ANTARES - Módulo 2 - Unidad 1 - Programa de Nuevas Tecnologías - MEC Unidad didáctica 1: Observando las estrellas La estrella Betelgeuse en Orión file:///F|/antares/modulo2/m2_u100.html [12/3/2000 17.04.52] ANTARES - Módulo 2 - Unidad 1-01- Programa de Nuevas tecnologías - MEC - 1.1. Introducción Las estrellas que vemos por la noche en el cielo aunque aparecen como brillantes puntos de luz son en realidad esferas masivas y luminosas de gas. En nuestra Galaxia hay unos cien mil millones de ellas, el Sol, que debido a su proximidad nos permite estudiar con detalle su superficie, es una estrella típica con valores intermedios de masa, radio y brillo comparada con la mayoría de las estrellas observadas. Una propiedad muy importante de las estrellas es que ellas mismas generan la luz que emiten. En su interior, por procesos de fusión nuclear, se origina energía que produce la luz que sale por su superficie. Pero sólo podemos observar la luz que emiten las capas más exteriores de las estrellas, llamadas atmósfera estelar, el interior estelar no es directamente observable debido a la gran opacidad del gas. Estas capas externas no producen energía, sino simplemente brillan debido a la energía producida en el interior que se transporta hacia la superficie. Así pues al estudiar la luz de las estrellas no observamos directamente los procesos de generación de energía, pero el estudio de la atmósfera se utiliza para explicar que ocurre en el interior. El gas que constituye la estrella se mantiene unido debido a la fuerza de gravedad, que es la misma fuerza que nos mantiene sobre el suelo con los pies dirigidos hacia el centro de la Tierra, ya estemos en Europa o en Australia. Es también la gravedad la que comprime grandes cantidades de polvo y gas interestelar que convierte en esferas densas dando lugar al nacimiento de las estrellas, las cuales evolucionan a lo largo de su vida, como los seres vivos y finalmente mueren eyectando materia al medio interestelar a partir del cual se formarán nuevas estrellas. El estudio de las estrellas ha sido de una enorme ayuda en el desarrollo de las leyes físicas pero hay una diferencia fundamental entre los astrónomos y los científicos de otros campos y es que la mayoría de los astrónomos son observadores más que experimentalistas, pueden observar la luz de los objetos muy distantes pero no experimentar con ellos directamente. file:///F|/antares/modulo2/m2_u101.html [12/3/2000 17.04.53] ANTARES - Módulo 2 - Unidad 1-02- Programa de Nuevas tecnologías - MEC - 1.2. Distancias estelares Unidades: ● Unidad astronómica (ua) ● Parsec (pc) ● Paralaje Unidad astronómica (ua) Los objetos celestes se encuentran a grandes distancias, por ello, expresarlas en las unidades usuales sería muy incómodo, de ahí la necesidad, en Astrofísica, de definir una escala propia de distancia. Para aquellas que son del orden del tamaño del sistema solar se utiliza la unidad astronómica (u a). Para valores mayores, el parsec (pc) y los múltiplos del mismo: kpc(103 pc) y Mpc (106 pc). Además es usual emplear el año luz en los trabajos de divulgación. La Tierra describe en su movimiento alrededor del Sol una elipse; la distancia Tierra-Sol no es, pues, constante sino que varía desde 147.1 millones de kilómetros en enero hasta 152 millones de kilómetros en julio. Se define la unidad astronómica (u a) como la distancia media Tierra-Sol y vale: 1 ua = 149 597 900 km = 149,6 millones de km ≅ 150 x 106 km Parsec (pc) La definición del parsec será, pues, la distancia desde la que el radio de la órbita de la Tierra, 1 ua = 150 x 106 km, se ve bajo un ángulo de 1". Año luz El año luz es la distancia recorrida por la luz en un año; esta unidad no es utilizada por los astrofísicos, pero indica un orden de magnitud de las distancias que es fácilmente accesible al gran público. La luz viaja con una velocidad de 300 000 kilómetros por segundo luego en un año ha recorrido una distancia de 9.5 billones de kilómetros y tarda 3.26 años en recorrer un parsec, así 1 parsec = 3.26 años luz. file:///F|/antares/modulo2/m2_u102.html (1 de 3) [12/3/2000 17.04.54] ANTARES - Módulo 2 - Unidad 1-02- Programa de Nuevas tecnologías - MEC - Paralaje Figura 2-1-2: Paralaje file:///F|/antares/modulo2/m2_u102.html (2 de 3) [12/3/2000 17.04.54] ANTARES - Módulo 2 - Unidad 1-02- Programa de Nuevas tecnologías - MEC - Las estrellas cercanas a la Tierra parece que se mueven respecto al fondo constituido por estrellas muy lejanas, para hacer máximo este efecto se observa desde dos lugares que estén lo mas separados posible. En el periodo de seis meses la Tierra se mueve desde un punto al opuesto en su órbita alrededor del Sol, si hacemos la observación de la posición de una estrella en el cielo respecto a las estrellas lejanas con un intervalo de seis meses, el ángulo que la estrella se ha movido es el doble del ángulo llamado la paralaje (Figura 2-1-2). Esta es el ángulo sustentado por la distancia media Tierra-Sol, es decir, por la unidad astronómica. Para calcular la distancia a partir de la paralaje se utiliza simple trigonometría, como el ángulo medido es muy pequeño se aproxima por su tangente y la distancia es la inversa de la paralaje. d = 1 ua /tg p = 1/p ua midiendo el ángulo en radianes, 1 radian = 2.063 x 105 ", se puede expresar p en segundos de arco (", un círculo tiene 360 grados de arco, 1 grado se divide en 60 minutos de arco y cada minuto en 60 segundos de arco, luego 1 grado tiene 3600 segundos de arco) d = 2.063 x 105 /p" ua Conforme observamos estrellas más lejanas el ángulo medido, su paralaje, es cada vez más pequeño. Cuando la distancia es tal que 1 ua sustenta un ángulo de sólo 1 segundo de arco se dice que la distancia es un parsec. Una estrella que está a 1 parsec tiene una paralaje de 1 segundo de arco : 1 parsec = 2.063 x 105 ua = 3.086 x 1013 km = 30.86 billones de kilómetros así se obtiene la distancia en parsec como la inversa de la paralaje en segundos de arco d = 1/p" pc file:///F|/antares/modulo2/m2_u102.html (3 de 3) [12/3/2000 17.04.54] ANTARES - Módulo 2 - Unidad 1-03- Programa de Nuevas tecnologías - MEC - 1.3. Magnitudes estelares Magnitudes aparentes: ● Escala de Pogson ● Escala de magnitudes visuales ● UVB ● Índice de color Escala de Pogson El hecho más evidente que podemos observar a simple vista es que las estrellas tienen diferente brillo. Hace ya más de dos mil años, el astrónomo griego Hiparco estimó a simple vista el brillo de las estrellas, y de acuerdo con esto las agrupo en seis clases de magnitudes. En la primera las más brillantes, en la segunda las algo más débiles y así sucesivamente hasta la sexta magnitud que eran las más débiles justamente observables a simple vista. El número de estrellas clasificadas con este criterio creció en el curso de los años, hasta que el desarrollo de la fotometría llevó a la consideración de los astrónomos la necesidad de establecer una escala objetiva de magnitudes. En este sentido, Pogson, en 1856, propuso una relación mediante la cual una diferencia de cinco magnitudes correspondía a una variación , en un factor de 100, en el brillo. Esta sugerencia fue aceptada, conformando la escala de magnitudes aparentes utilizada hoy día, en la que una estrella de primera magnitud es cien veces más brillante que una de sexta. ¿Cual será el factor que nos indica una diferencia de una magnitud?. Como el aumento de 1 en la escala de magnitudes corresponde a una disminución del brillo en un cierto factor, necesitamos un número que cuando se multiplica por si mismo 5 veces sea cien, este número es justamente que vale 2.5. Así una estrella de segunda magnitud es 2,5 veces más débil que una de primera magnitud. Usando el factor 2,5 para cada diferencia de 1 magnitud y el factor 100 para cada diferencia de 5 magnitudes, se puede encontrar de forma simple la relación de los brillos de cualquier estrella. Esta escala de magnitudes definida, llamada escala de Pogson, da la diferencia de magnitudes de dos estrellas en función del brillo, que en Física es la energía radiante recibida en la Tierra. Es una escala logarítmica, ya que la respuesta del ojo humano es logarítmica, y en ella las estrellas más débiles que pueden verse a simple vista siguen siendo de sexta magnitud, se expresa de la forma siguiente. file:///F|/antares/modulo2/m2_u103.html (1 de 3) [12/3/2000 17.04.54] ANTARES - Módulo 2 - Unidad 1-03- Programa de Nuevas tecnologías - MEC - m1 - m2 = - 2.5 log b1 / b2 siendo b1 y b2 los brillos correspondientes a las estrellas de magnitud m1 y m2 respectivamente. Esta escala es, por tanto, logarítmica, relativa mide la diferencia de magnitud entre dos estrellas o su relación de brillos y nos dice cuanto más brillante es una estrella respecto de otra y habrá que fijar el punto cero de la escala o estrellas de referencia para hacer las medidas. Finalmente, la escala es inversa por llevar el signo menos lo que implica que cuanto mayor es la magnitud más débil es la estrella ( las estrellas de primera magnitud son más brillantes que las de segunda magnitud ). Escala de magnitudes visuales La escala de magnitudes visuales (mv) está actualmente definida por un número de estrellas estándares medidas por Johnson & Morgan en 1953. En la práctica la escala de magnitudes se define suponiendo magnitud 0 para la estrella α Lyrae, también llamada Vega, luego para cualquier estrella sabiendo que para Vega mv = 0. mv - 0 = - 2.5 log b /b (Vega) = - 2.5 [ log b - log b(Vega) ] En resumen comparamos los brillos de todas las estrellas con Vega, si la estrella es más débil que Vega su mv > 0, pero si es más brillante que Vega su mv < 0. Muchas de las estrellas consideradas por los griegos como de primera magnitud siguen siéndolo en la nueva escala. Pero otras resultaron mucho más brillantes, esto es, con magnitudes inferiores a uno, lo que obligó a incluir números negativos en la escala de magnitudes. Así ocurrió con Sirio, la estrella más brillante de nuestro cielo cuya magnitud es -1.6 y el Sol que tiene -26.8. La escala ha sido también ampliada para incluir las estrellas más débiles que pueden observarse con los grandes telescopios, que llegan hasta la magnitud 29. UVB La medida de las magnitudes visuales ya no se hacen a simple vista sino que en principio se utilizaron placas fotográficas y actualmente detectores fotoeléctricos. Las placas fotográficas eran sensibles principalmente a la luz azul (el ojo humano es sensible en el amarillo o visible) con las medidas fotográficas comparábamos el brillo de las estrellas en la banda azul. Una estrella que en el visual tiene el mismo brillo que Vega, tiene mv = 0, pero puede ser realmente más brillante que Vega en el azul, si es una estrella azul, luego su magnitud aparente en el azul mB < 0. En general cualquier estrella tendrá diferentes magnitudes para las distintas bandas de longitudes de onda. La diferencia en magnitud de una estrella para las diferentes bandas nos da información sobre el color de la estrella. Para mB > mv la estrella es más débil en el azul, luego parecerá más roja que Vega. Por definición Vega tiene todas las magnitudes aparentes iguales a cero, mv = mB = 0. file:///F|/antares/modulo2/m2_u103.html (2 de 3) [12/3/2000 17.04.54] ANTARES - Módulo 2 - Unidad 1-03- Programa de Nuevas tecnologías - MEC - Para medir con precisión los colores de las estrellas se usa una técnica llamada fotometría fotoeléctrica. Este proceso utiliza un detector CCD en el foco del telescopio y un juego estándar de filtros de colores. El sistema más utilizado es el de tres colores , con tres filtros UBV (Figura 5.2), transparentes en tres bandas anchas: ● U, magnitud ultravioleta, centrado en 3650 Å con una banda de paso efectiva de 680 Å ● B, magnitud azul, centrado en 4400 Å con una banda efectiva de 980 Å ● V, magnitud visual, centrado en 5500 Å con una banda efectiva de 890 Å La magnitud visual,V, es la misma que la medida a simple vista mv. La medida en Tierra de la intensidad de la luz emitida por una estrella a través de estos filtros da lugar a tres magnitudes aparentes designadas por U, B, V. EL astrónomo compara, entonces, la intensidad en las bandas de paso restando una magnitud de otra y se obtiene (B-V) y (U-B) que son los llamados índices de color de la estrella y su definición es: diferencia de dos magnitudes para un mismo objeto. Índice de color El índice de color indica cuanto emite una estrella en una longitud de onda respecto a otra. Por ejemplo, el índice (B-V) indica si la estrella es más brillante (emite más) en el azul o en el visible. Un índice de color B - V > 0 significa que la estrella es más roja que Vega. U - B > 0 significa más energía a más largas longitudes de onda, más en el azul que en el ultravioleta, y al contrario U -B < 0 significa que emite más energía (luz) en el ultravioleta que Vega. file:///F|/antares/modulo2/m2_u103.html (3 de 3) [12/3/2000 17.04.54] ANTARES - Módulo 2 - Unidad 1-04- Programa de Nuevas tecnologías - MEC - 1.4. Magnitudes absolutas ● Magnitudes absolutas ● Luminosidad ● Módulo de la distancia Magnitudes absolutas Las magnitudes estelares, definidas como la medida del brillo de las estrellas, de las que hemos hablado hasta ahora son magnitudes aparentes, es decir, como nos parece que brillan las estrellas que depende de la distancia a que se encuentran ya que una estrella puede brillar menos porque está muy lejos o porque es débil intrínsecamente, esto es, emite poca luz. Para solucionar este problema elegimos una distancia estándar y se considera el brillo que tendrían las estrellas a esa distancia. Las magnitudes medidas a la distancia estándar de 10 parsec se denominan magnitudes absolutas, que se expresa con la letra mayúscula M y la magnitud aparente con la m minúscula (excepto las medidas fotoeléctricamente que se representan por U, B, V). Si ocurre que una estrella está a una distancia de 10 parsecs, su magnitud aparente y absoluta serán las mismas. Si está a una distancia mayor y la trasladamos a 10 parsecs para obtener su magnitud absoluta aparecerá más brillante que en su posición real. Como es más brillante su magnitud absoluta será un número más pequeño que el de su magnitud aparente. Por el contrario sí la estrella está más próxima de 10 parsecs, y la movemos a la distancia estándar será más débil y su magnitud absoluta será un número mayor que el correspondiente a la aparente. Luminosidad. file:///F|/antares/modulo2/m2_u104.html (1 de 3) [12/3/2000 17.04.55] ANTARES - Módulo 2 - Unidad 1-04- Programa de Nuevas tecnologías - MEC - Si una estrella emite la misma cantidad de luz en todas las direcciones, se dice que radia isotrópicamente, a una distancia d su radiación se habrá distribuido en una superficie esférica de área 4πd2. Si la luz o radiación medida a través de esta superficie la hemos llamado brillo b, los astrónomos definen la Luminosidad de la estrella como la energía total emitida por unidad de tiempo o potencia radiada y será L = 4π d2 b Fuera de la fuente emisora la radiación ni se crea ni se destruye, la luminosidad, por tanto, no depende de la distancia pero el brillo disminuye proporcionalmente al cuadrado de la inversa de la distancia, b = L / 4πd2 . Si hacemos medidas de la intensidad de la luz recibida de las estrellas en función de la distancia a que se encuentran se obtiene que varía de forma inversa con el cuadrado de la distancia, esto es, si llevamos a una estrella nueve veces más lejos, se hace 81 veces más débil (naturalmente no se mueven físicamente las estrellas sino se considera como aparecerían a diferentes distancias). Se ha supuesto que la materia interestelar no absorbe la luz de las estrellas, hecho que no es cierto como se verá más adelante. Módulo de la distancia Ahora vamos a deducir una relación entre la magnitud aparente, m, la magnitud absoluta, M y la distancia d. Sea b(d) el brillo de la estrella a la distancia d y b(10) a la distancia de 10 pc, que nos da por definición la magnitud absoluta. La relación entre estas dos cantidades será inversamente proporcional al cuadrado de sus distancias, esto es, b(d)/b(10) = (10 pc/d)2 Si calculamos la diferencia entre la magnitud absoluta y la aparente, aplicando la escala de Pogson, M-m = 2.5 log b(10 pc)/b(d) = - 2.5 log (d/10 pc)2 M-m = - 5 log (d/10) = - 5 log d +5 M = m + 5 - log d(pc) esta relación es válida sólo si la distancia se mide en parsec. Se llama módulo de distancia a (m - M) ya que depende únicamente de la distancia m - M = 5 log d - 5 Las magnitudes absolutas tienen un rango de aproximadamente -10 para las estrellas más brillantes a 15 para las más débiles. El Sol tiene una magnitud absoluta de 4.8 que está aproximadamente en el medio del rango, indicando que el Sol es una estrella intermedia. file:///F|/antares/modulo2/m2_u104.html (2 de 3) [12/3/2000 17.04.55] ANTARES - Módulo 2 - Unidad 1-04- Programa de Nuevas tecnologías - MEC - file:///F|/antares/modulo2/m2_u104.html (3 de 3) [12/3/2000 17.04.55] ANTARES - Módulo 2 - Unidad 1-05- Programa de Nuevas tecnologías - MEC - 1.5. Magnitudes bolométricas ● Magnitudes bolométricas ● Corrección bolométrica ● Magnitudes bolométricas y Luminosidad Magnitudes bolométricas En el caso ideal que fuésemos capaces de medir la radiación emitida por las estrellas en todas las longitudes de onda, obtendríamos la llamada magnitud bolométrica, mbol. En la práctica esto es muy difícil, ya que parte de la luz de las estrellas se absorbe por la atmósfera terrestre y también diferentes longitudes de onda requieren diferentes detectores. Corrección bolométrica La diferencia entre magnitudes visuales, mv, y magnitudes bolométricas, mbol, se llama la corrección bolométrica, c.b., que si se conoce permite obtener la magnitud bolométrica a partir de la visual mbol = mv - c.b. Mbol = MV - c.b. Por definición, la corrección bolométrica es cero para estrellas similares al Sol (más precisamente para estrellas de tipo espectral F5). Cuanto más diferente sea la luz emitida por una estrella de la que emite el Sol mayor será la corrección bolométrica, así la c.b. será grande y positiva para estrellas mucho más frías y mucho más calientes que el Sol. A veces algunos autores definen la corrección bolométrica como mbol = mv + c.b., en cuyo caso siempre la c.b. ≤ 0 . Independientemente de la definición que se haga lo que hay que tener en cuenta, para no cometer errores, es que siempre se tiene que verificar que la magnitud bolométrica sea menor o igual que la visual, mbol ≤ mv . Ya que por ser la escala de magnitudes inversa a mayor radiación medida le corresponde una magnitud más pequeña y la magnitud bolométrica mide en todo el intervalo de longitudes de onda mientras que la visual sólo mide la luz en el rango visible que es más pequeño y en consecuencia su magnitud deberá ser un número mayor. file:///F|/antares/modulo2/m2_u105.html (1 de 2) [12/3/2000 17.04.55] ANTARES - Módulo 2 - Unidad 1-05- Programa de Nuevas tecnologías - MEC - Magnitudes bolométricas y Luminosidad Las magnitudes bolométricas absolutas se pueden expresar en función de la luminosidad. Sea b el brillo de una estrella a la distancia de 10 pc y b¤ el correspondiente al Sol a esa distancia. Como la luminosidad es L = 4π d2 b, se puede escribir: Mbol - Mbol,¤ = - 2.5 log b /b¤ = - 2.5 log (L/4π10)/(L¤ /4π10) Mbol - Mbol,¤ = - 2.5 log L /L¤ Conociendo la luminosidad y la magnitud bolométrica absoluta del Sol, Mbol,¤ = 4.75, podemos obtener las luminosidades de otras estrellas. file:///F|/antares/modulo2/m2_u105.html (2 de 2) [12/3/2000 17.04.55] ANTARES - Módulo 2 - Unidad 1-06- Programa de Nuevas tecnologías - MEC - 1.6. Extinción atmosférica ● Extinción atmosférica ● Coeficiente de extinción Extinción atmosférica Figura 2-1-3: Extinción atmosférica file:///F|/antares/modulo2/m2_u106.html (1 de 3) [12/3/2000 17.04.55] ANTARES - Módulo 2 - Unidad 1-06- Programa de Nuevas tecnologías - MEC - La atmósfera terrestre afecta a las observaciones astronómicas, algunas regiones del espectro electromagnético son intensamente absorbidas por ella. El intervalo transparente más importante es la ventana óptica o visible, de 300 a 800 nm. Este intervalo coincide con la región de sensibilidad del ojo humano ( 400 - 700 nm). Por debajo de 300 nm el ozono atmosférico absorbe todas las radiaciones impidiendo que alcancen la superficie de la Tierra. Esta capa de ozono de unos 20 a 30 km de espesor nos protege de la dañina radiación ultravioleta. A longitudes de onda mayores que la luz visible, la región infrarroja, la atmósfera es casi transparente hasta 1.3 µm . Aunque hay algunas absorciones causadas por moléculas de agua y oxigeno, pero la atmósfera se hace opaca para longitudes de onda mayores que 1.3 µm . Entre 20 µm y 1mm la radiación se absorbe totalmente y a longitudes de onda mayores de 1 mm tenemos la ventana radio que se extiende hasta los 20 m. A longitudes de onda todavía mayores la ionosfera absorbe toda la radiación (Figura 2-1-3). Coeficiente de extinción La magnitud observada, m, depende de la situación del observador y de la distancia cenital del objeto, ya que estos factores determinan la distancia que recorre en la atmósfera terrestre la luz que llega de las estrellas. Para comparar las diferentes observaciones se deben corregir los efectos atmosféricos, la magnitud así obtenida, m0 , puede compararse con otras observaciones. Figura 2-1-3: Coeficiente de extinción file:///F|/antares/modulo2/m2_u106.html (2 de 3) [12/3/2000 17.04.55] ANTARES - Módulo 2 - Unidad 1-06- Programa de Nuevas tecnologías - MEC - Si la distancia cenital z no es muy grande, podemos aproximar la atmósfera por una capa plana de espesor constante, H, (Figura 2-1-3) y si este espesor se utiliza como unidad (H = 1), la luz atraviesa la siguiente distancia en la atmósfera x = 1/cos z = sec z La cantidad x es la masa de aire. Como la magnitud aumenta linealmente con la masa de aire atravesada m = m0 + k x donde k es el coeficiente de extinción que se puede determinar observando la misma estrella varias veces durante una noche. Las magnitudes observadas se representan en un diagrama en función de la masa de aire x. Obtenemos una línea recta cuya pendiente da el coeficiente de extinción k y la ordenada en el origen (extrapolando la recta a x = 0) es la magnitud m0, que es la magnitud aparente fuera de la atmósfera terrestre o corregida de extinción atmosférica. El medio interestelar produce también otro efecto en la luz de las estrellas que es el enrojecimiento de su luz, ya que la luz azul es absorbida y difundida más que la luz roja. En consecuencia el índice de color B - V aumenta en el factor llamado exceso de color y la magnitud visual también se altera en la llamada extinción visual. Esta extinción interestelar o exceso de color la estudiaremos con más detalle en el capitulo del medio interestelar. file:///F|/antares/modulo2/m2_u106.html (3 de 3) [12/3/2000 17.04.55] ANTARES - Módulo 2 - Unidad 1-07- Programa de Nuevas tecnologías - MEC - Cuestiones y problemas para autoevaluación ● Cuestiones ● Problemas Cuestiones 1. ¿Cuál es la relación de brillos entre una estrella de magnitud aparente 3 y una de magnitud aparente 4? 2. Dadas dos estrellas A y B cuyas magnitudes son mA = 5 MA = 4; mB = 10 MB = 11. ¿Cuál está más próxima a la Tierra ? 3. Dos estrellas tienen la misma magnitud absoluta. Una está diez veces más lejos que la otra. ¿Cuál es la diferencia en magnitudes aparentes? 4. ¿ Qué es el índice de color de una estrella ?. Demostrar que es independiente de la distancia a la Tierra. 5. ¿ Qué es la magnitud bolométrica ? ¿Cual es su diferencia con la magnitud visual ? 6. ¿Qué es la paralaje trigonométrica? ¿Para qué se utiliza? ¿Qué es un pársec? Problemas 1. La magnitud aparente del Sol es m¤ = -26.81. Calcular su magnitud absoluta y su modulo de distancia. 2. La estrella A tiene una magnitud aparente de +12, la estrella B es 104 veces más brillante que la A. ¿Cual es la magnitud de la estrella B? La estrella C es 104 veces más débil que la estrella A. ¿Cual es la magnitud de la estrella C? file:///F|/antares/modulo2/m2_u1autoeva.html (1 de 2) [12/3/2000 17.04.56] ANTARES - Módulo 2 - Unidad 1-07- Programa de Nuevas tecnologías - MEC - file:///F|/antares/modulo2/m2_u1autoeva.html (2 de 2) [12/3/2000 17.04.56] ANTARES - Módulo 2 - Unidad 1-08- Programa de Nuevas tecnologías - MEC - Proyectos o actividades de observación 1. Determinación de la magnitud aparente de la estrella HD 3627 de coordenadas 00h 36m 38.858s +30o 35´ 15.80´´ Para ello es necesario corregirla de la extinción atmosférica, con el fin de obtener la magnitud que tendría la estrella fuera de la atmósfera terrestre. La magnitud observada con nuestro fotómetro, m(obs) y la corregida, m(cor) están relacionadas por la expresión, m(cor) = m(obs) - K sec z Donde K es el coeficiente de extinción correspondiente a la noche de observación y sec z es la secante de la distancia cenital que mide la cantidad de atmósfera terrestre que atraviesa la radiación de la estrella hasta llegar al instrumento. A su vez el flujo medido por éste viene dado por m(obs) = C -2.5 log F Siendo C la constante instrumental y F la medida proporcionada por el fotómetro. Sustituyendo resulta, m(cor) + 2.5 log F = C - K sec z 2. Observar con un telescopio (real) de 20 cm y un fotómetro con un filtro V, durante la misma noche, y en diferentes alturas o distancias cenitales z, las estrellas listadas a continuación. Representar en ordenadas m(cor) + 2.5 log F frente a los valores de la sec z correspondientes. Resulta una recta cuya ordenada en el origen es C y la pendiente K. Determinar a continuación el valor de la magnitud aparente corregida de extinción de la estrella problema. Lista de estrellas estándar ( V es m (cor) ) hms o ´ ´´ V Eta Peg 22 43 00.1 +30 13 17 2.94 Bet Peg 23 03 45.8 +28 04 51 2.42 Alp And 00 08 22.8 +29 05 33 2.06 Bet And 01 09 43.2 +35 37 20 2.06 Gam And 1 02 03 53.7 +42 19 50 2.26 Bet Per 03 08 10.1 +40 57 21 2.12 file:///F|/antares/modulo2/m2_u1activid.html (1 de 2) [12/3/2000 17.04.56] ANTARES - Módulo 2 - Unidad 1-08- Programa de Nuevas tecnologías - MEC - Zet Per 03 54 07.9 +31 53 01 file:///F|/antares/modulo2/m2_u1activid.html (2 de 2) [12/3/2000 17.04.56] 2.85 ANTARES - Módulo 2 - Unidad 1-09- Programa de Nuevas tecnologías - MEC - Soluciones ● Cuestiones ● Problemas Cuestiones 1. ¿Cuál es la relación de brillos entre una estrella de magnitud aparente 3 y una de magnitud aparente 4? 2 1/2 3. Dos estrellas tienen la misma magnitud absoluta. Una está diez veces más lejos que la otra. ¿Cuál es la diferencia en magnitudes aparentes? 5 Problemas 2. La estrella A tiene una magnitud aparente de +12, la estrella B es 104 veces más brillante que la A. ¿Cual es la magnitud de la estrella B? La estrella C es 104 veces más débil que la estrella A. ¿Cual es la magnitud de la estrella C? 22 file:///F|/antares/modulo2/m2_u1soluciones.html [12/3/2000 17.04.56]