De vuelta con la espectroscopía: Espectros de Arturo y nebulosa Saturno (28/08/21)

Este pasado verano ha sido poco provechoso en lo astronómico, ya que han sido contadas las ocasiones que me pude poner a hacer "astro-balconing" desde el apartamento de la playa. Las dos noches que estuve con ello, las empleé en sacar nuevos espectros. Siendo tan limitado el campo de visión de que dispongo y habiendo ya obtenido con anterioridad desde esa misma ubicación y época del año, espectros de las estrellas de las constelaciones de Sagitario y el Escorpión (https://astrochuelos.blogspot.com/2019/08/espectros-estelares-constelaciones-del.html), en esta ocasión decidí extraer los espectros de la estrella Arturo (α Boo) y de la nebulosa Saturno (NGC 7009).

 

Sabik (µ Oph)

Con objeto de obtener la dispersión espectral y poder calibrar el resto de objetos de la noche, debía localizar una estrella del tipo espectral A (recordar que estas estrellas muestran claras líneas de absorción de la serie de Balmer del hidrógeno). La seleccionada fue la estrella µ Oph, que es una estrella de clase espectral A2.5V. El espectro capturado una vez apilado fue el siguiente:

Sobre la imagen, ya se pueden intuir algunas de las líneas de la serie de Balmer del hidrógeno (Hγ y Hβ).

Tras realizar la calibración del espectro, la dispersión espectral obtenida fue de 4,3 Å/pixel.

El espectro ya calibrado y corregido con la respuesta espectral de la cámara, fue el siguiente:

 

Donde se observan claramente como era previsible las líneas de absorción del hidrógeno, especialmente Hδ, Hγ y Hβ, y más tenues Hζ, Hε y Hα.

En la siguiente figura, se muestra la comparativa del espectro obtenido con el espectro de referencia en alta resolución (estrella tipo de clase espectral A2V):

Arturo (α Boo)

Arturo, la tercera más brillante del cielo nocturno, es una estrella gigante de tipo espectral K1.5III.

Las estrellas de tipo K están dominadas por líneas de absorción metálicas, incluyendo las líneas del calcio ionizado (Ca II), las líneas del triplete del magnesio (Mg I), las líneas del sodio (Na I), etc. También se empiezan a mostrar las bandas moleculares del mónoxido de titanio (TiO) típicas de las estrellas de clase M, si bien, éstas estan solapadas con las bandas telúricas del H₂O y del O₂ provocadas por la absorción de nuestra atmósfera.

El espectro calibrado y corregido, una vez aplicada la dispersión espectral obtenida con la estrella Sabik, fue el siguiente:

Donde se reproduce la disposición de las líneas metálicas y bandas moleculares reseñadas anteriormente.

 

Finalmente, en la siguiente figura se muestra la comparativa del espectro obtenido con su espectro de referencia en alta resolución (estrella tipo de clase espectral K1III):

 

Nebulosa Saturno (NGC 7009)

NGC 7009 es una nebulosa planetaria de magnitud 11,5 situada en la constelación de Acuario. Esta nebulosa se caracteriza principalmente por presentar unas fuertes líneas de emisión del [O III] y del hidrógeno Hα, además de otras líneas de emisión correspondientes a otros elementos atómicos más tenues, como trataremos de evidenciar con el espectro obtenido de la misma.

El espectro capturado y una vez apilado fue el siguiente:

Donde a la izquierda se observa la nebulosa y a la derecha el espectro de orden 1, donde ya destacan por su alta luminosidad dos "circulos" correspondientes a la lineas de emisión del [O III] y del hidrógeno Hα, como era previsible.

El espectro calibrado es el siguiente:

 

Efectivamente, en la figura superior se observan las fuertes líneas de emisión ("prohibidas") del [O III] en los 4.959 Å y 5.007 Å respectivamente, así como la del hidrógeno Hα. Pero también se perciben líneas de emisión más débiles de otros elementos químicos, tales como las del neón ionizado [Ne II], las del helio atómico He I y del helio ionizado He II, además del resto de las líneas de emisión del hidrógeno de la serie del Balmer Hδ, Hγ y Hβ, si bien esta última aparece solapada con las fuertes líneas de emisión del [O III].

 

Finalmente, a efectos comparativos, muestro el espectro en alta resolución de esta nebulosa obtenida del libro "Spectral Atlas for Amateur Astronomers" de Richard Walker (pág 161, tabla 83):

  

Jose Maria Aumente (Ceres)