Clasificarea spectrală

Folosim schema Harvard pentru a clasifica spectrele stelare în funcție de temperatură:

Tipul Spectral Temperatura efectivă (K) Culoare instrinsică Exemple
O >30.000 Albastru 10 Lecertrae
B 11 – 30.000 Alb-albastru Rigel, Spica
A 7.500 – 11.000 Alb Sirius, Vega
F 6 – 7.500 Alb-galben Canopus, Procyon
G 5 – 6.000 Galben Soarele, Capella
K 3.500 – 5.000 Galben-portocaliu Arcturus, Aldebaran
M 2.000 – 3.500 Roșu Betelgeuse, Antares

Această schemă a fost alcătuită de către Annie Jump Cannon.

Putem afla temperatura de la suprafața stelelor observând liniile lor de absorție și apoi folosindu-le în legea lui Wein:

λvârfT = 2,898 × 10-3 m ∙ K

Tipurile O, B și A sunt cunoscute drept tipuri spectrale „timpurii,” pe când stelele mai reci – G, K, M – sunt numite tipuri „târzii.”

Anunțuri

Diagrame HR

Realizate pentru prima dată de către astronomul danez Einar Hertzsprung și de astronomul american Henry Norris Russel, independent în 1911/1913, diagramele HR sunt grafice având drept coordonate strălucirea (luminozitatea) pe axa Y versus culoarea (magnitudinea) pe axa X.

Un grafic luminozitate-temperatură (unde temperatura crește spre stânga i.e. cu cât ne apropiem de axă) este un exemplu standard al unei diagrame HR.

closest stars

Diagrama HR pentru cele mai apropiate stele de Pământ © University of Oregon

Banda diagonală poartă numele de secvența principală (SP) și conține 90% din stele. Fiecare stea intră în această secvență principală imediat după ce este creată, adică după ce își începe procesul de ardere al hidrogenului din nucleu, și evoluează pe aceasta de-a lungul existenței sale.

Cum citim o diagramă HR?

 

mass

© University of Oregon

Cele mai masive stele din secvența principală sunt plasate în colțul din stânga, sus, iar stelele cu cea mai mică masă în colțul din dreapta, jos, după cum arată diagrama de mai sus.

wdrg

© University of Oregon

În afara secvenței principale, stelele situate în partea stângă jos sunt mici și fierbinți – pitici albe, pe când stelele din partea dreaptă sus sunt mari și reci – gigante și supergigante roșii.

O diagramă HR este ca o hartă a evoluței unei stele. Aceasta își începe existența în secvența principală, pe care o părăsește atunci când evoluează sub forma unei gigante/supergigante roșii în momentul în care este pe punctul de a-și termina combustibilul, pentru ca apoi să ajungă la un sfârșit și să ia forma unei pitici albe (sau stele neutronice/găuri negre, totul depinzând de masa ei inițială).

 

Fenomenul de extincție în astronomie

Unghiul de dispersie al particulelor de praf din mediul interstelar  este proporțional cu λ-4 i.e. lumina albastră (450-495 nm) este dispersată mai mult decât lumina roșie (620-750 nm). Este motivul prentru care putem observa norii de praf folosind telescoape la lungimi de undă radio și infraroșu.

Deoarece dimensiunea particulelor de praf este asemănătoare cu lungimea de undă a luminii albastre – lumina albastră care provine de la obiectele îndepărtate este absorbită și dispersată de praf. Obiectele care emit lumina apar mai roșii decât sunt în realitate iar lumina emisă de acestea nu ajunge la noi.

uks018

 Lumina Pleiadelor, dispersată de praful interstelar

Putem concluziona că praful face ca stelele să apară mai roșii și mai slabe în strălucire. Extincția vizuală în magnitudini AV reprezintă factorul cu care ele apar mai slabe în strălucire, deci mai îndepărtate. Modulul de distanță devine astfel:

mV – MV = 5log10d – 5 + AV

AV poate avea valori de până la 30 de magnitudini, în special în direcția centului galactic (CG).

Stelele apar mai roșii, lucru ce poate fi determinat calculând excesul de culoare, E(B-V):

E(B-V) = (B-V) – (B-V)0

unde „(B-V)” este indexul de culoare observat, iar „(B-V)0” este indexul de culoare real.


Observarea stelelor din constelația Boötes

Alpha Boötis este Arcturus, care  înseamnă în limba greacă antică  “protectorul urșilor” și este așezată la piciorul stâng al “plugarului”, exact lângă constelațiile Ursa Major și Ursa Minor. Ea este a treia stea ca strălucire de pe cerul nopții și cea mai strălucitoare stea din emisfera nordică, având  o magnitudine aparentă de -0.04. Însă, Arcturus este deseori catalogată ca fiind pe locul patru la strălucire, în spatele stelei duble Alpha Centauri, aflată în emisfera sudică, ce are o magnitudine totală de -0.27. Cu toate acestea, Arcturus rămâne a treia cea mai strălucitoare stea individuală de pe cerul nopții, fiind urmată apoi, pe locul patru, de Alpha Centauri A, cea mai strălucitoare stea din constelația Centaurul.

Alpha Boötes este o gigantă portocalie, de tip K1.5 IIIpe,  caracterizându-se printr-un spectru de lumină și emisii liniare ciudate ( sintagma “pe” se referă la aceste emisii ciudate). Ea este aflată la o distanță de aproximativ 36.7 ani-lumină față de Soare  și are o luminozitate de cel puțin 110 ori cât luminozitatea acestuia.

 Seginus este steaua γ (Gamma) Boötis, o stea variabilă de tip spectral A7II, situată la 85 de ani-lumină de Pământ. Variațiile de strălucire ale stelei sunt cauzate de pulsațiile radiale și nonradiale de pe suprafața sa. Astfel, luminozitatea acesteia are o magnitudine cuprinsă între 3.02 și 3.07, cu o perioadă de 6.97 ore. Este pe locul patru din punct de vedere al strălucirii aparente, după Arcturus, Izar și Muphrid.

Bootes este formată, printre altele, și din stele duble, cea mai cunoscută și apreciată fiind Izar sau Epsilon Boötis, aflată chiar în inima constelației. Este mai dificil de observat cu ochiul liber, dar printr-un binoclu cu o aperură  de cel puțin 75 mm, putem distinge cu ușurință o strălucitoare stea portocalie și companionul acesteia de culoare albastră-verzuie. Cele două stele ne oferă unul dintre cele mai frumoase contraste dintre toate stelele duble. Ele se află la o distanță de 300 de ani-lumină de Pământ, steaua strălucitoare fiind o gigantă portocalie, iar cealaltă este o stea din secvența principală cu strălucire mai slabă.

Folosind un telescop mic, putem diviza ușor stelele duble K și Xi   Boötis. Stelele lui Kappa au magnitudini de 5 și 7, însă nu au legătură unele cu altele. Pe altă parte, Xi este o stea binară adevărată, ce conține două stele tot cu magnitudini de 5 și 7, dar care au o perioadă orbitală de 150 de ani. Putem observa că acestea au o strălucire caldă, galbenă-portocalie.

De asemenea, o putem observa pe Nu (Eta)  Boötis, o stea dublă de tip spectral G0 IV, cu componente de magnitudine 5 și cu o perioadă de 494 zile. Eta Boötis este cunoscută sub numele de Muphrid, cuvânt ce provine din limba arabă și este localizată aproape de Arcturus, la numai 3.24 ani-lumină depărtare de aceasta. Față de Pământ, se află la 37 de ani-lumină.

Stelele din Scorpius

Scorpius este una dintre cele mai mari și cele mai strălucitoare constelații.

Antares sau Alfa (α) Scorpii este o supergigantă roșie aflată în inima scorpionului,  ce  fluctuează între magnitudinea 0.9 și 1.2 o dată la patru sau cinci zile. În limba greacă, Antares înseamnă “Rivalul lui Ares“, Ares fiind regele grec al războiului. Steaua a primit acest nume din cauza strălucirii și culorii sale, similare cu cele ale planetei Marte (zeul roman al războiului). De asemenea, este una dintre cele patru Stele Regale ale antichității, alături de Aldebaran, Regulus, și Fomalhaut.  Pe cerul nopții, Antares ocupă locul 16 în clasamentul strălucirii. Este aflată la 600 de ani-lumină de Pământ, și se estimează că ar avea un diametru de 285-700 de ori mai mare decât cel al Soarelui. Din această cauză, companionul ei, o stea albastră fierbinte, este destul de greu de observat.

Delta (δ) Scorpii sau Dschubba (“frunte“) se află la mijlocul capului scorpionului și are o magnitudine de 2.3. În anul 2000 a crescut brusc în strălucire, ajungând la o magnitudine de 1.9. De atunci, a devenit o stea variabilă, oscilând între magnitudinile 2.0 și 1.6. Acest lucru însemnă că este a doua cea mai strălucitoare stea din Scorpius. Aflat la 402 de ani-lumină de Pământ, este un sistem de stele multiplu, o stea de tip spectral B fiind componentul principal.

Beta (β) Scorpii, numită și Graffias (“clești“), apare ca o stea binară, având componente de tip spectral B, de magnitudine 3 și 5 ce prezintă un contrast plăcut de culori – alb și verde-albăstrui. Acestea sunt și ele stele binare.

Omega (ω) Scorpii este tot o binară, formată din stele cu magnitudinea 4 ce au culori constrastante – albastru și galben.

Cu un telescop mic am putea diviza cu ușurință steaua Nu (υ) Scorpii în două stele de magnitudine 4 și 6.  De fapt, steaua numită și Jabbah este formată din cel puțin patru componente, împărțite în două perechi – una mai strălucitoare, formată din stele de tip B și alta mai slabă în strălucire, alcătuită din pitice de tip B. Acest sistem de stele se află la 437 de ani-lumină de Pământ, iar lumina sa iluminează marea nebuloasă IC 4592, aflată tot în Scorpius.

O stea binară este Mu (μ) Scorpii, vizibilă cu ochiul liber, cu stele de magnitudine 3 și 4. Ambele sunt stele alb-albăstre aflate la 822 de ani-lumină de Pământ.

Xi (ξ)  Scorpii este formată  dintr-o pereche de stele albe și portocalii de tip spectral F, cu magnitudine 4 și 7, și o altă pereche mai puțin strălucitoare, compusă din stele de tip K.

Cele două stele de la capătul cozii scorpionului, λ Sco and υ Sco, par să fie foarte apropiate și sunt uneori numite “Ochii pisicii”. Lambda Scorpii este situată la aproximativ 700 de ani-lumină distanță și mai este cunoscută sub denumirea de Shaula (”ac”). Este o stea variabilă multiplă, compusă dintr-o stea de tip spectral B, care este la rândul ei o stea triplă, și doi companioni mai slabi ca strălucire. Upsilon Scorpii sau Lesath (”mușcătura animalului otrăvitor”) este o altă stea fierbinte de tip spectral B, la 520 de ani-lumină distanță, ce are o luminozitate de 12,300 de ori mai mare decât cea a Soarelui.

RR Scorpii este cea mai strălucitoare stea variabilă cu perioadă lungă din constelație. Mangnitudinea sa vizuală oscilează între 5.0 – 12.4, la fiecare 281.45 zile

Observarea stelei Pollux

Pollux este cea mai strălucitoare stea din constelația Gemeni și a 17 de pe cerul nopții. În emisfera nordică, constelația
Gemeni este vizibilă   toamna, iarna și primăvara. În această perioadă (Mai)  ea se poate distinge  pe cerul nopții în partea vestică. După apusul Soarelui, strălucitoarea planetă Venus iese ușor în evidență în vest. Deasupra lui Venus, spre dreapta se
află constelația Auriga (cea mai strălucitoare stea fiind steaua alfa Aurigae – Capella), iar spre stânga, se găsește constelația Gemeni.

Cele 2 stele strălucitoare beta și alfa –  Pollux și Castor –  sunt foarte ușor de recunoscut. În spre nord se găsește Castor, ce apare sub forma unui punct alb-asbăstrui iar la mică distanță, în spre sud, steaua mai strălucitoare, Pollux, care are o culoare portocalie.

Pollux – etimologie

Numele stelei, Pollux, provine din mitologia greacă, de la unul din fii gemeni ai reginei Spartei, Leda – Castor și Pollux. Pollux era nemuritor, fiind fiul lui Zeus și o avea ca soră pe celebra Elena din Troia. Conform mitologiei, Castor a fost ucis într-o bătălie, iar Pollux, neputând să trăiască fără acesta, i-a cerut lui Zeus să îl lase și pe el să moară. Dar, Pollux era fiul său, ceea ce îl făcea nemuritor iar Zeus nu a putut să îi îndeplinească cerința. În schimb, l-a sfătuit să își petreacă zilele în Olimp alături de ceilalți zei, iar cealaltă parte a timpului să fie în lumea de dincolo, acompaniat de fratele său. Din cauza devotării lui Pollux, Zeus a așezat constelația Gemeni pe cer, în amintirea lui.

În realitate însă, cele două stele se află la o distanță de 18 ani-lumină și sunt foarte diferite. Castor este o stea multiplă alcătuită din șase stele – fierbinți, de tip A sau pitice roșii.