Clasificación espectral de estrellas

Documentos relacionados
Clasificación espectral. Diagrama HR. Dr. Lorenzo Olguín R. Universidad de Sonora

Mediendo las estrellas: distancias, luminosidades, temperaturas, tamaños, espectros

10: Las Estrellas. Distancia Brillo Temperatura Diagrama Hertzprung-Russell Clasificación. L. Infante 1

Espectros estelares. Clasificación espectral

Nebulosas. Las estrellas (I) Nubes Moleculares. Extensiones de gas y polvo de decenas de años luz y mayor densidad que la media.

Astrofísica " Extragaláctica! INTRODUCCIÓN!

ESTRELLAS. d = DISTANCIAS. Temas a discutir: Andrea Sánchez, versión 2008

Introducción a las Ciencias de la Tierra y el Espacio II 2011 ( Práctica Nro. 4. Clasificación espectral de estrellas

AS2001: Astronomía General Clase # 11 Estructura Estelar #1

Ayudantía 8. Astronomía FIA Ayudante: Paulina González

Tarea #5 FIA Diagrama de Clase de Magnitud-Espectral. Objetivo

TEMA 4. Estrellas: propiedades generales. Espectros estelares. Clasificación espectral. Estrellas binarias. Estrellas variables. Masas y tamaños.

Las Estrellas: Su Vida y Muerte

O B B A A F F G G K K M0 11.

Unidad didáctica 3: Diagrama H-R

SUPERNOVA! Jane Arthur. Centro de Radioastronomía y Astrofísica UNAM, Morelia

T 2 - La Tierra en el Universo Las Estrellas Evolución estelar

ESPECTROSCOPÍA DEL S.SOLAR Y DEL DEEP SKY

Noticias: (Inscripción los jueves al final de la clase)

Masas estelares. Estrellas binarias

R E G I O N E S H II. Nebulosas gaseosas. Las nebulosas gaseosas son regiones HII en las que un cúmulo de estrellas está ionizando una región de HI.

Taller de Astronomía en Ciencias del Mundo Contemporáneo. Cúmulos estelares. investigación

Astronomía. Ayudantía 11 Prof. Jorge Cuadra Ayudante: Paulina González

Sesión IX Astrofísica: Distancias, movimientos, características y poblaciones estelares.

R E G I O N E S H II. Nebulosas gaseosas. Nebulosas gaseosas. Nebulosas gaseosas

Espectroscopía. Espectros Estelares. mecanismos de ensanchamiento de líneas espectrales

Radiación. Cuerpo Negro Espectros Estructura del Atomo Espectroscopia Efecto Doppler. L. Infante 1

Tema 3. Espectros. Leyes de Kirchhoff. Efecto Doppler. Espectro de Fraunhofer. Física solar. Actividad solar. Viento solar.

9. Evolución Estelar 08 de mayo de 2009

Poblaciones Estelares

Plasmas e Interacciones Partículas -Superficies. Ingeniería de Superficies Departamento de Química Inorgánica Universidad de Sevilla

Ayudantía 8. Astronomía FIA Ayudante: Paulina González

La naturaleza de las Estrellas

RADIACIÓN ELECTROMAGNÉTICA Y TÉCNICAS DE OBSERVACIÓN. Curso Introducción a la Astronomía 1

SCIENTIFIC CASE: Composición de las estrellas. Responsable de material:

Poblaciones Estelares en cúmulos y galaxias

El primer paso para investigar la evolución de galaxias es comprender las propiedades actuales de esas galaxias. Galaxias Elípticas

How can we place ourselves in perspective? Cómo podemos nosotros ponernos en perspectiva?

Gigante Roja vs Sol. Nebulosas planetarias. Evolución para masa baja (1 M )

Supernovas y sus remanentes

El Universo es todo, sin excepciones.

El brillo de los astros

Identificación de outliers en las relaciones anchos equivalentes (EW) - índice de color (B-V) para espectros estelares de la biblioteca CFLIB (IndoUS)

Noticias: (Inscripción los jueves al final de la clase)

Aquí si parece haber una relación entre la altura de una persona y su masa. En general, cuanto más alto es una persona, mayor es su masa.

Las estrellas. Evolución Estelar. Cuando la estrella se estabiliza entra en la etapa más larga de su vida: la Secuencia Principal.

MORFOLOGÍA A GRAN ESCALA DEL MEDIO INTERESTELAR

PROGRAMA DE CURSO. Código Nombre AS3101. Astrofísica de estrellas Nombre en Inglés Stellar Astrophysics SCT ,0 1,5 5,5 FI2002, (FI2004/CM2004)

ESPECTROS Y MECÁNICA CUÁNTICA. MANUEL FREDY MOLINA C. QUÍMICO, M. Sc.

NO ESCRIBA NINGUN DATO PERSONAL EN LAS HOJAS DE EXAMEN SOLO EN EL ESPACIO HABILITADO EN LA PARTE INFERIOR

Ángeles Díaz Beltrán Grupo de Astrofísica Dpto. de Física Teórica Universidad Autónoma de Madrid

Título: Estrellas de carbono

Las estrellas. Las grandes masas de gases incandescentes

Departamento de Ciencia y Tecnología QUIMICA 1. Comisión B. Dra. Silvia Alonso Lic. Evelina Maranzana

N i,m e ( χ i,m. kt ) (4.1)

tradicionalmente se conocen como estrellas variables aquellas cuyo brillo varía con el tiempo

2 Evolución Estelar. Importancia para el estudio de las poblaciones. estelares

Las Nubes de Magallanes (MC)

Ayudantía 9. Astronomía FIA Ayudante: Camila Navarrete Silva

Química Inorgánica Dra.Silvia E. Jacobo. Nucleogénesis

Jorge Zuluaga INTRODUCCIÓN

Sala Examen: E11 Viernes 17/6 Modulo 5

La Física de los Interiores Estelares

Cap 6: Detección y características de exoplanetas

Astronomía Extragaláctica

Nuestra galaxia: la Vía Láctea

Ayudantía 13. Astronomía FIA Ayudante: María Luisa Alonso Tagle

Introducción Polvo interestelar Gas interestelar. Sistemas Estelares. curso Medio interestelar. Imágenes y gráficos de apoyo a las clases

Unidad didáctica 2: Espectros estelares

El Sol Conceptos Clave:

FIA0111 Temario Completo. Movimientos y tiempos La Radiación Los Planetas Las Estrellas Distancias Las Galaxias El Universo

Experimento 12 LÍNEAS ESPECTRALES. Objetivos. Teoría. Postulados de Bohr. El átomo de hidrógeno, H

CÚMULOS ABIERTOS O GALÁCTICOS

LA ESCALA DEL UNIVERSO

Más fáciles de estudiar que la Galaxia Compleja evolución galáctica

CURSO BASICO DE ESTRELLAS DOBLES. Lección Nº 10: Elementos de astrofísica

LAS LEYES DE LA RADIACIÓN EN LA TIERRA Y EN EL ESPACIO OBJETIVO RESUMEN. GENERACIÓN DE LINEAS: Leyes de Kirchhoff

Astrofísica moderna. En la segunda parte de esta asignatura tratamos la historia de la astronomía en los últimos años.

Una nueva vision de los Cúmulos Globulares

TEMA 5. Estructura estelar: Ecuaciones básicas. Generación y transporte de energía. Reacciones nucleares más importantes.

Astrofísica, origen y evolución estelar

Departamento de Astronomía 3 Octubre Clasificación Espectral: Secchi y Pickering.

Medio Interestelar. E = Ef - Ei = E(nf) - E(ni) = h ν. E = - k 2 Z 2 e 4 me/(2ħ 2 ) [1/ni 2-1/nf 2 ] y ν = E/h o λ = c/( E/h)

PROGRAMA DE CURSO. SCT Auxiliar. Personal

TEMA 1. ESTRUCTURA DE LA MATERIA

TEMA 6. Diagrama de Hertzsprung-Russell (H-R). Evolución estelar. Estados finales de las estrellas. CTE 2 - Tema 6 1

Noticias: (Inscripción los jueves al final de la clase)

Ciencias de la Tierra y el Espacio Clase 2 Leyes de radiación.

Olimpíada Argentina de Astronomía Examen Final 6 de Noviembre de Sección A Completar la casilla con V o F (Verdadero o Falso) según corresponda.

Pero alguien ha visto carbono? El esqueleto de la vida

Estrellas, nebulosas y evolución estelar. Rosa Martha Torres y Ramiro Franco

VII Olimpiada Nacional de Astronomía y Astronáutica. Evaluación Nivel Enseñanza Media. Prueba de Alternativas

Astronomía Extragaláctica

Supernovas y sus remanentes

Grupo Local. Una familia en aumento. Las Siete Enanas (Fornax, Sculptor, Leo I, Leo II, Ursa Minor, Draco y Carina) Andromeda I, II y III.

Fotometría Estelar para aficionados. Presenta: Leonel E. Hernández. ASTRO. Junio 29, 2015.

MORFOLOGÍA A GRAN ESCALA DEL MEDIO INTERESTELAR

primeras etapas nube de gas interestelar rotante inestabilidad de Jeans fuerza de gravedad > presión del gas colapso gravitatorio fragmento de la nube

Transcripción:

Clasificación espectral de estrellas Curso Introducción a las Ciencias de la Tierra y el Espacio II 1 2 1

Espectro de una estrella Fig. 8.2. (a) A section of a photograph of a stellar spectrum and the corresponding rectified microdensitometer intensity tracing. The original spectrum was taken at the Crimean Observatory. (b) A more extensive part of the spectrum. (c) The picture the intensity curve of the first picture has been rectified by normalizing the value of the continuum intensity to one. (Pictures by J. Kyrolainen and H. Virtanen, Helsinki Hliki Observatory) (Fundamental Astronomy 5 th. Ed.) 3 Reseña histórica Las líneas de absorción fueron observadas por primera vez en el espectro solar por J. von Fraunhofer a principios del S. XIX. Recién en el S. XX los astrónomos comenzaron a analizar en forma sistemática los espectros de un gran número de estrellas. A. Secchi y E.C. Pickering notaron que los espectros estelares podían dividirse en grupos según su apariencia general, por la prominencia de ciertas líneas espectrales. Astrónomos del observatorio de Harvard refinaron los tipos espectrales definidos por Secchi, renombrándolos con letras: A, B, C, etc. 4 2

El sistema Harvard de clasificación espectral Las astrónomas W. Fleming, A. Cannon y A. Maury lideraron un grupo en Harvard que llevó adelante un proyecto masivo de clasificaciónespectral ió l (225300 estrellas), publicado entre 1918 y 1924 con el nombre de Henry Draper Catalog. Durante el curso del estudio de Harvard los viejos tipos espectrales fueron reordenados (para reflejar un cambio gradual en la intensidad de las líneas espectrales más representativas), resultando un nuevo orden: O, B, A, F, G, K, M. Además, cada clase espectral fue subdividida en décimas: una estrella tipo B0 sigue a una O9, y una A0, sigue a una B9. En este esquema, el Sol se designa como de tipo espectral G2. 5 Espectros y Temperatura En 1930 s y 1940 s se encuentra que el parámetro determinante del tipo espectral es la temperatura superficial. Porejemplo, las estrellas que presentan fuertes líneas de hli helio ionizado (He II), llamadas de tipo O en el sistema Harvard, son las más calientes (~ 40000 K), debido a que solamente a altas temperaturas pueden hallarse iones de He en cantidades suficientes para producir absorción. En el otro extremo, las estrellas de tipo M son las más frías (~ 3000 K) y presentan bandas oscuras de absorción producidas por moléculas. Et Estrellas con fuertes líneas de H (como las tipo A) tienen temperaturas intermedias (~ 10000 K). Las divisiones decimales de los tipos espectrales siguen el mismo patrón: una estrellla B5 es más fría que una B0 pero más caliente que una B9. 6 3

Principales características de los tipos espectrales TIPO ESPECTRAL TEMPERATURA SUPERFICIAL ( k) CARACTERISTICAS DESTACADAS (líneas de absorción salvo indicación contraria) O 28000-40000 He II. Elementos pesados ionizados varias veces. H débil. He I (He neutro) moderado. Elementos pesados (metales) B 10000-28000 ionizados una vez. H moderado. En los tipos más fríos aparece la serie Balmer del H. (Ej.: Rigel (B8)). A 8000-10000 H fuerte. He I muy débil. En la A0 aparece la línea más fuerte del H. Aumenta Ca II en los tipos más fríos. Metales ionizados una vez. (Ej.: Vega (A0), Sirio (A1)). F 6000-8000 Más fuerte Ca II. H más débil. Aparecen más líneas de metales ionizados. Metales neutros. (Ej.: Canopus (F0). G 4900-6000 Ca II y Fe fuertes. Metales neutros. El H se sigue debilitando. (Ej.: Sol y Alfa Centauro ( G2)). Fuertes los metales neutros. Comienzan a formarse bandas K 3500-4900 moleculares como las del CH y CN. H débil. (Ej.: Arturo ( K2), Aldebarán (K5)). M (C, S) 2000-3500 Fuertes los metales neutros. Muchas líneas.tio y otras bandas moleculares. Prominente el Ca neutro. H muy débil. (Ej.: Betelgeuse ( M2), Estrella de Barnard (M4)). (L, T) < 3500 (Enanas marrones) 7 El sistema MK Actualmente se utiliza un sistema de clasificación espectral más refinado, conocido como sistema MK, introducido en 1940 s y 1950 s por W. Morgan y P. Keenan del observatorio de Yerkes. Este sistema toma en cuenta que estrellas con la misma temperatura superficial pueden tener diferentes tamaños. Por ejemplo, una estrella cien veces mayor que el Sol, pero con la misma temperatura superficial, mostrará diferencias sutiles en su espectro, y tendrá una mucho mayor luminosidad. En el sistema MK se añade un numeral romano para especificar la clase de luminosidad: I = Supergigantes III = Gigantes V= Estrella de la Secuencia Principal Nuestro Sol es una estrella tipo G2V. 8 4

Magnitud Absoluta versus Tipo Espectral para las estrellas de la SP (clase de luminosidad V). TIPO ESPECTRAL MAGNITUD ABSOLUTA (M) O5-5.8 B0-4.1 B5-1.1 A0 +0.7 A5 +2.0 F0 +2.6 F5 +3.4 G0 +4.4 G5 +5.1 K0 +5.9 K5 +7.3 M0 +9.0 M5 +11.8 M8 +16.0 Magnitud Absoluta versus Tipo Espectral para las estrellas Gigantes (clase de luminosidad III) MAGNITUD TIPO ESPECTRAL ABSOLUTA (M) G0 +1.1 G5 +0.7 K0 +0.5 K5-0.2 M0-0.4 M5-0.8 Magnitud Absoluta versus Tipo Espectral para las estrellas Supergigantes (clase de luminosidad I) MAGNITUD TIPO ESPECTRAL ABSOLUTA (M) B0-6.4 A0-6.2 F0-6 G0-6 G5-6 K0-5 K5-5 M0-5 9 Importancia de la clasificación espectral Saber el tipo espectral de una estrella nos permite conocer no solamente su temperatura, sino también su luminosidad (expresada a menudo como la magnitud absoluta) y su color. Dichas propiedades a su vez ayudan a determinar la distancia, la masa, y varias otras características físicas de la estrella, además de su entorno, y su evolución. 10 5

Tipos espectrales 11 Comparación de los espectros para estrellas de siete tipos espectrales diferentes (Fig. 17.12, Astronomy Today). Las estrellas más brillantes muestran líneas de helio y de varios elementos pesados ionizados. En las estrellas más frías no se ven las líneas del helio, pero se ven muchas líneas de átomos neutros y moléculas. A pesar de las diferencias en la intensidad de ciertas líneas de absorción, y en la presencia de ciertas líneas o bandas, la composición química (abundancias elementales) es similar en todas las estrellas. 12 6

En los espectros de las estrellas muy calientes las líneas de absorción del H son relativamente débiles. Eso no se debe a una carencia de H (es el elemento más abundante en todas las estrellas, por lejos), sino a que, a tales temperaturas, muchos átomos se encuentran ionizados, por lo que quedan pocos átomos neutros para producir líneas fuertes de absorción, los cuales además se encuentran en estados excitados que producen líneas fuera del rango visible. En estrellas más fí frías, con temperaturas superficiales i de solamente unos pocos miles de K, las líneas del H también son débiles pero por otra causa: la mayoría de los electrones se encuentran en el estado base. 13 En estrellas de temperatura intermedia (~ 10000 K), el H es el responsable de las líneas más fuertes. A tal temperatura los electrones se mueven con más frecuencia entre el segundo y el tercer orbital, produciendo la línea característica H α (656.3 nm). Elementos como el He, O y el N tienen mayores energías de ligadura, por lo cual requieren mayores energíaspara excitarse, porlo cual se observanpoco en estrellas a 10000 K. En cambio, sí se observan líneas de átomos menos ligados, como Ca y Ti. 14 7

La energíamínimaparaionizaral átomo de H desde su estado base es 13.6 ev. La energía requerida para excitarlo desde el estado base a un estado n está dada por: 1 1 E n ev n n = 13.6 2 2 0 donde para el estado base n0 =1 y E1 = 0. Serie de Lyman: n0 = 1, n = 2,3,4,,. (UV) Serie de Balmer: n0 = 2, n = 3,4,,. (Parte en el VISIBLE) 15 16 8

Perfiles de las líneas espectrales 17 18 9

El Diagrama H R (Fig. 17.13, Astronomy Today) E. Hertzsprung y H. Russell introducieron en 1920 s el uso de diagramas de Luminosidad (Magnitud Absoluta) en función de Temperatura (Tipo Espectral/Color). 19 20 10

La Secuencia Principal Most stars have properties within the shaded region known as the main sequence. The points plotted here are for stars lying within about 5 pc of the Sun. The diagonal lines correspond to constant stellar radius, so that stellar size can be represented on the same diagram as luminosity and temperature (Fig. 17.14, Astronomy Today). 21 Clases de Luminosidad Clase Ia Ib II III IV V Descripción Supergigantes brillantes Supergigantes Gigantes brillantes o luminosas Gigantes normales Subgigantes Estrellas de la Secuencia Principal (Enanas) 22 11

Radios estelares 23 Diagrama H R para las 100 estrellas más brillantes del cielo An H R diagram for the 100 brightest stars in the sky. Such a plot is biased in favor of the most luminous stars whichappear toward the upper left because we can see them more easily than we can the faintest stars. (Compare this with Figure 17.14, which shows only the closest stars.) (Fig. 17.15, Astronomy Today). 24 12

Métodos para medir las propiedades básicas de las estrellas Propiedad distancia luminosidad temperatura superficial radio masa composición Método Paralaje (estelar, o espectroscópica). L = 4πr Apartirdel color (TE), o de la Ley de Wien. L = 2 F recibido 2 4 4π R σt Observación de sistemasbinarios. Modelando las líneas espectrales. 25 La Paralaje Espectroscópica m M = 5log10 10 r pc 26 13