ANTARES
OBSERVATORIO VIRTUAL
PRÁCTICA 7:
CLASIFICACIÓN
ESPECTROSCÓPICA DE UNA
MUESTRA DE ESTRELLAS BRILLANTES
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En esta práctica se utiliza el espectrógrafo del telescopio de diez metros del observatorio virtual para obtener espectros de una serie de estrellas brillantes del cielo de Invierno. El objetivo es clasificar espectroscópicamente estas estrellas. Para llevar a cabo esta práctica es un requisito previo el conocer las bases de la clasificación estelar: diagrama HR, sistema MK, temperaturas superficiales, clases de luminosidad de las estrellas etcétera. Por ello es importante repasar los temas de teoría en los que se tratan estos temas. Como idea fundamental, recordaremos que el tipo espectral de una estrella nos permite no sólo conocer su temperatura sino también su color y luminosidad (o magnitud absoluta). Estas propiedades nos ayudan además a determinar su distancia, masa y otros parámetros físicos. La clasificación espectral nos permite asignar cada estrella a un grupo o categoría donde se encuentran las estrellas de características similares y presumiblemente as mismas propiedades físicas y naturaleza.
Dirijámonos ahora a nuestro observatorio virtual para tomar espectros de una serie de estrellas de nuestro cielo. Como ya estamos acostumbrados a hacer, debemos empezar seleccionando la práctica adecuada y el telescopio correcto.
Puesto que necesitamos llevar a cabo espectroscopía, el instrumento más adecuado es el espectrógrafo existente en uno de los focos Nasmyth del telescopio de diez metros.
Al abrir la cúpula nos llamará la atención el aspecto del cielo que se puede contemplar por la abertura. En esta práctica vamos a trabajar con estrellas muy brillantes, así que se nos presenta el cielo no como se ve por el telescopio de diez metros, sino como se ve por uno de sus pequeños telescopios auxiliares. Podemos reconocer constelaciones completas. Así, en las coordenadas (410, 110) de la consola se encuentra la constelación de Auriga, y en las (385, 440) la famosa constelación de Orión. Con ayuda de un planisferio o un atlas celeste podremos reconocer sin problema el resto de estrellas que van a ser objeto de estudio de esta práctica. Si queremos, podemos navegar por este cielo (correspondiente al cielo de invierno para un observador situado en la península ibérica) y familiarizarnos con las constelaciones. Deberemos ser capaces de reconocer a Sirio, la estrella a del Can Mayor y la más brillante del cielo en las coordenadas (245, 585). En (601, 206) tenemos al famoso cúmulo de Las Pléyades. Si aún no tenemos claro la identificación del campo, la estrella Aldebarán se encuentra en (513, 282).
Ahora tomaremos el espectro de alguna de las estrellas más emblemáticas y procederemos a clasificarlas espectralmente. Como referencia tomemos una librería de espectros ya clasificados. En la figura se representan una serie de espectros típicos de todos los tipos espectrales. Se ha representado intensidad frente a longitud de onda. A este conjunto de espectros de referencia se le denomina librería de espectros estelares.
Empezemos obteniendo el espectro de la estrella Sirio, el a de la constelación del Can Mayor. Se encuentra en coordenadas (245, 585) y es fácilmente reconocible pues es la estrella más brillante de todo el campo. Una vez que hemos centrado la estrella en la rendija con el modo adquisición, podemos pasar a la consola de medida y lanzar nuestra exposición. Puesto que queremos los datos de la mayor calidad y se trata de espectros y no imagen, no debemos ahorrar en tiempo de exposición. Será necesario un mínimo de 900 segundos, o más si nos lo podemos permitir. La ventaja de este espectrógrafo es que podemos ver cómo se forma el espectro en tiempo real y detener la exposición tan pronto como creamos que es suficiente.
Tras varios minutos de exposición, el espectro de Sirio ya muestra varias características inconfundibles. Se observan claramente varas líneas muy intensas que dominan por completo el espectro. Se trata de las líneas de la serie de Balmer del Hidrógeno Hd en 4101Å, Hg en 4340Å, Hb en 4861Å y Ha en 6563Å. La presencia e intensidad de estas líneas clasifica de manera automática Sirio como una estrella de tipo espectral A. En la siguiente figura tenemos un ejemplo de cómo puede ser nuestro espectro final de Sirio:
De esta figura hay otra característica también bastante llamativa. Se trata de la fuerte bajada que se produce en la intensidad del espectro en torno a los 4000Å. Se trata de a discontinuidad de 4000, también llamada break de 4000. Aparece practicamente en todas las estrellas pero sólo en las de tipo más temprano (O, B, A, F) es tan llamativo. Además, en longitudes de onda más cortas que el break de 4000 las estrellas de primeros tipos no presentan líneas de absorción claras mientras que las de últimos tipos sí lo hacen. En las estrellas de tipo espectral O el contínuo más azul del 4000 sigue subiendo. Esto es una característica que por sí sola ya caracteriza a estas estrellas. Este efecto se aprecia muy fácilmente en el caso de la estrella h de Auriga.
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