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Cores e temperaturas das Estrelas

Cores e temperaturas das Estrelas.

Especificamente, foi a física da radiação dos corpos negros que permitiu compreender a variação das cores das estrelas. Logo depois de a radiação dos corpos negros ter sido compreendida, notou-se que o espectro das estrelas é bastante semelhante à radiação das curvas dos corpos negros a várias temperaturas, desde poucos milhares de Kelvin até

Para estimar a temperatura à superfície de uma estrela, poder-se-á usar a relação conhecida entre a temperatura de um corpo negro e o comprimento de onda da luz onde o espectro faz um pico. Isto é, à medida que você aumenta a temperatura de um corpo negro, o pico do seu espectro move-se para os comprimentos de onda mais curtos (azulados) da luz. Isto é ilustrado na Figura 1 onde a intensidade de três estrela hipotéticas é desenhada em relação ao comprimento de onda. O “arco-íris” indica o intervalo de comprimentos de onda visíveis ao olho humano.

Um método alternativo usa a fotometria para medir a intensidade de luz que passa através de vários filtros diferentes. Cada filtro permite que somente uma parte do espectro passe através dele, rejeitando todos os outros. Um sistema de fotometria frequentemente usado é o sistema UBV de Johnson. Ele aplica três filtros passa-banda: o U (“Ultra-violeta”), B (“Azul”) e o V (“Visível”); caa um ocupa regiões diferentes do espectro electromagnético.

Por exemplo, a estrela Bellatrix de Orion tem um Fb/Fv = 1,22, o que indica que é mais brilhante no filtro B do que no V. Para além disso, a relação Fu/Fb é igual a 2,22, por isso é mais brilhante através do filtro U. Isto indica que a estrela deve ser de facto muito quente, porque a posição do seu pico espectral deverá estar algures no intervalo do filtro U ou num comprimento de onda ainda menor. A temperatura à superfície de Bellatrix (tal como se encontra determinado pela comparação do seu espectro aos modelos detalhados que têm em conta as suas linhas de absorção) é de cerca de 25 000 Kelvin.

Nós podemos repetir esta análise para a estrela Betelgeuse. As suas relações Fb/Fv e Fu/Fb são de 0,15 e 0,18, respectivamente, por isso é mais brilhante em V e mais fraca em U. Por isso, o pico espectral da Betelgeuse deverá ser algures no intervalo do filtro V ou num comprimento de onda ainda maior. A temperatura à superfície da Betelgeuse é de apenas 2 400 Kelvin.

Os astrónomos preferem exprimir as cores das estrelas em termos de uma diferença de magnitudes, em vez de uma relação de fluxos. Como tal, voltando à Bellatrix azul, encontramos um índice de cor igual a

B – V = -2,5 log (Fb/Fv) = -2,5 log (1,22) = -0,22,

De forma semelhante, o índice de cor para a vermelha Betelgeuse é

B – V = -2,5 log (Fb/Fv) = -2,5 log (0,18) = 1,85

Os índices de cores, como a escala de magnitudes, andam para trás. As estrelas quentes e azuis têm valores menores e negativos do B-V do que as estrelas vermelhas e mais frias. Um astrónomo pode então usar os índices de cores para uma estrela, depois de corrigir os coeficientes de vermelho e da extinção inter-estelar, para obter uma temperatura precisa dessa estrela.

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