Biología

A sequência espectral e temperatura

Classificação de informações astronômicas

Os humanos adoram organizar as coisas em categorias bem organizadas, como em uma biblioteca, onde temos livros de história em uma seção, thrillers em outra e drama em outro corredor. Essa organização ou classificação, em muitos campos diferentes, nos permite comparar e contrastar categorias ou lembrar muito melhor de informações. Os astrônomos também classificam as estrelas com base em suas propriedades, com algo conhecido como sequência espectral.

Nesta lição, discutiremos a sequência espectral, além de dar uma olhada nas classes e tipos espectrais.

Como Star Spectra Form

Outra lição descreve como os espectros estelares são formados. Um espectro de linha de absorção refere-se a linhas espectrais escuras intercaladas em um espectro contínuo. Um espectro contínuo é como um arco-íris.

A razão pela qual esse tipo de espectro é formado é porque a atmosfera inferior de uma estrela, onde seus gases são quentes e densos, produz um espectro contínuo (um arco-íris) quando sua luz passa por um prisma. À medida que essa luz flutua em direção à atmosfera superior da estrela, onde o gás é frio, comprimentos de onda específicos da luz são absorvidos pelos átomos dessas camadas mais frias e mais finas de gás.

Isso significa que nossa luz, que sai da atmosfera superior para o espaço, agora está desprovida de certos comprimentos de onda originalmente encontrados no espectro contínuo, deixando para trás linhas pretas vazias.

Alguns espectros de estrelas têm linhas proeminentes de hidrogênio, apontando para o hidrogênio em sua atmosfera. Outros espectros de estrelas têm linhas proeminentes indicando elementos mais pesados, como cálcio ou sódio. Além disso, alguns outros espectros estelares têm linhas escuras largas, indicando que os elementos se combinaram em moléculas.

Essas linhas espectrais também dependem das temperaturas envolvidas, não apenas dos elementos da atmosfera. Isso ocorre porque algumas linhas simplesmente não serão exibidas muito bem se não estiver quente o suficiente para excitar átomos a níveis de energia que produzirão linhas espectrais. O inverso é verdadeiro, como se estivesse muito quente, o elétron de um átomo (como o do hidrogênio) pode ser arrancado, desativando a capacidade desse átomo de produzir uma linha de absorção porque essas linhas dependem dos elétrons de um átomo movendo-se para cima e para baixo em certos níveis de energia .

Classes espectrais e sequência

Uma vez que há tantas variedades de espectros estelares, os astrônomos agruparam espectros semelhantes em classes espectrais. Uma classe espectral é a posição da estrela em um esquema de classificação de temperatura com base no aparecimento de linhas de absorção em seu espectro. O arranjo das classes espectrais com base na temperatura é conhecido como sequência espectral .

A sequência espectral, composta pelas classes espectrais, é organizada da mais quente à mais fria da seguinte forma:

  • Estrelas do tipo O variam de 30.000 a 60.000 K. A maioria dessas estrelas são relativamente raras, pois têm uma vida curta. Eles têm linhas de hélio ionizado em seus espectros particulares, algo possível apenas em altas temperaturas. As estrelas mais quentes, estrelas do tipo O, aparecem na cor azul.
  • Estrelas do tipo B variam de 10.000-30.000 K. Linhas espectrais de hidrogênio fortes, chamadas linhas de Balmer, aparecem ao lado do hélio neutro. Essas estrelas aparecem na cor branco-azulada.
  • Um tipo de estrelas tem uma temperatura de 7.500-10.000 K. As linhas de Balmer são as mais fortes nesta classe e elementos ionizados de coisas, como cálcio e magnésio, podem ser vistos. Estrelas de tipo são estrelas brancas.
  • As estrelas do tipo F variam de 6.000 a 7.500 K. Esta classe tem linhas de Balmer de hidrogênio mais fracas e as linhas de cálcio ionizado se tornam mais óbvias. Estrelas do tipo F são estrelas branco-amareladas.
  • As estrelas do tipo G variam de 5.000 a 6.000 K. Nosso sol é um tipo específico de estrela do tipo G, uma estrela G2 (mais sobre isso depois). Tem uma temperatura de superfície de 5800 K. Não surpreendentemente, com base no que você sabe sobre nosso sol, estrelas do tipo G são estrelas amarelas.
  • Estrelas do tipo K têm uma temperatura entre 3.500-5.000 K. Muitas linhas espectrais nesta classe vêm principalmente de metais neutros como o ferro. Essas estrelas aparecem na cor amarelo-laranja.
  • Estrelas do tipo M têm uma temperatura inferior a 3.500 K e são as estrelas mais frias. Por causa dessas baixas temperaturas, moléculas como o óxido de titânio (TiO), ao contrário de átomos individuais, podem existir na atmosfera da estrela. Conseqüentemente, seus espectros mostram muitas linhas moleculares. Isso ocorre porque, ao contrário da temperatura das estrelas do tipo M, as temperaturas mais altas de outras classes fazem com que os átomos saltem como loucos por causa do calor, impedindo sua capacidade de se grudarem uns nos outros para formar moléculas. Estrelas do tipo M são vermelhas.

Você pode ajudar a lembrar a sequência espectral, na ordem do mais quente ao mais frio, usando a letra de cada classe espectral em um mnemônico muito famoso: Oh, Be A Fine Girl (Guy), Kiss Me.

Cada classe espectral é dividida em décimos, ou tipos espectrais, anexando um número de 0 a 9 após cada letra. Um tipo espectral G0 é mais quente do que um G9. Então, nosso sol é um tipo espectral G2. Isso significa que está próximo ao final mais quente de sua classe espectral (G). Isso faz sentido, uma vez que estrelas do tipo G variam de 5.000 a 6.000 K e nosso sol tem 5.800 K.

A maioria das estrelas são estrelas do tipo M. Na verdade, quanto mais quente a estrela, mais rara ela é.

Resumo da lição

Um espectro de linha de absorção refere-se a linhas espectrais escuras intercaladas em um espectro contínuo. O espectro fornecido por uma estrela depende dos elementos de sua atmosfera e de sua temperatura. Os astrônomos agruparam espectros estelares semelhantes em classes espectrais.

Uma classe espectral é a posição da estrela em um esquema de classificação de temperatura com base no aparecimento de linhas de absorção em seu espectro. O arranjo das classes espectrais com base na temperatura é conhecido como sequência espectral .

A sequência espectral, organizada do mais quente ao mais frio, é a seguinte:

  • Estrelas do tipo O variam de 30.000-60.000 K
  • Faixa de estrela tipo B de 10.000-30.000 K
  • Estrelas do tipo A têm uma temperatura de 7.500-10.000 K
  • Estrelas do tipo F variam de 6.000 a 7.500 K
  • Estrelas do tipo G variam de 5.000 a 6.000 K
  • Estrelas do tipo K têm uma temperatura entre 3.500-5.000 K
  • Estrelas do tipo M têm uma temperatura inferior a 3.500 K e são as estrelas mais frias

Você pode ajudar a lembrar a sequência espectral, do mais quente ao mais frio, usando este mnemônico: ‘Oh, Be A Fine Girl (Guy), Kiss Me’. Cada classe espectral é dividida em décimos, não se esqueça disso; eles também são conhecidos como tipos espectrais, ao anexar um número de 0 a 9 após cada letra. Quanto menor o número, mais quente é a estrela. Um tipo espectral F0 é mais quente do que um F9.

Resultados de Aprendizagem

Ao assistir a cada parte desta lição, você pode se preparar para:

  • Discuta o espectro da linha de absorção e sua formação por estrelas
  • Nomeie as classes espectrais na sequência espectral
  • Reconhecer a importância da temperatura em relação aos tipos espectrais