jueves, 7 de febrero de 2013

Analizando el espectro de Betelgeuse. Parte I


Hola de nuevo.

Como lo prometido es deuda, aquí estoy de nuevo con el espectro de Betelgeuse.
En la imagen de arriba, se muestran tres curvas: la curva de color azul oscuro muestra el espectro bruto, la curva de color azul claro muestra el espectro de referencia de la librería de VSpec para estrellas del tipo M1 (recordemos que Betelgeuse es de tipo M1Iab) y la curva de color granate muestra nuestro espectro una vez se ha corregido la respuesta de la ccd.

Bien, lo primero que llama la atención (aparte de la gran cantidad de crestas y valles) es el gran valle que aparece en nuestro espectro en la longitud de onda de 7581 Angstroms (aproximadamente) pero que no aparece en el espectro de referencia. Al no aparecer en el espectro de referenncia, me lleva a pensar que la absorción de luz en esta logitud de onda se debe a la atmósfera terrestre. Sin embargo, la librería de espectros del VSpec no tiene las bandas de Absorción de los elementos de la atmósfera salvo del agua, por lo que he tenido que buscar las bandas de absorción de los otros compuestos químicos (N2, O2, O3, CO2, etc).
Al final, he encontrado algunos de dichos espectros aquí. Son los del O2, H2O y CO2.
Dado que del N2 es el más abundante, es el que más me preocupa, pero no he podido sacar un espectro de absorción del N2 en la banda que nos interesa. 
El siguiente en abundancia es el O2, cuyo espectro es el siguiente:


H2O:
 

CO2

Como se puede ver, el agua y el CO2 muestran el comportamiento típico de gases de efecto invernadero, es decir, absorben una mayor cantidad luz en longitudes de onda del infrarrojo (0,8 - 1000 micras, aunque en la gráfica solo se muestra una pequeña parte del espectro entero ya que la ccd solo tiene sensibilidad en un rango pequeño del infrarrojo)
Aunque el espectro del Agua es más continuo, y el del CO2 presenta picos interesantes, dada la poca concentración de estos compuestos comparada con la del O2, me fijaré más en este último.
De este modo se puede ver que el pico de absorción del O2 que está situado en unas 0,77 micras coincide bastante con el valle del que hablábamos al principio (que tiene el máximo de absorción en 7581 angstroms, es decir, 0.7581 micras). También se puede ver que el Oxígeno molecular absorbe bastante luz entre las 0.2 y 0.3 micras, pero esta región ya corresponde al ultravioleta y la ccd ya no recoge información en esta banda (ya sea porque bien no tiene sensibilidad para fotones de onda tan corta, o bien porque el Ozono atmosférico (O3) ya se encarga de absorber la mayoría (más bien esto último)), por lo que este pico del O2 no nos afecta mucho.

Más adelante continuaré analizando el espectro de Betelgeuse, esto no ha hecho más que empezar y creo que tengo identificadas algunas líneas de absorción (Calcio, Hierro y Titanio ionizados, óxidos de Titanio, Helio, etc), pero tengo que verlo en profundidad.

Hasta entonces.

Actualización:
He procesado los espectros de Aldebarán, Caph y Alnilam. Se puede ver, que todos ellos comparten el mismo "hueco" supuestamente provocado por el O2 en la longitud de onda de 7580 Angstrom aprox.:

Aldebarán (Alfa Tauri, tipo estelar K5III):


Caph (Beta Cassiopeiae, tipo estelar F2IV):



Alnilam (Épsilon Orionis, tipo estelar (B0Iab):




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