Stele cefeide – introducere

Stelele cefeide reprezintă o clasă de stele având strălucire variabilă, cu o perioadă de 1-150 de zile. Ele au fost stele foarte luminoase, masive și extrem de fierbinți ce și-au folosit combustibilul repede, fapt ce le-a situat într-o continuă stare de pulsare. În funcție de masă, vârstă și evoluție, stelele cefeide au fost clasificate în următoarele categorii: cefeide clasice, cefeide de tip II, cefeide neregulate și cefeide pitice. Termenul de „cefeidă” își are originea în numele stelei binare Delta Cephei din constelația Cefeu, observată în 1784 de către John Goodricke la câteva luni după descoperirea stelelor cu strălucire variabilă.

1280px-Standard_Candle_in_the_WindDelta Cephei © Spitzer

 

Anunțuri

Magnitude of stars

When looking up information about stars or any other celestial bodies, we’re always given some numbers expressing their magnitude, which can be apparent or absolute. For example, the Sun has an apparent magnitude of -27, the full moon -13 or Venus -5. But, what’s the deal with these numbers anyway? How do we calculate them?

First of all, in astronomy the magnitude is a logarithmic scale of the brightness of on object at a certain wavelength (optical, infra-red etc.)

History

The Greek astronomer Hipparchus invented about 2000 years ago a magnitude system that classified the stars by their size. With the naked eye, a star such as Sirius seems larger than Mizar, which in turn appears larger than a faint star such as Alcor. According to this system, the brightest stars are “1st-class” stars, while the faintest are “6th-class” stars; the brighter the star is the more negative its magnitude is.

This classification remained valid well into the 19th century. Even if scientists had telescopes, stars were seen as central bright spots surrounded by faint concentric rings (Airy disks). So the physical size of the body continued to be misinterpreted because of the spurious rings.

airy_rings

Airy disk of Betelgeuse. © spiff.rit.edu

In the second part of the 19th century, stellar parallax was used to determine distances to the stars. It was then when astronomers understood that stars appear as point sources because they are very far away. By the time the diffraction of light as well as the astronomical seeing were explained, it was understood how the apparent sizes of stars depended on the intensity of light coming from a star (i.e. the apparent brightness of a star). Then photometry showed that the 1st class stars were about 100 times brighter than the 6th class stars. In 1856 a standard ratio of Untitled

2.512 between magnitudes was proposed by Norman R. Pogson of Oxford. Using it, the difference of five magnitudes is a factor of 100 in brightness. This new system was adapted and it is the one used nowadays. The intrinsic magnitude or the brightness of the stars is measured, and not their apparent magnitude. Note that using this logarithmic scale a star may be brighter than a 1st class star. For instance, Arcturus is magnitude 0 and Sirius is magnitude -1.46.

Apparent Magnitude

Two stars, one with apparent magnitude m1 and flux F1 (flux is the luminosity per unit area at a distance d, jj (2)

Jm-2s-1),and another star with magnitude m2 and flux F2 are related by the following formula;

jj

Using this method the magnitude scale goes beyond the 6-class magnitude system known since Antiquity. It is more than that in the way that it doesn’t only classify stars, but it also measures their brightness. Furthermore, magnitudes can be calculated for any celestial body (such as planets, moons), not just the stars.

Living in an era dominated by technology has its advantages. Modern telescopes are among them. Seeing through every wavelength allows us to measure even the faintest of the objects. The Hubble Space Telescope can analyze objects of the 30th magnitude.

Apparent and absolute magnitude

The apparent magnitude is the apparent brightness of an object. It depends on distance. Closer-to-Earth objects have higher apparent magnitudes than distanced ones. The absolute magnitude measures the luminosity of on object and it’s distance independent as it is defined as the apparent magnitude of an object at a standard distance (10 pc for stars). For example, the star Betelgeuse is more luminous than the star Sirius. However, Sirius is closer to us than Betelgeuse so its magnitude has a lower value.

The absolute magnitude can be calculated from the apparent magnitude using the distance modulus;

kkk

where m is the apparent magnitude, M is the absolute magnitude, d is the distance to the star measured in parsecs.

 

Unități de măsură a distanței în Univers

Cu siguranță ați auzit de noțiuni ca „an-lumină”, „unitate astronomică”, „parsec” sau „arcsecundă”. Acestea sunt câteva din unitățile de măsură folosite în studierea spațiului. Însă ce sunt ele de fapt? Cum le-am obținut? Azi vă voi prezenta principalele unități de măsură a distanțelor din Univers.

Anul-lumină (a-l)

Un an-lumină este distanța pe care lumina o parcurge în vid într-un an din calendarul iulian (aproximativ 3,156 x 107 secunde). Știm că viteza luminii în vid este egală cu 299,792,458 m/s. Aceste două valori înmulțite dau aproximativ 9,461 x 1015 m, adică un an-lumină.

Andromeda_gendler_sm

© Robert Gendler

Andromeda, cea mai apropiată galaxie spirală de Calea Lactee, se află la o distanță de 2,5 milioane ani-lumină de Pământ.

Unitatea astronomică (ua)

Unitatea astronomică este dată de distanța medie dintre Pământ și Soare. În timp ce Pământul orbitează Soarele, distanța dintre cele două obiecte variază, Pământul atingând un maxim (afeliu) și un minim (periheliu) o dată pe an. În trecut, unitatea astronomică era dată de media aritmetică a acestor două puncte, cunoscute prin observație. În prezent, pentru o precizie mai mare, aceasta are o valoare fixă, de 149.597.870.700 m, aproximativ 1,496 x 1011 m.

De obicei, unitatea astronomică este folosită pentru a măsura distanțe din interiorul Sistemului Solar.

Arsecunda (”)

Un grad este egal cu 60 de arcminute, adică 3600 de arcsecunde. Dar un grad are π/180 radiani. Astfel, o arcsecundă are π/180*3600 radiani, aproximativ 4,8 x 10-6 radiani.

Parsecul (pc)

Parsecul este definit ca fiind distanța la care 1 ua subîntinde un unghi de o arcsecundă (1”).

Untitled

1”  1 ua / 1 pc (©Andy, 2014)

 

Așadar, un parsec are aproximativ 3,086 x 1016 m sau 3,26 a-l. Este folosit în special pentru a măsura distanțe către obiecte din afara Sistemului Solar sau distanțe din interiorul unor grupuri de galaxii. De exemplu, Proxima Centauri, cea mai apropiată stea de noi, se află la 1,3 pc, iar Calea Lactee are aproximativ un diametru de 780 kpc.

Un mic tur prin Univers

Planeta noastră, Pământul, este a treia planetă din Sistemul Solar. I se mai spune şi „planeta albastră”, singura pe care viaţa a putut să apară.  Probabil aceste lucruri se ştiau din şcoala generală. Dar v-aţi întebat vreodată ce se află in afara ei, in Sistemul Solar, in Calea Lactee sau chiar în întreg Universul? Vă propun să facem o escapadă prin Univers.

Soarele, cel care face posibilă viaţa pe Pământ, se află la 8 minute-lumină de Terra. Aţi observat că am introdus un termen nou”minut-lumină”. De obicei auziţi prin documentare cuvântul „an-lumină”. Dar ce este de fapt un an-lumină? Un an lumină este  distanţa parcursă de lumină într-un an, adică 9460×10⁹ km. Distanţa medie   dintre Soare şi Pământ este de 1,496×108  km. De aici rezultă că lumina ajunge de la Soare la Pământ în aproximativ 8 minute.

Petele solare sunt cele mai reci şi mai întunecate puncte de pe suprafaţa Soarelui, menţinute de câmpuri magnetice puternice. Unele pete solare sunt mai mari decat Terra. Numărul de pete solare variază in cicluri care durează 11 ani.

Dar celelalte planete?

pentru moment menţionez doar că Marte se afla la  4 minute-lumină de Terra, Saturn este la la  71 minute-lumină  de Terra, iar Jupiter  la  34 minute-lumină de Terra si are 63 de sateliţi, dintre care cel mai apropiat este Io.

Unde se formează planetele şi stelele în general?

Stelele se formează în nebuloase. De exemplu, Nebuloasa Orion, aflată  la  1500 ani-lumină de Terra, care este un nor de gaz şi praf strălucitor din Calea Lactee, unde iau naştere stele noi.

În încheiere, o să vă dau un nou număr. Însă, de această dată este un număr mare – 13.7 miliarde, mai exact este vorba de numărul 137, urmat de 8 zerouri. V-aţi dat seama ce este acest număr? El reprezintă vârsta Universului nostru, care se afla în continuă extindere.

Alfabetul Grec

Alfabetul Grec este folosit de astronomi pentru a da nume stelelor in funcţie de strălucirea lor. De exemplu, cea mai strălucitoare stea dintr-o constelaţie se va numi steaua Alpha. În tabel sunt prezentate toate literele alfabetului. Unele dintre ele sunt probabil familiare, fiind folosite in fizică şi chimie.

Litera Denumirea
Αα Alpha
Ββ Beta
Γγ Gamma
Δδ Delta
Εε Epsilon
Ζζ Zeta
Ηη Eta
Θθ Theta
Ιι Iota
Κκ Kappa
Λλ Lambda
Μμ Mu
Νν Nu
Ξξ Xi
Οο Omicron
Ππ Pi
Ρρ Rho
Σσς Sigma
Ττ Tau
Υυ Upsilon
Φφ Phi
Χχ Chi
Ψψ Psi
Ωω Omega