Fotometria Fotoelétrica das Plêiades1


Conceitos envolvidos: magnitude absoluta, magnitude aparente, índice de cor, distância, diagrama HR

Objetivos:

1. Usar um fotômetro simulado para medir as magnitudes aparentes B e V de 24 estrelas do aglomerado das Plêiades.

2. Fazer e comparar diagramas H-R, para encontrar a relação entre magnitude aparente e magnitude absoluta.

3. Determinar a distância do aglomerado.

Material necessário:

Calculadora, papel milimetrado, folha de papel ou plástico transparente (transparência para retroprojetor, ou papel celofane, ou papel de seda), caneta adequada para escrever na transparência, computador com Windows e programa PhotoLab.EXE ou CLEA-PHO.

Introdução:

O programa ``Photoelectric Photometry of the Pleiades'' faz uma simulação realista de um fotômetro acoplado a um telescópio profissional de tamanho moderado. O telescópio é controlado por um computador que permite mover o telescópio de uma estrela para outra e fazer medidas. Filtros diferentes podem ser selecionados para cada medida, e o tempo de integração pode ser ajustado. O computador também executa o trabalho de converter a contagem de fótons em magnitudes aparentes e fornece uma estimativa da qualidade dos dados coletados.

Na primeira parte deste exercício, você coletará dados de 24 estrelas do aglomerado estelar das Plêiades. Você medirá as magnitudes aparentes de cada estrela, em cada uma das duas cores.

Na segunda parte, você construirá um diagrama H-R (Herzprung-Russel), mostrando as magnitudes aparentes (V) das estrelas do aglomerado em função de seus índices de cor. O índice de cor, B-V, é a magnitude aparente azul (B) menos a magnitude aparente visual (V). Assumiremos que todas as estrelas do aglomerado estão aproximadamente à mesma distância. Essa hipótese é razoável, uma vez que todas as estrelas pertencem ao mesmo aglomerado, e é necessária, pois do contrário as magnitudes aparentes das estrelas dependeriam também de suas distâncias individuais. Você então criará um outro diagrama H-R, referente a um grupo de estrelas da seqüência principal com magnitudes absolutas conhecidas. Sobrepondo e alinhando estes dois gráficos, você poderá associar a magnitude aparente (mV) de uma estrela do aglomerado com uma magnitude absoluta (MV) de uma estrela da seqüência principal. Conhecendo a magnitude aparente e a magnitude absoluta de uma estrela, você poderá determinar sua distância, em parsecs, a partir da equação:
(mV - MV) = -5 + 5 log d, d = 10(mV-MV+5)/5
onde (mV-MV) é o módulo de distância e

mV = V = magnitude aparente

MV = magnitude absoluta

d = distância em parsecs



Primeira parte: Determinação das magnitudes aparentes e índices de cor das estrelas

  1. Inicializar o programa e entrar as informações do estudante

  2. Acessar a tela de ajuda
  3. Iniciar a observação
  4. Fazer medidas do Céu


  • Construção do diagrama H-R das Plêiades
  • Construção do diagrama H-R das estrelas padrões
    Você agora criará um segundo gráfico na sua transparência. Neste segundo gráfico, você plotará os dados constantes na Tabela 2, referente a um grupo de estrelas da sequência principal para as quais as magnitudes absolutas visuais (MV) são bem determinadas, chamadas estrelas padrões.
  • Distância do aglomerado Magnitude absoluta V (lida na folha transparente) : MV: .....

    Magnitude aparente V (lida na folha milimetrada) : mV: .....

    Distância ao aglomerado: d : ..... parsecs

    Distância ao aglomerado: d : ..... anos-luz

    Em 1958, Harold Lester Johnson e Richard I. Mitchell calcularam a distância deste aglomerado, achando o valor de 410 anos-luz. Em 2004, os astrônomos David Soderblom e Donna Weaver, usando o telescópio espacial Hubble determinaram uma distância de 440 anos luz. Compare seu valor com estes, e escreva a comparação de forma percentual:

    Meu valor é ...... % (mais alto/mais baixo) que o de ....

  • Folha de Dados

    EstrelaRA (hr min seg)Dec (graus min seg)U   B   V   (B-V)
    13 41 0524 05 11                
    23 42 1524 19 57                
    33 42 3324 18 55                
    43 42 4124 28 22                
    53 43 0824 42 47                
    63 43 0825 00 46                
    73 43 3923 28 58                
    83 43 4223 20 34                
    93 43 5623 25 46                
    103 44 0324 25 54                
    113 44 1124 07 23                
    123 44 1924 14 16                
    133 44 2723 57 57                
    143 44 3923 27 17                
    153 44 3924 34 47                
    163 44 4523 24 52                
    173 45 0924 50 59                
    183 45 2723 17 57                
    193 45 2823 53 41                
    203 45 3324 12 59                
    213 46 2623 41 11                
    223 46 2623 49 58                
    233 46 5724 04 51                
    243 47 2924 20 34                


    Notas:

    1 CLEA - Contemporary Laboratory Experiences in Astronomy - Department of Physics, Gettysburg College, Gettysburg, PA 17325
    Texto adaptado pelos professores Maria de Fátima Saraiva e Kepler Oliveira

    Volta Astronomia e Astrofísica



    Modificada em 26 maio 2004