jump to navigation

Culoarea Stelelor Martie 30, 2010

Posted by EvolutieStelara in Evolutie Stelara.
Tags: , , , , , , , , , ,
trackback

În funcţie de lungimea de undă la care lumina emisă de stea are cea mai mare intensitate, putem determina culoarea şi temperatura stelei. Pentru aceasta pornim de la ipoteza că steaua este un corp negru. Corpul negru, inventat de ştiinţa care măsoară căldura şi dinamica acesteia (termodinamica) nu are o existenţă propriu-zisă fiind doar un obiect convenţional folosit pentru a putea explica anumite fenomene.  Dacă un obiect se comportă după anumite reguli, este considerat corp negru şi i se determină anumite caracteristici doar prin calcul. Astfel energia degajată de corpurile negre este produsă de radiaţia electromagnetică :

– corpurile negre respectă Legea Stefan-Boltzmann: cantitatea de energie emisă are legătură cu

temperatura   

– lungimea de undă la care corpul radiază cel mai intens, este legată de temperatură prin formula: , este măsurată în nanometri iar T în grade Kelvin – Legea lui Wien.

Culoarea unei stele depinde de cea mai puternică culoare din spectru.

– dacă temperatura se modifică puţin, cantitatea de energie emisă creşte foarte mult;

– radiaţia stelelor fierbinţi are lungime de undă mică, iar a celor roşii are lungime de undă mare.

– pentru ochiul uman, lumina cu lungimea de undă mică este albastră    (aprox. 400nm), iar lumina cu lungime de undă mare este roşie (aprox. 700nm);

– conform legilor corpului negru, maximul intensităţii din spectru ne arată temperatura corpului;

– cu cât maximul este spre albastru, cu atât steaua este mai fierbinte;

Exemplu:

Stelele Sirius şi Omicron Ceti au temperatura de 9200K şi 1900K. Care este lungimea de undă la care emit cea mai mare cantitate de energie?

Pentru Sirius:

Pentru Omicron Ceti:

Indexul de culoare

Culoarea unei stele se poate determina de asemenea măsurând strălucirea stelei sau magnitudinea ei cu doua filtre diferite : B-blue, 450nm ; V-vizual, 550nm. Diferenţa B-V se numeşte index de culoare.

Astfel, avem:

– stele albastre  –  B-V < 0 (negativ);

– stele portocalii  –  0 < B-V < 3 ;

– stele roşii  –  3 < B-V  ;

Cu siguranţă cu toţii am observat până şi cu ochiul liber diferenţe de culoare la diferite stele. Astfel Betelgeuse ( ) este aproape roşie, Antares ( ) la fel, Capella ( ) este galbenă, Vega ( ) este albastră. Una dintre cele mai misterioase stele este Zubeneschamali ( ), stea ce şi-a căpătat acest statut din două motive: această stea este mult mai strălucitoare în prezent decât a fost în trecut şi pentru că observatorii au declarat că are  culoare verde. Astfel Zubeneschamali este una dintre puţinele stele de culoare verde cunoscute până acum!

Majoritatea stelelor însă, observate cu ochiul liber pot părea albe sau gri. Prin binoclu sau telescop lucrurile se schimbă considerabil. Condiţiile atmosferice de asmenea pot influenţa culoarea aprentă a unei stele.

Dar cum am spus, culoarea stelelor este în strânsă legătură cu temperatura superficială. O stea roşie are o temperatură superficială mai scăzută decât una portocalie. Acesta este în fapt un exemplu ce se supune Legii lui Wien. Legea susţine că o stea cu temperatura la suprafaţă redusă emite majoritatea enegiei în porţiunea roşu spre infraroşu a spectrului, în timp ce o stea mult mai fierbinte emite preponderent în porţiunea albastru-ultraviolet a spectrului. În mod surprinzător stelele cu masă mică, cele cu temperatură scăzută formează până la 70% din stelele galaxiei noastre, dar aceastea nu vor fi observate niciodată pe cerul nopţii. De reţinut este că toate stelele din galaxia Căii Lactee emit energie pe toate lungimile de undă datorită energiei medii ridicate a tuturor fotonilor.

În imaginile de mai jos, porţiunea colorată reprezintă zona vizibilă din spectru.

La Soare lungimea de undă maximă este la culoarea verde a spectrului. Deoarece există un amestec de lumină de la toate porţiunile vizibile din spectru – albastru, roşu şi galben – noi practic observăm Soarele ca fiind galben spre alb.

Este interesant faptul că puţine stele sunt atât de fierbinţi, milioane de grade, care să emită la lungimi de undă foarte scurte precum sunt stelele neutronice care emit preponderent în spectrul razelor X .

O altă caracteristică importantă este compoziţia stelelor. În principiu o stea este o sferă enormă de gaz, procesele implicate în formarea şi menţinerea unei stele fiind extrem de complexe. Gazele care compun o stea sunt în primul rând hidrogen (H cel mai întâlnit element din Univers) în proporţie de până la 75%, heliu (He) în proporţie de 24% şi alte elemente, numite generic metale. Aceste procente variază desigur de la o stea la alta. Modul în care aceste elemente sufera transformări prin fuziune nucleară la temperaturi de peste 1 milion de grade Kelvin şi ce consecinţe au aceste schimbări asupra stelei va fi evidenţiat în  capitolele următoare.

Anunțuri

Comentarii»

No comments yet — be the first.

Lasă un răspuns

Completează mai jos detaliile tale sau dă clic pe un icon pentru a te autentifica:

Logo WordPress.com

Comentezi folosind contul tău WordPress.com. Dezautentificare / Schimbă )

Poză Twitter

Comentezi folosind contul tău Twitter. Dezautentificare / Schimbă )

Fotografie Facebook

Comentezi folosind contul tău Facebook. Dezautentificare / Schimbă )

Fotografie Google+

Comentezi folosind contul tău Google+. Dezautentificare / Schimbă )

Conectare la %s

%d blogeri au apreciat asta: