Diagramas H - R - GGTE

F031/032 - Tópicos em Astronomia e
Astrofísica
Parte 2: Propriedades das Estrelas
aula 07: Diagramas H-R
Prof. Ernesto Kemp
UNICAMP – IFGW – DRCC
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O diagrama de Hertzprung-Russell
 Início
do séc. XX: a amostragem de
estrelas resultava em um grande intervalo
de luminosidades e magnitudes absolutas
 Regularidades
observadas
estrelas
O eram mais brilhantes (e quentes) que
estrelas M;
relações empíricas entre massas e luminosidades
 >>>>
Primeiros modelos sobre
“EVOLUÇÃO ESTELAR”
O diagrama de Hertzprung-Russell
 Primeiros
modelos sobre
“EVOLUÇÃO ESTELAR”
 Início:
estrelas grandes, jovens e quentes (O)
... “queima de combustível”
 Fim: estrelas pequenas, velhas e frias (M)
A
idéia geral permaneceu, porém mais
rica em detalhes, e com desdobramentos
particulares
O diagrama de Hertzprung-Russell
 Resfriamento
 Existe
estelar: se a idéia é correta...
uma relação entre magnitude e tipo espectral
 Ejnar
Hertzprung (1873-1967) estabeleceu a
correlação (tabulação) de uma grande série de
estrelas com magnitudes e espectros
acuradamente determinados
 Observação:
Variações de Magnitude para mesma
Classe Espectral
 Henry
Norris Russell (1877-1957), de forma
independente, chegou as mesmas conclusões
(usando um diagrama)
O diagrama de Russell
(o original !)
O diagrama de Hertzprung-Russell
 Hertzprung
e Russell
denominaram, de
forma coincidente,
como “gigantes” as
estrelas mais
brilhantes de uma
mesma classe
espectral. Motivo:
Stefan-Boltzmann
1
R= 4
Te
L
4πσ
O diagrama de Russell
(o original !)
Temperatura
Luminosidade
O diagrama de Hertzprung-Russell
(versão moderna)
Temperatura
Luminosidade
~ 85%
O diagrama de Hertzprung-Russell
(versão para Físicos Teóricos)
O 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)
O diagrama de Hertzprung-Russell
 Existe
uma correlação entre temperatura e
luminosidade. Qual o parâmetro de ligação?
Resposta:
 Intervalo
a MASSA estelar
de massas na seqüência principal:
80 < M < 0,08 Msol
veremos como a massa influi na evolução da
estrela e, então, no seu posicionamento no
diagrama H-R
O diagrama de Hertzprung-Russell
 Existe
uma correlação entre temperatura e
luminosidade. Qual o parâmetro de ligação?
Resposta:
 Intervalo
a MASSA estelar
de massas na seqüência principal:
80 < M < 0,08 Msol
veremos como a massa influi na evolução da
estrela e, então, no seu posicionamento no
diagrama H-R
Aplicações: cálculos de densidades
 Sol:
estrela G2, M = 1,99 x 1033 g, R = 6,96 x 1010 cm
Sua densidade média é
Aplicações: cálculos de densidades
 Sírius:
estrela mais brilhante do céu, A1, M = 2,3 Msol,
R = 1,6 Rsol
Sua densidade média é
Menos denso que a água!
Vamos ver o caso de supergigantes...
Aplicações: cálculos de densidades
 Betelgeuse:
supergigante vermelha, 10 < M < 15 Msol,
Rmax = 1000 Rsol
Sua densidade média é
1000 vezes MENOS densa que o ar!
O diagrama de Hertzprung-Russell
 Em
1943 foi publicado o
ATLAS of STELLAR SPECTRA
Mostrando que existe diferenças de
intensidade entre as linhas de uma
mesma classe espectral
Obs.: efeito já observado por Hertzprung
O diagrama de Hertzprung-Russell
 Adicionou-se
um “novo índice” à
classificação espectral de Harvard:
O diagrama de Hertzprung-Russell
(versão com Classes de Luminosidade)
Classificação M-K
(Morgan e Keenan)
Aplicação: estimativa de distâncias
A
classificação M-K permite localizar no
diagrama H-R, qualquer estrela, baseando-se
apenas nas suas características espectrais
 Do
diagrama H-R, obtém-se M
 Mede-se m;
 Logo:
d = 10
( m − M +5) / 5
Obs.: esse método é denominado
“paralaxe espectroscópica”
Bom fim de semana!