CLEA – Espectroscopia de estrelas*

Henrique Aita Fraquelli

*Este roteiro está baseado e faz uso de recursos (software e manuais) produzidos pelo projeto CLEA (Contemporary Laboratory Experiences in Astronomy), desenvolvido pelo Department of Physics da Gettysburg College.

Meta:

No final deste roteiro, você deverá estar habilitado a reconhecer e distinguir diferentes tipos espectrais de estrelas da sequência principal, assim como a usar a classificação espectral de estrelas na derivação da distância de estrelas. Você deve procurar entender como os espectros estelares são obtidos.

Introdução:

O programa de computador CLEA- Stellar Spectra que você usará consiste de 2 partes. A primeira é composta pelas ferramentas de visualização e classificação. Estas ferramentas permitem a você a visualizar o espectro de uma estrela e compará-lo com o espectro de estrelas padrões dos tipos espectrais conhecidos. Esta ferramenta permite a você também medir facilmente os comprimentos de onda e as intensidades das linhas espectrais e provêm uma lista dos comprimentos de onda de linhas espectras conhecidas para ajudar você a identificar os “acidentes” espectrais e associá-los com elementos químicos correspondentes.

A segunda parte deste programa de computador é uma simulação realística de um espectrômetro astronômico anexado a 3 telescópios de investigação científica – um pequeno em tamanho, um médio e um grande. Você selecionará o telescópio mais apropriado às suas necessidades. Você pode então apontar o telescópio para a estrela que deseja observar, de modo a que a luz proveniente desta atravesse a fenda do espectrômetro, acionar o espectrômetro e iniciar o processo de “coleta” de fótons. O visualizador do espectrômetro mostrará o espectro da fonte enquanto o mesmo está sendo “construído”, enquanto você continua a coletar mais fótons. O espectro é um registro da intensidade da luz coletada versus o comprimento de onda. Quando um número suficiente de fótons for coletado, você estará habilitado a visualizar as distintas linhas espectrais – o que permitirá a você classificar o espectro.

Atividade:

1^a parte

Inicialmente, você classificará o espectro de estrelas para as quais o espectro já foi obtido e encontra-se armazenado.

Acione a sequência de comandos do menu: File – Run – Classify Spectra. Dentro da janela que se abrirá, acione a sequência de comandos do menu: File – Unknown Spectra – Program List. Selecione a primeira estrela, e o espectro desta estrela será mostrado na janela de visualização. Acione então a sequência de comandos de menu: File – Atlas os Standard Spectra e selecione Main Sequence. Isto carregará a biblioteca de espectros das estrelas padrões. Usando os botões Up e Down você pode “correr” sobre os espectros armazenados. Determine então o espectro da biblioteca que melhor se assemelha àquele que você deseja classificar, identificando sua classificação espectral (apresentada no gráfico, no canto superior esquerdo). Acionando o menu File – Spectral Line Table, você pode determinar quais as linhas espectrais observadas (dê um duplo clique sobre a linha em questão, após acionar o menu Spectral Line Table).

Repita esta operação para os 10 próximos objetos da lista de estrelas inicialmente carregada.

Estrela	Tipo espectral	Linhas espectrais mais definidas
HD124320

2^a. parte:

Você usará o telescópio simulado no programa para obter por si mesmo o espectro das estrelas disponíveis nesta simulação, devendo completar a tabela 1. Veja que a Tabela 1 possui posições “livres” - você as completará pela indicação de estrelas baseadas em escolhas suas). O apontamento do telescópio para a estrela é realizado conforme o seguido no roteiro CLEA – Fotometria das Plêiades. Para salvar o espectro e poder compará-lo com as disponíveis no Atlas de estrelas padrões, você pode acionar o menu Save na janela em que obteve o espectro, e escolher o nome do arquivo que contém os dados da estrela em questão.

Estrela (número objeto)	ascensão reta	declinação	nome arquivo c/ dados	magnitude aparente	relação sinal-ruído	Tipo espectral
	6h 12m 37.64 s	32d 59’ 45.8”
	6h 14m 20.45s	33d 21’ 18.8”
	6h 15m 18.75s	33d 19’ 30.6”

Você então classificará o espectro carregando-o através da sequência de menus: File – Unknown Spectra – Saved Spectra, comparando-o com o das estrelas padrões armazenadas na biblioteca de estrelas padrões do programa (sequência de comandos menu: File – Run – Classify Spectra) – seguindo o procedimento realizado anteriormente.