Massa e movimento

Em 1924, o astrônomo A. S. Eddington demonstrou que a luminosidade e a massa de uma estrela estavam relacionadas. Quanto maior for uma estrela (ou seja, quanto mais massa ela tiver), mais luminosa ela será (luminosidade = massa³).

As estrelas ao nosso redor se movimentam em relação a sistema solar. Algumas se afastam e outras vêm em nossa direção. O movimento das estrelas afeta os comprimentos de onda da luz que recebemos delas, assim como o som agudo da sirene de um carro de bombeiros que se torna mais grave quando passa por nós. Esse fenômeno é chamado de efeito Doppler. Medindo-se o espectro da estrela e comparando-o com o espectro de uma lâmpada padrão, é possível medir a intensidade do desvio Doppler. A intensidade do desvio Doppler nos informa a velocidade com que a estrela se move em relação a nós. Além disso, a direção do desvio Doppler pode nos dizer a direção do movimento da estrela. Se o espectro de uma estrela se desvia para a extremidade azul, então a estrela se move em nossa direção; se o espectro se desvia para a extremidade vermelha, então ela se afasta de nós. Do mesmo modo, se uma estrela gira sobre seu eixo, o desvio Doppler de seu espectro pode ser usado para medir sua taxa de rotação.

Assim, você pode ver que podemos dizer muita coisa sobre uma estrela a partir da luz que ela emite. Além disso, os astrônomos amadores de hoje encontram dispositivos como grandes telescópios, CCDs e espectroscópios disponíveis no comércio a um custo relativamente baixo, portanto, podem fazer os mesmos tipos de medições e pesquisas estelares que costumavam ser feitos exclusivamente por profissionais.

Classificação das estrelas: agrupando as propriedades
No começo do século XX duas astrônomas, Annie Jump Cannon e Cecilia Payne, classificaram os espectros das estrelas de acordo com suas temperaturas. Na verdade, Cannon fez a classificação e, posteriormente, Payne explicou que a classe espectral de uma estrela era, de fato, determinada pela temperatura.

Tipos espectrais das estrelas
Classe espectral	Cor	Temp. média (K)	Exemplos conhecidos
O	Violeta azulada	30 mil	Mintaka (delta Orionis)
B	Branca azulada	20 mil	Rigel, Spica
A	Branca	10 mil	Vega, Sirius
F	Branca amarelada	8 mil	Canopus, Prócion
G	Amarela	6 mil	Sol, Capella
K	Laranja	4 mil	Arcturus, Aldebarã
M	Laranja avermelhada	3 mil	Antares, Betelgeuse

Em 1912, o astrônomo dinamarquês Ejnar Hertzsprung e o astrônomo americano Henry Norris Russell fizeram independentemente um gráfico de luminosidade versus temperatura para milhares de estrelas e encontraram uma relação surpreendente, conforme mostrado abaixo. Esse diagrama, chamado de diagrama Hertzsprung-Russell ou diagrama H-R, revelou que a maioria das estrelas se distribui ao longo de uma suave linha curva diagonal chamada seqüência principal, com estrelas quentes e luminosas na parte superior esquerda e as estrelas mais frias e fracas no canto inferior direito. Fora da seqüência principal há estrelas frias e brilhantes no canto superior direito e estrelas quentes e fracas no canto inferior esquerdo.

Foto cedida pela NASA Diagrama Hertzsprung-Russell. Aqui são mostrados o Sol, as 12 estrelas mais brilhantes do Hemisfério Norte e as estrelas anãs brancas companheiras de Sirius e Prócion.

Se aplicarmos a relação entre a luminosidade e o raio ao diagrama H-R, descobriremos que o raio das estrelas aumenta à medida que você se desloca diagonalmente da parte inferior esquerda para a superior direita:

• Sirius B = 0,01 raio solar
• Sol = 1 raio solar
• Spica = 10 raios solares
• Rigel = 100 raios solares
• Betelgeuse = 1000 raios solares

Se você aplicar a relação entre massa e luminosidade ao diagrama H-R, descobrirá que as estrelas ao longo da seqüência principal variam da mais alta (aproximadamente 30 massas solares) no canto superior esquerdo para a mais baixa (cerca de 0,1 massa solar) no canto inferior direito. Como você pode ver no diagrama H-R, nosso Sol é uma estrela média.

O diagrama H-R resume os tipos de estrelas no Universo:

Classes de luminosidade das estrelas
Classe	Descrição	Exemplos conhecidos
Ia	Supergigantes brilhantes	Rigel, Betelgeuse
Ib	Supergigantes	Polaris (a estrela do Norte), Antares
II	Gigantes brilhantes	Mintaka (delta Orionis)
III	Gigantes	Arcturus, Capella
IV	Subgigantes	Altair, Achenrar (uma estrela do Hemisfério Sul)
V	Seqüência principal	Sol, Sirius
não classificadas	Anãs brancas	Sirius B, Prócion B

As estrelas anãs brancas não são classificadas porque seus espectros estelares são diferentes dos da maioria das outras estrelas. O diagrama H-R também é muito útil para a compreensão da evolução das estrelas desde o nascimento até a morte.