uma pergunta que muitas pessoas fazem aos astrônomos é: ‘como vocês sabem tanto sobre o universo?”Quando eu falo sobre as estrelas, galáxias, seus tamanhos, temperaturas, etc., Muitas vezes me perguntam como vocês medem tudo isso. Bem, essa é a beleza da física. Na física, temos que inventar novas maneiras de resolver um problema e entender melhor o funcionamento do cosmos. Neste artigo, mostrarei como os astrofísicos medem a temperatura das estrelas que estão a trilhões de quilômetros de distância.
Astrofísicos usar várias técnicas indiretas de medição de temperatura. Vamos dar uma olhada em alguns deles um por um.
Lei de deslocamento de Wien:
a lei de deslocamento de Wien está preocupada com o espectro de radiação de um corpo negro. De acordo com isso, a curva de radiação do corpo negro para diferentes temperaturas atingirá o pico em diferentes comprimentos de onda que são inversamente proporcionais à temperatura. Usando essa relação inversa entre comprimento de onda e temperatura, As temperaturas das estrelas podem ser estimadas.
no entanto, isso só é aplicável a estrelas com espectros que se aproximam de um corpo negro. Além disso, os espectros calibrados por fluxo da estrela em consideração também devem estar disponíveis. No entanto, este método não fornece resultados precisos, pois as estrelas não são corpos negros perfeitos.
Lei de Stefan:
outra lei que pode ser usada para medir a temperatura das estrelas é a Lei de Stefan. Cobrimos esta lei em detalhes nas séries básicas de Astrofísica. A lei Stefan-Boltzmann descreve o poder irradiado de um corpo negro em termos de temperatura. De acordo com essa lei, a potência total de calor radiante emitida por uma superfície é proporcional à quarta potência de sua temperatura absoluta. L = 4πR2σT4 . Aqui σ é a constante de Stefan-Boltzmann, L é a luminosidade, R E T são o raio e a temperatura da estrela em consideração.
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no início, medimos o fluxo total de luz proveniente da estrela. Então, combinando esses fatores, os cientistas estimam a luminosidade. E usando interferômetros, um raio de uma estrela pode ser encontrado. Eventualmente, a temperatura é medida conectando todos esses termos na fórmula de Stefan. O fator limitante aqui é a dificuldade em medir os raios das estrelas maiores ou mais próximas. Portanto, as medições existem apenas para alguns gigantes e algumas dezenas de estrelas próximas da sequência principal. No entanto, estes atuam como os calibradores fundamentais contra os quais os astrofísicos comparam e calibram outras técnicas.
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Pela análise do espectro de uma Estrela:
Nós sabemos que os átomos/íons têm diferentes níveis de energia. E, a população desses níveis depende da temperatura. Níveis mais altos são ocupados em temperaturas mais altas e vice-versa para níveis mais baixos. As transições entre os níveis podem resultar na emissão ou absorção de luz em um determinado comprimento de onda, dependendo da diferença de energia entre os níveis em questão. Geralmente, uma estrela é mais quente por dentro e mais fria por fora. As camadas mais frias e sobrepostas absorvem as radiações que saem do centro da estrela. Isso resulta em linhas de absorção no espectro que obtemos.
a análise do espectro consiste em medir os pontos fortes dessas linhas de absorção para diferentes elementos químicos e diferentes comprimentos de onda. A força de uma linha de absorção depende principalmente da temperatura da estrela e da quantidade de um determinado elemento químico. No entanto, vários outros parâmetros como gravidade, turbulência, estrutura atmosférica, etc., também pode influenciá-lo. Este método fornece medições de temperatura com precisão tão boa quanto +/-50 Kelvins.
Relação Cor – Temperatura:
outro método para medir a temperatura das estrelas é analisando sua cor. Embora todas as estrelas pareçam brancas, elas têm cores diferentes quando vistas com cuidado. As variações são resultado de sua temperatura. As estrelas Frias parecem vermelhas e as quentes são azuis. Medimos a cor de uma estrela por um instrumento chamado fotômetro fotoelétrico.
isso envolve passar a luz por diferentes filtros e encontrar a quantidade que passa por cada filtro. As medições do fotômetro são convertidas em temperatura usando escalas padrão. Este método é benéfico quando um bom espectro de uma estrela não está disponível. Os resultados obtidos neste método são precisos até + / – 100-200 K. No entanto, este método dá resultados ruins para Estrelas mais frias.
cada um dos métodos mencionados acima tem suas vantagens e limitações. Ainda assim, os astrofísicos de todo o mundo usam amplamente esses métodos e acabam dando resultados satisfatórios.
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Editor de ‘os segredos do universo’, concluí meu Mestrado em Física da Índia e logo vou me juntar ao Instituto de Ciências Espaciais de Barcelona para meus estudos de doutorado em exoplanetas. Adoro escrever sobre uma infinidade de tópicos preocupados com ciências planetárias, Astrofísica observacional, mecânica quântica e física atômica, juntamente com os avanços que ocorrem na indústria espacial.