Estrelas variáveis

Estrelas variáveis

(Parte 1 de 8)

Sérgio Manuel de Oliveira Viana Estrelas Variáveis

Departamento de Matemática Aplicada

Faculdade de Ciências da Universidade do Porto Setembro/2001

Sérgio Manuel de Oliveira Viana Estrelas Variáveis

Dissertação submetida à Faculdade de Ciências da Universidade do Porto para obtenção de grau de Mestre em Ensino da Astronomia

Departamento de Matemática Aplicada

Faculdade de Ciências da Universidade do Porto Setembro/2001

Estrelas Variáveis Resumo

A observação do céu nocturno é uma prática que vem da Antiguidade. Desde então e durante muito tempo pensou-se que as estrelas mantinham o brilho constante. Assim foi até ao século XVI, quando David Fabricius observou uma estrela cujo brilho variava periodicamente. Dois séculos mais tarde Jonh Goodricke descobriu uma segunda estrela e com o desenvolvimento de instrumentos de observação este conjunto foi muito alargado e hoje inclui o Sol. A variação do brilho das estrelas variáveis permite distinguir classes de estrelas variáveis, obter a distância da estrela à Terra ou conhecer melhor o seu interior. A importância deste estudo, para além do conhecimento do Universo advém também do conhecimento da estrela de que depende a vida na Terra - o Sol. Por tal, estão em vigor projectos de observação permanente do Sol e mais projectos vão ser implementados para as outras estrelas.

Estrelas Variáveis

Abstract

In the old times the stars were believed to have constant brigtness. However, in the XVI century, David Fabricius realized that the brigtness of a certain star varied periodically in time. Since then, many star have been found to be variables, including our own Sun. By studing the brightness variations of variable stars, the astrtonomers were able to learn about important astronomical issues, like the distancies in the Universe and the interior of the stars. Moreover, being our own Sun a variable star, the astronomers were able to learn more about this object which is so important for us. The work presented in this thesis concern the study of those stars which, for showing variation of their brightness, are named 'variable stars'.

Estrelas Variáveis Résumé

L' observation du ciel nocturne est une pratique que vient de V Antiquité. Depuis.là et pendant très longtemps on pense que les étoiles maintenaient l ' éclat constant. Cela perdura jusqu' au XVIe siècle, quand David Fabricius observe une étoile dont léclat variant périodiquement. Deux siècle plus tard, Jonh Goodricke découvrit une second étoile et avec le développement d'instruments d'observations cet ensenblefut élargi et aujoud' hui englobe le Soleil. La variation de V éclat des étoile variable permet de distinguer des classes d'étoiles variable, d'obtenir la distance des étoiles à la Terre ou de mieux connaître leur intérieur. L' importance de cette étude, outre la connaissance de V Univers, provient aussi de la connaissance de T étoile dont dépend la vie sur la Terre - la Soleil. Pour cela, des projects dóbservation Soleil sont en vigueur et plus de projects seront mis en marche pour les autre étooile.

Estrelas índice

Capítulo 1 - Introdução 1

Capítulo 2-0 que são estrelas variáveis 4

Capítulo 3 - O Sol como estrela variável 13

3.1- Desenvolvimento histórico. 13 3.2-Actividade solar 15 3.2-Variação da constante solar 19 3.3- Hélio sismologia 20

Capítulo 4 - Método directo de medida da distância. 4.1- Método da paralaxe 2 4.2- Unidades de distância. 24

Capítulo 5 - Magnitude das estrelas 26 5.1- Escala de magnitude tal como definiu Hiparcos. 26 5.2- Generalização do conceito de magnitude. 26 5.3- Magnitude absoluta. 27 5.4- Magnitude absoluta e luminosidade 28

Capítulo 6 - Distância medida pela luz. 30 6.1- Luminosidade e distância. 30 6.2- Medida da distância com base nas estrelas pulsantes. 31

Estrelas Variáveis

Capítulo 7 - Composição das estrelas 35 7.1 - Espectros contínuos e descontínuos. 35 7.2- Modelo atómico de Bohr. 36 7.3- Espectro de emissão e de absorção. 36 7.4- Espectros e composição das estrelas. 39 7.5- Considerações acerca dos espectros das estrelas. 40

Capítulo 8 - Radiação do corpo negro 41

8.1- Radiação emitida por um corpo negro. 41 8.2- Lei de Wien. 43 8.3- Temperatura de cor e temperatura efectiva. 4 8.4- Temperatura e tipo espectral. 4

Capítulo 9 - Diagrama de Hertzprung-Russel.

9.1- Classes espectrais. 46 9.2- Diagrama H-R. 47 9.3- Diagrama H-R e evolução estelar. 49 9.4- Evolução do Sol no diagrama H-R. 54 9.5- Localização das estrelas variáveis no diagrama H-R. 56

Capítulo 10 - Estrutura das estrelas

10.1- Grandezas que modelam e descrevem o interior das estrelas. 59 10.2- Produção de energia nas estrelas. 62 10.3-Transporte de energia. 62 10.4-O interior do Sol. 63 10.4.1.- Variação da pressão. 63 10.4.2.- Variação da temperatura. 64 10.4.3.- Variação da densidade. 64

10.4.4.- Variação da abundância de hidrogénio. 65 10.4.5.- Variação da velocidade do som. 6

Estrelas Variáveis

10.5- Estrutura do interior do Sol. 67 10.5.1.-O núcleo 67 10.5.2. - O interior radiativo. 69 10.5.3. - O envelope convectivo. 69 10.6- Ondas que se propagam no interior do Sol. 70

Capítulo 1 - Noção de onda.

1.1- Ondas unidimensionais. 72 1.2- Características das ondas 73 1.3- Interferência. 75 1.4- Ondas estacionárias. 76

1.5- Ondas estacionárias em superfícies 78 1.6- Ondas estacionárias em volumes 79

Capítulo 12 - Efeito de Doppler 12.1- Descrição do efeito de Doppler. 8

Capítulo 13 - Estrelas variáveis pulsantes.

13.1- Variação do brilho destas estrelas. 90 13.2- Pêndulo gravítico. 91 13.3- A Periodicidade das Estrelas Variáveis Pulsantes 94 13.4- Mecanismo de excitação. 96 13.4.1.- As funções próprias. 97 13.4.2.- O mecanismo de excitação. 98

Capítulo 14 - Perspectivas futuras. 102

Bibliografia 106 Páginas de consulta na internet 108

Estrelas Variáveis índice de Figuras Figura Pagina

2.1- Sistema binário catalogado como Gliese 623. Dista da Terra 25 anos luz e faz parte da constelação de Hercules. 5

2.2- Curva de luz de uma variável Mira de longo período. H. kartunen, P. Kroger, H. Oja, M. Poutanen, K. Donner, Fundamental Astronomy -,

2.3- A esquerda: dimensões de Betelgueuse. À direita: Betelgeuse faz parte da constelação Orion. Situa-se no canto superior da constelação Orion. o

2.4- Situação das estrelas pulsantes intrínsecas no diagrama de Hertzprung- Russel. Annu. Rev. Astrophyys., 5, 571, 1967.

2.5- Flare na superfície do Sol.

2.6- Curva de luz de uma estrela flare típica. A duração é de curta duração.

2.7- Curva de luz de uma variável T Tauri.H. kartunen, P. Kroger, H. Oja, M. Poutanen, K. Donner, Fundamental Astronomy

2.8- Curva de luz de uma Novae. H. kartunen, P. Kroger, H. Oja, M. Poutanen, K. Donner, Fundamental Astronomy 1

(Parte 1 de 8)

Comentários