E4 Transferência Radiativa e Opacidade

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O elemento-chave neste modelo é a intensidade da radiação à medida que se propaga através de um meio que simultaneamente a absorve e emite.

A equação de transferência radiativa descreve como essa intensidade se altera ao longo de seu percurso através do meio: a absorção pelo meio a reduz, enquanto a emissão local do próprio meio a repõe. A profundidade óptica acumula, ao longo do percurso, toda a absorção que a radiação sofreu até aquele ponto. Assim que essa profundidade óptica ultrapassa um, o meio torna-se opticamente espesso e a radiação não consegue mais escapar em linha reta, como ocorre no interior de uma estrela. Abaixo desse mesmo valor de um, contudo, o meio é opticamente fino e a mesma radiação escapa quase sem impedimentos, como ocorre em coroas e nebulosas.

A função fonte, definida como a razão entre a emissão e a absorção pelo próprio meio, é exatamente igual à função de Planck quando esse meio está em equilíbrio termodinâmico local. Atingir esse equilíbrio torna a função fonte, naquele ponto do meio, indistinguível da função de Planck.

A atmosfera visível de uma estrela corresponde precisamente à profundidade óptica na qual o contínuo se forma. É essa mesma profundidade óptica que torna uma estrela inteira visível do exterior. Três mecanismos de opacidade dominam esse processo e se combinam para determinar a opacidade total do meio: fotoionização, que define os limiares da série espectral; bremsstrahlung térmica; e espalhamento de elétrons livres. A média dessa opacidade total, ponderada de acordo com a resposta da função de Planck à temperatura, é o que efetivamente determina se a energia é ou não transportada através do interior estelar.

Assim, desde a intensidade da radiação com a qual este documento começa até o transporte de energia nos interiores estelares com o qual termina, passando pela profundidade óptica, função de fonte e atmosfera visível da estrela, a transferência radiativa e a opacidade fazem com que a mesma intensidade de radiação possa atravessar um meio fino sem obstruções ou ser aprisionada e termalizada em um meio espesso, dependendo do equilíbrio entre absorção e emissão que esse meio impõe.

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