sábado, 16 de febrero de 2013

Analizando el espectro de Betelgeuse. Parte II. Metales neutros


Bueno, pues aquí vengo de nuevo con algunos deberes hechos. 
En la imagen superior, como en ocasiones anteriores, podemos ver el espectro bruto de Betelgeuse (azul oscuro), el espectro corregido (púrpura), y el espectro de referencia de una estrella típica del tipo M1 (azul claro). Recordemos que Betelgeuse es de tipo espectral M1 y de clase de luminosidad Iab (supergigante).

Con ayuda de un par de atlas espectrográficos, ya he podido identificar algunas de las líneas de metales neutros:


Era de esperar que, siendo una estrella de tipo M, Betelgeuse muestre líneas de Hierro y óxidos de Titanio en mayor medida y Sodio, Calcio y Magnesio en menor medida (además de otras líneas de absorción).
A continuación pasaré a detallar los principales huecos encontrados en el espectro.

Hierro neutro


En esta imagen del espectro del Hierro neutro (FeI) se pueden ver muchísimas bandas de absorción. Las más intensas están localizadas en longitudes de onda larga (Infrarrojo), donde la ccd ya pierde notablemente sensibilidad (aparte de que en estas longitudes de onda también absorben el Agua y el CO2 atmosféricos). Sin embargo, aparece un pico de absorción cerca del valle de los 715 nm. Como se verá más adelante, creo que el hierro, junto los óxidos de Titanio provocan este hueco en el espectro de Betelgeuse (uno de los más notables, sino el que más, después de la banda de absorción del O2 atmosférico)

la siguiente imagen muestra también el espectro de absorción del Hierro neutro, pero ampliando la zona de onda más corta:



Se puede ver que el hueco de los 620 nm aprox. coincide con una pequeña "isla" de absorción del hierro. También se puede ver que en el hueco de los 580 nm hay bastantes líneas de Hierro neutro.

Óxidos de Titanio (TiO)


Esta imagen es tremendamente interesante.
Podemos identificar rápidamente el hueco situado alrededor de los 710 nm, el hueco de los 580 nm y los huecos secundarios de 680 nm y 520 nm.
El hueco de los 710 nm coicide aproximadamente con el del Hierro neutro que vimos con anterioridad, por lo que parece que el efecto combinado de estos elementos es lo que provoca este hueco tan grande.
El efecto del los TiO en la región de los 520 nm probablemente no es muy grande, y el hueco que se percibe, probablemente se deba al efecto combinado de los TiO con otros elementos como el Magnesio y el Sodio.

Magnesio neutro (MgI)



El espectro del Magnesio neutro está bastante definido. Presenta dos picos importantes: una en la región del infrarrojo de 930nm aprox. (donde la sensibilidad de la ccd es ya muy baja), y otro en la región del verde de 520 nm aprox. 

Sodio neutro (NaI)


Aquí tenemos otra imagen bastante interesante.

Presenta un pico de absorción en la región de los 520nm, donde previamente hemos localizado también bandas de Magnesio y óxidos de titanio. Presenta otro pico en la región de los 510 nm, pero no lo he marcado porque en esa zona abunda también el Hierro. Otro pico interesante del Sodio aparece en el hueco de los 590 nm, el cual coincide con un pico de los TiO.
En la zona del infrarrojo, observamos un pico de Sodio en los 870 nm aprox. Aunque en esa zona, la sensibilidad de la ccd es baja, en el espectro de referencia vemos un valle bastante estrecho y picudo, no obstante, el efecto del Hierro es mucho más importante que el del Sodio en esa longitud de onda.


Calcio neutro (CaI) y Calcio ionizado (CaII)


En esta imágen muestro en púrpura los picos de absorción del Calcio neutro y en verde los picos del Calcio ionizado (Es el único metal ionizado del que he visto que presente bandas de absorción, todos los demás son elementos neutros).
El Calcio neutro presenta un pico muy acentuado en la región de los 715 nm, pero en esta zona, como vimos anteriormente, abunda también el Hierro y los TiO. También hay otro pico del Calcio neutro en los 670 nm aprox., pero en el espectro bruto no se aprecia ningún valle claro, aunque sí en el espectro de referencia.
El Calcio ionizado presenta dos picos en el infrarrojo: uno en los 870nm, el cual coincide con los picos de Hierro y de Sodio, y otro en los 850nm que no coincide con ningún otro pico de los analizados con anterioridad.

Resumen
Hemos visto algunas de las bandas de absorción típicas de las estrellas de tipo M: metales neutros con mucha abundancia de hierro y óxidos de Titanio.
Aún faltarían identificar las líneas debidas a elementos ligeros como el hidrógeno (lineas balmer de H alpha, H beta, etc) o líneas de moléculas simples como hidruros de Calcio (CaH) y de Magnesio (MgH). Creo que el espectro de Betelgeuse ha quedado ya bastante caracterizado.Es posible que vuelva a la carga con un nuevo post sobre Betelgeuse, pero no aseguro nada, porque tengo más deberes que hacer con otras estrellas.

Un saludo!




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