O Diagrama Hertzsprung-Russell

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Hipertexto

Principal idéia:

É uma relação entre luminosidade e temperatura superficial das estrelas
Principais regiões:
- Seqüencia Principal (classe de luminosidade V)
- Gigantes (classes de luminosidade III e II)
- Supergigantes (classes de luminosidade I)
- Anãs Brancas
Sumário das propriedades estelares
Enorme intervalo de luminosidades:
- 10^-4 a 10⁶ L_sol
Grande intervalo de raios:
- 10^-2 a 10³ R_sol
Intervalo de temperaturas estelares modesto:
- ~3000 a >50,000 K
Intervalo de massas modesto:
Relação entre luminosidade, raio e temperatura
Luminosidade = (energia emitida por segundo)
L = 4πR²σT⁴

Portanto:
" A luminosidade de uma estrela é proporcional à sua temperatura efetiva na 4^a potência e ao seu raio ao quadrado ."

Figura tirada dos hipertextos do OEI

Distâncias espectroscópicas
determinação da distância a partir do diagrama HR
- através do espectro ou do índice de cor, estima o Tipo espectral
- através do tipo espectral, procura no diagrama HR a Luminosidade correspondente
- comparando Luminosidade com a magnitude aparente determina a distância pelo módulo de distância
  (m-M) = -5 + 5 log d
  A Relação Massa-Luminosidade
  - Masssas das estrelas variam entre aproximadamente 0,1 e 100 M_sol, ao passo que as luminosidades variam entre L=10^-4 a 10⁶ L_sol
  - Ao longo da SP, a massa cresce do canto inferior direito para o canto superior esquerdo, ou seja, a a SP é uma seqüência de massas
    - M > 3 M_sol , L ~M³
    - 3 M_sol > M > 0,5 M_sol, L ~M⁴
    - M < 0,5 M_sol, L ~M^2,5
    Ao longo do SP, estrelas maiores são mais massivas
    Atenção: Nas relações acima, M significa massa e não magnitude!
    
    Sequência Principal
    A maioria das estrelas (85%), incluindo o Sol, se encontram ao longo da banda diagonal do diagrama, chamado Seqüência Principal
    Propriedades das estrelas na SP
    - L=10^-2 a 10⁶ L_sol
    - T=2500 a >50000 K
    - R=0.1 a 10 R_sol
    Gigantes e Supergigantes
    Duas faixas de estrelas que são mais luminosas do que as estrelas da SP para a mesma temperatura, e portanto são maiores do que as estrelas da SP.
    Gigantes
    Grandes mas frias com um grande intervalo de luminosidades:
    - R = 10 a 100 R_sol
    - L = 10³ a 10⁵ L_sol
    - T < 5000 K
    Supergigantes
    São as estrelas maiores, no topo do diagrama HR, com grande intervalo de temperatura efetiva mas relativamente pequeno intervalo de luminosidade:
    - R ~ 10³ R_sol
    - L = 10⁵ a 10⁶ L_sol
    - T = 3000 a 50000 K
    - ρ ~10^-7 ρ_sol
    Betelgeuse, a segunda estrela mais brilhante da constelação do Órion (a mais brilhante é Rigel a 800 a.l.) está a uma distância de cerca de 600 anos-luz. Sua luminosidade é 14 000 vezes maior que a do Sol, embora tenha somente 20 vezes sua massa. Seu raio é de cerca de 1000 vezes o raio do Sol. (Maior do que a órbita de Marte!)
    
    Anãs vermelhas e anãs marrons
    As estrelas anãs vermelhas são muito menores e mais compactas do que o Sol.
    Características de um estrela anã vermelha típica:
    - T ~ 2700 K
    - M_bol = + 13
    - R ~ 1/10 R_Sol
    - M ~ 1/10 da massa do sol,
    - ρ ~ 100 ρ_Sol.
    Anãs brancas
    Estrelas quentes mas pouco luminosas que ocupam o canto inferior esquerdo do diagrama HR. Elas são muito mais fracas do que as estrelas da SP de mesma temperatura.
    Pela relação luminosidade-raio-temperatura, elas devem portanto ser muito menores do que as estrelas de mesma temperatura da SP.
    - R ~ 0.01 R_sol (~Tamanho da Terra!)
    - ρ ~ 10⁷ ρ_água
    Diagramas HR interativos
    
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