A Fauna Espectral Estelar

Apresentação em tema: "A Fauna Espectral Estelar"— Transcrição da apresentação:

1 A Fauna Espectral Estelar
Daniel R. C. Mello

2 A classificação de Harvard A classificação de Morgan & Keenan
Introdução Espectros estelares A classificação de Harvard A classificação de Morgan & Keenan A fauna espectral I – A Sequência Principal A fauna espectral II – As outras “espécies” A fauna espectral III – Peculiaridades

3 (Wollaston, Fraunhofer, Kirchhoff, Angstrom,
Introdução Estrelas → Espectrógrafo → (Detector CCD) → Monitor → Informações preciosas 300 anos (Wollaston, Fraunhofer, Kirchhoff, Angstrom, Secchi, Huggins, Draper, Pickering, Fleming) Um dos pilares da Astrofísica estelar Propriedades físicas das estrelas, composições químicas

4 Intensidade das linhas espectrais
Espectros estelares Quantização dos níveis energéticos Leis de Kirchhoff Átomo de hidrogênio   Intensidade das linhas espectrais    Tratamento complexo (ETL ou não-ETL), quantificação dos coeficientes de absorção, diversos fenômenos de alargamento, efeito Zeeman, turbulência, etc, etc, etc..

5 Classificação Espectral de Harvard
●Introduzida no final do Séc. XIX e aprimorada no início do Séc. XX; ●Classificação unidimensional obedece a escala de cores (intimamente relacionada a temperatura efetiva da estrela) – O,B,A,F,G,K,M Classe Temperatura Cor convencional Cor aparente Massa (massas solares) Raio (raio solar) Luminosidade Linhas de hidrogénio  % das estrelas da sequência principal O 30000–60000 K azul 64 M☉ 16 R☉ L☉ Fraco ~ % B 10000–30000 K azul a azul-branco azul-branco 18 M☉ 7 R☉ 20000 L☉ Médio 0.13% A 7500–10000 K branco 3.1 M☉ 2.1 R☉ 40 L☉ Forte 0.6% F 6000–7500 K amarelo-branco 1.7 M☉ 1.4 R☉ 6 L☉ 3% G 5000–6000 K amarelo 1.1 M☉ 1.1 R☉ 1.2 L☉ 7.6% K 3500–5000 K laranja amarelo-laranja 0.8 M☉ 0.9 R☉ 0.4 L☉ Muito fraco 12.1% M 2000–3500 K vermelho laranja-vermelho 0.4 M☉ 0.5 R☉ 0.04 L☉ 76.45%

6 Classificação Espectral de Morgan & Keenan
● Introduzida em 1943 e revisada em 1953 (Observatório de Yerkes) ● Classificação obedece ao esquema de Harvard + caracterização das classes de luminosidade (relacionadas a gravidade superficial)

7 A fauna espectral I – Sequência Principal
● Estrelas O: maiores temperaturas efetivas ● Critério de classificação: intensidades das linhas de HeI, HeII

8 A fauna espectral I – Sequência Principal
● Estrelas B: Linhas de HeI intensas ● Critério de classificação: HeI4471/MgII4481, entre outros.

9 A fauna espectral I – Sequência Principal
● Estrelas A: Linhas de Hidrogênio intensas ● Critério de classificação: MgII4481, CaII K

10 A fauna espectral I – Sequência Principal
● Estrelas F, G, early-K: Linhas metálicas, H fraco ● Critério de classificação: CaII K, FeI4046/Hδ, G-Band (banda molecular CH)

11 A fauna espectral I – Sequência Principal
● Estrelas late-K, M: Linhas metálicas, bandas moleculares ● Critério de classificação: CaI4227/FeI4383, TiO, CaOH

12 A fauna espectral II – Outras “espécies”
● Efeito logg (evolutivo): Outros habitats no diagrama HR ● Critério de classificação: EW e asas das linhas de H, linhas OII, SiIII logg=2.70 logg=2.73 logg=3.50 logg=4.12

13 A fauna espectral II – “Outras espécies”
● Efeito logg (evolutivo): Outros habitats do diagrama HR ● Estrelas passando por estágios nucleossintéticos diferenciados

14 A fauna espectral II – Outras “espécies”
● Efeito logg (evolutivo): Outros habitats do diagrama HR ● Critério de classificação: EW e asas das linhas de H, linhas OII, SiIII

15 A fauna espectral III – Peculiaridades
● Estrelas Ap: Enriquecimento de elementos pesados > forte campo magnético ● Critério de classificação: Linhas metálicas incomuns (Si, Sc, Sr, Eu, Mn, Hg) para estrelas A.

16 A fauna espectral III – Peculiaridades
● Estrelas Ap: Enriquecimento de elementos pesados > forte campo magnético ● Critério de classificação: Linhas metálicas incomuns para estrelas A. Variação nas intensidades das linhas é relacionada a variação do campo magnético global; Variabilidade espectral e fotométrica detectada; Teorias nucleossintéticas e não-nucleossíntéticas; a Cvn 53 Cam Pyper (1969) Borra & Landstreet (1977)

17 A fauna espectral III – Peculiaridades
● Estrelas Ap: Enriquecimento de elementos pesados > forte campo magnético ● Critério de classificação: Linhas metálicas incomuns para estrelas A. Variação nas intensidades das linhas é relacionada a variação do campo magnético global; Variabilidade espectral e fotométrica detectada; Stibbs (1950) Fraga (2006)

18 A fauna espectral III – Peculiaridades
● Estrelas Ap: Enriquecimento de elementos pesados > forte campo magnético ● Critério de classificação: Linhas metálicas incomuns para estrelas A.

19 A fauna espectral III – Peculiaridades
● Estrelas Carbonadas (C): Forte enriquecimento C e elementos pesados ● Critério de classificação: Bandas: C2, G-band(CH), CN, elementos processo-lento

20 A fauna espectral III – Peculiaridades
● Estrelas Mira: Variáveis pulsantes de longo período ● Critério de classificação: Bandas moleculares, linha hidrogênio, variação espectral Parte extrema do ramo AGB; Atmosferas aquecidas por choques;

21 A fauna espectral III – Peculiaridades
● Estrelas Wolf-Rayet (WR): Estrelas quentes com massivo envelope em expansão ● Critério de classificação: linhas em emissão (WN ou WC) Precursoras das SN tipo Ib, Ic M > 20MSol Teff: (30 – 60000K) (dM/dt) ~ 10-5 Msol/ano EZ Cma (WR) – Crédito: Don Goldman:

22 A fauna espectral III – Peculiaridades
● Estrelas Wolf-Rayet (WR): Estrelas quentes com massivo envelope em expansão ● Critério de classificação: linhas em emissão (WN ou WC)

23 A fauna espectral III – Peculiaridades
● Estrelas Be, B[e]: Estrelas quentes com linhas em emissões ● Critério de classificação: Alto vseni, emissão H, He, linhas proibidas

24 A fauna espectral III – Peculiaridades
● Estrelas Be, B[e]: Estrelas quentes com linhas em emissões ● Critério de classificação: Alto vseni, emissão H, He, linhas proibidas Disco circumstelar gerado por perda de massa e alta rotação; Podem abranger as classes III, IV e V; Perfil da linha de emissão depende da inclinação do disco.

25 A fauna espectral III – Peculiaridades
● Estrelas Anãs marrons (Late dwarfs): Extremidade inferior DHR, convectivas ● Critério de classificação: rico espectro metálico no IV, bandas moleculares, VO 2200 > Teff > 700K Júpiter 1MJ 10-3MS Anã marron (13-80)MJ 10-2 MS Sol 103 MJ 1MS

26 A fauna espectral III – Peculiaridades
● Estrelas T-Tauri (TTS): Pré-SP (→F,G,K,M), disco de acréscimo, ventos ● Critério de classificação: Li I 6708, emissões em Ha, eventualmente CaII, [OI], K ● Podem atingir a SP em aproximadamente 100 milhões anos; M < 2MSol ● Percentual significativo formando sistema binários; ● Alvos potenciais para a descoberta de discos proto-planetários; Corral et al., (2006)

27 A fauna espectral III – Peculiaridades
● Estrelas Herbig-Ae/Be: Pré-Sequência Principal (→A, B), envelope gás-poeira, ventos ● Critério de classificação: emissões em Hidrogênio, eventualmente CaII, Fe, Bd

28 A fauna espectral III – Peculiaridades
● Supernovas: restos da morte estelar (tipo II, Ia, Ib, Ic) ● Critério de classificação: linhas de Hidrogênio, linhas metálicas (Silício) ● Taxa estimada: 3 SN /1000 anos em cada galáxia (última Galáctica em 1604)

29 Espectro solar. Crédito: The National Solar Observatory.