Título do Artigo: The SDSS-III APOGEE Spectral Line List for H-band Spectroscopy
Primeir@ autor@: Matthew Shetrone
Revista publicada: The Astrophysical Journal Supplement Series, Volume 221:24, Página 14, dezembro de 2015
Calma, calma! Não vamos criar uma estrela no quintal de casa, muito menos um buraco negro no CERN. Criar uma estrela de laboratório quer dizer criar, ou gerar, um espectro eletromagnético teórico ou sintético. Neste artigo descrevemos os modelos e escolhas que fizemos para gerar os parâmetros necessários para a elaboração de um espectro sintético. Se trata de um trabalho bastante técnico, mas vou tentar descrevê-lo aqui de forma simples.
Sabemos que o espectro eletromagnético é uma função da frequência e/ou do comprimento de onda, de forma que, para cada energia E teremos um comprimento de onda λ associado, já que a energia pode ser descrita por E = h/λ. Toda informação que obtemos de qualquer objeto celeste advém principalmente dos fótons por ele emitidos ou refletidos. E cada um deste fótons possui uma energia E específica que produz um comprimento de onda característico. Por exemplo, a transição mais conhecida no meio astrofísico é a da linha H-alfa. Essa transição é fruto do decaimento de um elétron no terceiro nível atômico para o segundo do átomo de hidrogênio. Este fóton tem uma energia característica que produz uma forte linha no espectro ótico, mais precisamente em 6562.8 Angstrons. A Figura 1 apresenta uma linha de H-alfa típica.
Figura 1 - Linha de H-alfa em 6562.8 Angstrons.
Observar estas linhas espectrais produzidas nas mais diversas estrelas já é uma técnica conhecida desde o século XIX, entretanto, fazer uma modelagem destas linhas já é uma coisa mais complexa. A priori, por aproximações, é possível construir um espectro teórico/sintético estelar utilizando três parâmetros principais. O comprimento de onda (λ), o potencial efetivo (eX) e a probabilidade quântica (log g-f) de cada transição. Cada linha espectral possui estes parâmetros particulares e, normalmente, utilizamos o Sol e dados de laboratório para poder determinar precisamente estes parâmetros.
Neste artigo descrevemos quais são estes parâmetros para o comprimento de onda utilizado no espectrógrafo APOGEE, entre 1.5 e 1.7 microns. O objetivo maior por trás da geração de espectros sintéticos é de ter uma melhor e precisa fonte de comparação entre espectros teórico e observado com a finalidade de extrair dados sobre os parâmetros atmosféricos (temperatura e gravidade superficial) bem como de abundâncias químicas detalhadas. Para compilar todas as transições possíveis, utilizamos dados de log g-f obtidos em trabalhos da literatura, de dados laboratoriais e também de estimativas astrofísicas utilizando espectros do Sol e de Arcturus. A descrição deste processo em detalhe também foi discutida na minha tese de Doutorado que pode ser acessada através deste link.
A lista de linhas utilizada pra geração de espectros sintéticos utilizada atualmente pelo nosso grupo, bem como pelo APOGEE, utiliza mais de um milhão de transições atômica e molecular. Este detalhado estudo possibilita determinar com precisão a composição química das mais variadas estrelas na nossa Galáxia.