Az csillagok a legcsodálatosabb fizikai motorok az univerzumban. Sugárzanak fényt és hőt, kémiai elemeket hoznak létre magukban. Amikor azonban a megfigyelők rájuk néznek az éjszakai égbolton, csak sok fénypontos ezer pontot látnak. Egyesek vörösesnek, mások sárga vagy fehér, vagy akár kék színűek. Ezek a színek valóban nyomokat adnak a csillagok hőmérsékletére és korára, valamint arra, hogy hol vannak az élettartamukban. A csillagászok A csillagokat színek és hőmérsékletek szerint rendezik, és az eredmény egy híres grafikon, a Hertzsprung-Russell diagram. A H-R diagram egy diagram, amelyet minden csillagász hallgató korábban megtanul.
Az alapvető H-R diagram megtanulása
Általában a H-R diagram a hőmérséklet és a hőmérséklet "ábrája". fényesség. Gondolj a "fényességre", mint egy tárgy fényerejének meghatározására. A hőmérséklet olyasmi, amelyet mindannyian ismerünk, általában mint egy tárgy melegét. Segít meghatározni valamit, amit csillagnak hívnak spektrális osztály, amelyet a csillagászok tanulmányozással is kitalálnak
a csillagból származó fény hullámhossza. Tehát egy szokásos H-R diagramban a spektrális osztályokat a legforróbb és legmenőbb csillagok között O, B, A, F, G, K, M betűkkel (és L, N és R betűkkel) jelölik. Ezek az osztályok a meghatározott színeket is képviselik. Néhány H-R ábrán a betűk a diagram felső sorában vannak elrendezve. A forró kék-fehér csillagok balra fekszenek, a hűvösebbek inkább a diagram jobb oldala felé mutatnak.Az alapvető H-R diagramot az itt látható ábra jelöli. A majdnem átlós vonalat hívják a fő sorrend. Az univerzumban lévő csillagok közel 90 százaléka életében egyszerre létezik ezen a vonalon. Ezt megteszik, miközben a hidrogént még a héliummal olvasztják el a magukban. Végül elfogy a hidrogén, és elkezdi a hélium megolvadását. Ekkor fejlődnek óriásokká és szuper ügyfelekké. A diagramon az ilyen "haladó" csillagok a jobb felső sarokban vannak. Az olyan csillagok, mint a Nap, vehetik ezt az utat, és végül lecsökkennek, hogy váljanak fehér törpék, amelyek a diagram bal alsó részén jelennek meg.
A tudósok és a tudomány a H-R diagram mögött
A H-R diagramot 1910-ben Ejnar Hertzsprung és Henry Norris Russell csillagászok dolgozták ki. Mindkét férfi a csillagok spektrumával dolgozott - vagyis a csillagok fényét tanulmányozta a felhasználásával spektrográfok. Ezek a műszerek a fényt bontják a komponens hullámhosszaira. A csillagok hullámhosszának megjelenése utal a csillag kémiai elemeire. Felfedhetnek információkat hőmérsékletéről, az űrben történő mozgásról és a mágneses mező erősségéről is. A csillagok ábrázolásával a H-R diagramon hőmérsékletük, spektrális osztályuk és fényerősségük alapján a csillagászok osztályozhatják a csillagokat különféle típusukba.
Manapság a diagram különféle verziói vannak, attól függően, hogy az csillagászok mely tulajdonságokat akarják ábrázolni. Az egyes táblázatok hasonló elrendezéssel rendelkeznek, a legfényesebb csillagok felfelé nyúlnak, bal felső sarokba húzódnak, alsó sarkokban pedig néhány.
A H-R ábra nyelve
A H-R diagram olyan kifejezéseket használ, amelyek minden csillagász számára ismertek, tehát érdemes megtanulni a diagram "nyelvét". A legtöbb megfigyelő valószínűleg hallotta a "nagyság" kifejezést, amikor a csillagokra alkalmazták. Ez egy mérték egy csillag fényereje. Lehet, hogy egy csillag megjelenik fényes néhány okból:
- Lehet, hogy elég közel van, és így világosabbnak tűnik, mint egy távolabb
- Lehet világosabb, mert melegebb.
A H-R diagram szempontjából a csillagászokat elsősorban egy csillag "belső" fényessége - azaz fényereje érdekli, mivel melege van. Ezért a fényesség (a korábban említettük) az y tengely mentén van ábrázolva. Minél tömegebb a csillag, annál világosabb. Ezért a legforróbb, legfényesebb csillagokat ábrázolják az óriások és a szuper fegyverek között a H-R ábra.
A hőmérsékletet és / vagy a spektrális osztályt, amint azt már fentebb említettük, a csillag fényének nagyon óvatos megfigyelésével lehet meghatározni. A hullámhosszán rejtett jelzések vannak a csillagban levő elemekről. A hidrogén a leggyakoribb elem, amint azt a Cecelia Payne-Gaposchkin csillagász munkája az 1900-as évek elején. A hidrogént olvadták össze, hogy héliumot képezzen a magban, ezért a csillagászok a csillag spektrumában is látják a héliumot. A spektrális osztály szorosan kapcsolódik egy csillag hőmérsékletéhez, ezért a legfényesebb csillag az O és B osztályba tartozik. A legmenőbb csillagok a K és az M osztályban vannak. A legmenőbb tárgyak is halványak és kicsik, sőt barna törpéket is tartalmaznak.
Az egyik szempont, amit figyelembe kell venni, hogy a H-R diagram megmutathatja nekünk, hogy milyen csillagtípus lehet egy csillag, de ez nem feltétlenül előrejelzi a csillag változását. Ezért van Asztrofizika - amely a fizika törvényeit alkalmazza a csillagok életére.