17: Analisando a luz das estrelas

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Tudo o que sabemos sobre as estrelas — como elas nascem, do que são feitas, a que distância estão, por quanto tempo vivem e como morrerão — aprendemos decodificando as mensagens contidas na luz e na radiação que chegam à Terra. Quais perguntas devemos fazer e como podemos encontrar as respostas?

Podemos começar nossa viagem às estrelas olhando para o céu noturno. É óbvio que nem todas as estrelas parecem igualmente brilhantes, nem todas da mesma cor. Para entender as estrelas, precisamos primeiro determinar suas propriedades básicas, como quais são suas temperaturas, quanto material elas contêm (suas massas) e quanta energia elas produzem. Como nosso Sol é uma estrela, é claro que as mesmas técnicas, incluindo espectroscopia, usadas para estudar o Sol podem ser usadas para descobrir como são as estrelas. À medida que aprendermos mais sobre as estrelas, usaremos essas características para começar a reunir pistas sobre os principais problemas que estamos interessados em resolver: como as estrelas se formam? Por quanto tempo eles sobrevivem? Qual é o destino final deles?

17.1: O brilho das estrelas
A energia total emitida por segundo por uma estrela é chamada de luminosidade. O brilho de uma estrela do ponto de vista da Terra é seu brilho aparente. O brilho aparente de uma estrela depende tanto de sua luminosidade quanto de sua distância da Terra. Assim, a determinação do brilho aparente e a medição da distância até uma estrela fornecem informações suficientes para calcular sua luminosidade.
17.2: Cores das estrelas
As estrelas têm cores diferentes, que são indicadores de temperatura. As estrelas mais quentes tendem a parecer azuis ou azul-brancas, enquanto as estrelas mais frias são vermelhas. O índice de cor de uma estrela é a diferença nas magnitudes medidas em quaisquer dois comprimentos de onda e é uma forma de os astrônomos medirem e expressam a temperatura das estrelas.
17.3: Os espectros das estrelas (e das anãs marrons)
As diferenças nos espectros das estrelas devem-se principalmente às diferenças de temperatura, não à composição. Os espectros das estrelas são descritos em termos de classes espectrais. Em ordem decrescente de temperatura, essas classes espectrais são O, B, A, F, G, K, M, L, T e Y. Estas são ainda divididas em subclasses numeradas de 0 a 9. As classes L, T e Y foram adicionadas recentemente para descrever objetos semelhantes a estrelas recém-descobertos — principalmente anãs marrons — que são mais frios que M9. Nosso Sol tem um tipo G2.
17.4: Usando espectros para medir o raio estelar, a composição e o movimento
Analisar o espectro de uma estrela pode nos ensinar todos os tipos de coisas além de sua temperatura. Podemos medir sua composição química detalhada, bem como a pressão em sua atmosfera. Com a pressão, obtemos pistas sobre seu tamanho. Também podemos medir seu movimento em direção ou para longe de nós e estimar sua rotação.
17.E: Analisando a luz das estrelas (exercícios)

Miniatura: Essa exposição de longa duração mostra as cores das estrelas. O movimento circular das estrelas na imagem é fornecido pela rotação da Terra. As várias cores das estrelas são causadas por suas diferentes temperaturas. (crédito: modificação do trabalho do ESO/A.santerne).