “• SPICA.....................................9 “

EN GENERAL, NO ÉS POSSIBLE MESURAR-LES DIRECTAMENT; HO FEM A PARTIR DE LA LLUMINOSITAT I TEMPERATURA, COMPARADES AMB LES DEL SOL, I EL RADI

D’AQUEST.

COMPARACIÓ DE LES DIMENSIONS ENTRE ESTELS DE TIPUS SOLAR, GEGANTS ROIGS I NANS ROIGS.

EL DIAGRAMA

HERTZSPRUNG-RUSSELL

REPRESENTA ELS ESTELS COM PUNTS EN UN DIAGRAMA, AMB LA

LLUMINOSITAT ABSOLUTA A L’EIX DE LES ORDENADES, I LA

TEMPERATURA AL DE LES ABCISSES

0.01 < M < 0.08

0.08 < M < 0.25

0.25 < M < 8

8 < M < 10

10 < M < 40

40 < M < 100

Nana marró

Nana Blanca d’ Heli

Nana blanca de C-O

Nana blanca d’ O-Na-Mg

Supernova (Estel de neutrons)

Supernova (Forat negre)

Destí dels estels segons la seua massa inicial

EVOLUCIÓ ESTEL·LAR

Nebulosa

Seqüènciaprincipal

Geganta roja

Nebulosaplanetària

Nova

Supernova

Nana blanca

Estrella deNeutrons(púlsar)

Forat negre

EVOLUCIÓ ESTEL·LAR

ELS PRINCIPALS PROCESSOS EVOLUTIUS ESTEL·LARS DEPENEN DE LA MASSA DE L’ESTEL

Gigante roja

Supergigante roja

REACCIONS NUCLEARS

SUCCESSIVES EN ELS

ESTELS MOLT MASSIUS

γγ

+→++→+

→+

→+→+

OCHe

CBeHe

BeHeHe

LiHeH

HeHH

16124

1284

844

642

422

15 Millones de Grados

100 Millones de Grados

{

{

{{

...

...

+→

+++→

+++→

FeSi

PSiSO

HeOMgNeC600 Millones de Grados

1500 Millones de Grados

3000 Millones de Grados {