Aplicación para la observación precisa de cuerpos celestes. Análisis espectral de estrellas y cálculo orbital del cometa 46P/Wirtanen

Barrio Luna, Jorge (2018). Aplicación para la observación precisa de cuerpos celestes. Análisis espectral de estrellas y cálculo orbital del cometa 46P/Wirtanen. Proyecto Fin de Carrera / Trabajo Fin de Grado, E.T.S.I. en Topografía, Geodesia y Cartografía (UPM), Madrid.

Description

Title: Aplicación para la observación precisa de cuerpos celestes. Análisis espectral de estrellas y cálculo orbital del cometa 46P/Wirtanen
Author/s:
  • Barrio Luna, Jorge
Contributor/s:
  • Staller Vázquez, Alejandra
  • García Pallero, José Luis
Item Type: Final Project
Degree: Grado en Ingeniería Geomática y Topográfica
Date: July 2018
Subjects:
Freetext Keywords: Estrellas
Faculty: E.T.S.I. en Topografía, Geodesia y Cartografía (UPM)
Department: Ingeniería Cartográfica y Topografía
Creative Commons Licenses: Recognition - No derivative works - Non commercial

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Abstract

Lo que se ha querido plasmar a lo largo del siguiente documento es, de manera abreviada, lo que el título del presente recoge: Aplicación para la observación precisa de cuerpos ce-lestes. Análisis espectral de estrellas y cálculo orbital del cometa 46P/Wirtanen. Para la aplicación se ha usado el software de MATLAB. Se ha desarrollado un código aplicando la formulación de la transformación de coordenadas, la formulación del movimiento diurno y la formulación de las correcciones astronómicas, para obtener una serie de datos que permitan la observación precisa y el posicionamiento de estrellas en el cielo. Además, el código genera cartografía para los cuatro sistemas de coordenadas devueltos, a saber: absolutas, horarias, horizontales ―u altacimutales― y eclípticas. Se ha realizado, con los re-sultados obtenidos un catálogo estelar con una muestra de 25 estrellas donde se incluyen posiciones importantes de las estrellas y sus correcciones para cada día 1 de cada mes del año 2018. Para cada estrella del catálogo, se ha añadido una foto. Al final del catálogo se ha añadido la cartografía donde se representan las estrellas en los hemisferios celestes y una tabla con correcciones a la altura por refracción con intervalos cada 10 minutos de arco. El análisis espectral es la herramienta más importante de la astrofísica. Sus metodologías prácticas requieren mucha técnica y manejo en el tema. Debido a mi falta de conocimientos en la espectroscopia, he realizado el análisis espectral de la muestra de 25 estrellas basándome en las leyes de radiación de cuerpo negro. Es lógico que las estrellas no son cuerpos negros y, por lo tanto, la técnica usada para clasificar espectralmente las estrellas no es la idónea, pero es válida. Partiendo de una serie de datos conocidos se han calculado las tem-peraturas efectivas estelares, se han clasificado espectralmente ―Harvard―, obteniendo una diferencia media entre los tipos espectrales calculados y los verdaderos de 1,77 subclases, y se han creado los diagramas de Hertzsprung-Russell. La información obtenida se ha incluido en el catálogo estelar, indicando para cada estrella sus características físicas, como magnitudes, masa, geometría, temperatura y luminosidad. También se han incluido al final los diagramas HR y se ha realizado el estudio evolutivo de las estrellas en función de su masa. Pese a haber tenido problemas al comienzo a la hora de resolver los parámetros orbitales del cometa 46P/Wirtanen, con un último documento que me ha sido prestado he logrado calcular los elementos orbitales con éxito. El método, por falta de tiempo, ha sido la aplica-ción directa de las fórmulas. Los parámetros obtenidos para tres posiciones han sido resultados satisfactorios, obteniendo residuos inferiores a la centésima de la unidad astronómica para distancias, inferiores ―o en el entorno en dos casos― a media grado para medidas angulares y menores a dos días en la medida del tiempo. Los resultados obtenidos en todas las partes del proyecto no difieren de las expectativas, logrando los objetivos propuestos. Abstract: The purpose of this document is, in short, very clearly encoded in its title: the development of a dedicated application that allows to perform an accurate observation of celestial bodies, a spectral classification of stars, and to provide with the calculation of the 46P/Wirtanen orbit. The application itself is based on MATLAB programming language. The code contains the corresponding coordinate transformation formulae, along with those describing the diurnal motion and astronomical corrections. The output consists on a set of data that would allow the user to achieve a precise observation and provide an accurate measurement of the position of stars in the sky. Another interesting feature of the code is that it generates the cartography for the four different coordinate systems used: namely, the horary (defined by the declination δ and hour angle H), the equatorial (defined by the right ascension α and the declinationδ), horizontal (sometimes referred to as altitude-azimutal) and the ecliptic (defined by the ecliptic longitude λand latitude β) coordinate systems. The results thus obtained are enclosed in a stellar catalogue containing a sample of a total of 25 stars. The catalogue includes information on the position of each star along with the corresponding corrections, for the first day of each month in 2018. A picture is also in-cluded for each of the 25 stars. At the end of the catalogue the cartography showing all the stars in the different celestial hemispheres, along with a table containing the refraction corrections to the altitude measurement in intervals of 10 arc minutes can be found. Spectral analysis is the most important tool in observational astrophysics. The different methodologies require advanced applied technical skills and full understanding of the subject. The spectral analysis of the 25 stars in the current document has been performed using the black body radiation laws. Even though, as obvious as it may seem, stars do not radiate like a black body, this method, though not optimal, serves as a fair approximation to perform the spectral classification of stars and it’s easier to implement for someone with limited knowledge on spectral analysis. Starting from known data, the calculation of the different stellar effective temperatures is performed, the stars are then spectrally classified following the Harvard system, reaching a mean difference between the calculated and the true spectral types of 1,77 subclasses, and the corresponding Hertzsprung-Russell (HR) diagrams created. The resulting information is then included in the stellar catalogue, containing physical information of each star, such as the stellar magnitudes, mass, geometry, temperature and luminosity. The HR diagrams are also included in the catalogue, and an evolutional study of the stars in terms of their masses has also been performed. Despite all the initial problems encountered, the calculation of the parameter of the 46P/Wirtanen comet orbit was achieved by direct application of the corresponding formulas. The resulting parameters for three different positions were quite satisfactory, the residuals being inferior than 0,01 astronomical units for distances, smaller than 0,5 degrees for angular distances ―but not in two instances― and below two days in timing measurements. The results obtained in all parts of the analysis do not differ from the expectations, achieving the initial objectives of the work.

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Item ID: 53243
DC Identifier: http://oa.upm.es/53243/
OAI Identifier: oai:oa.upm.es:53243
Deposited by: Biblioteca Universitaria Campus Sur
Deposited on: 13 Dec 2018 09:02
Last Modified: 13 Dec 2018 09:02
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