hviezdy sú najúžasnejšie fyzikálne motory vo vesmíre. Vyžarujú svetlo a teplo a vo svojich jadrách vytvárajú chemické prvky. Keď sa na ne pozorovatelia pozrú na nočnej oblohe, vidia len tisíce svetelných bodov. Niektoré sa javia červenkasté, iné žlté alebo biele alebo dokonca modré. Tieto farby v skutočnosti dávajú stopy po teplotách a veku hviezd a tam, kde sú vo svojom živote. astronómovia „triediť“ hviezdy podľa ich farieb a teplôt a výsledkom je slávny graf nazývaný Hertzsprung-Russellov diagram. H-R diagram je tabuľka, ktorú sa každý študent astronómie učí skoro.
Naučenie základného H-R diagramu
Vo všeobecnosti je schéma H-R „grafom“ teploty vs. žiarivosť. Premýšľajte o „svietivosti“ ako o spôsobe, ako definovať jas objektu. Teplota je niečo, čo všetci dobre poznáme, zvyčajne ako teplo predmetu. Pomáha definovať niečo, čo sa nazýva hviezda spektrálna trieda, ktoré astronómovia tiež pri štúdiu zistia vlnové dĺžky svetla, ktoré pochádzajú z hviezdy. Takže v štandardnom diagrame H-R sú spektrálne triedy označené od najhorúcejších po najchladnejšie hviezdy písmenami O, B, A, F, G, K, M (a von k L, N a R). Tieto triedy tiež predstavujú špecifické farby. V niektorých H-R diagramoch sú písmená usporiadané cez hornú líniu mapy. Horúce modro-biele hviezdy ležia vľavo a chladnejšie majú tendenciu byť viac smerom k pravej strane mapy.
Základná schéma H-R je označená ako schéma znázornená na tomto obrázku. Nazýva sa takmer diagonálna čiara hlavná postupnosť. Takmer 90 percent hviezd vo vesmíre existuje v tom istom čase v ich živote. Robia to, zatiaľ čo vo svojich jadrách stále spájajú vodík s héliom. Nakoniec dôjdu vodík a začnú spájať hélium. To je, keď sa vyvinú, aby sa stali obri a supergianty. V grafe končia také „pokročilé“ hviezdy v pravom hornom rohu. Hviezdy ako Slnko môžu ísť touto cestou a nakoniec sa zmenšiť, aby sa stali bielych trpaslíkov, ktoré sa zobrazujú v ľavej dolnej časti grafu.
Vedci a veda za H-R diagramom
Schéma H-R vyvinuli v roku 1910 astronómovia Ejnar Hertzsprung a Henry Norris Russell. Obaja muži pracovali so spektrami hviezd - to znamená, že študovali svetlo z hviezd pomocou spektrografy. Tieto prístroje rozdeľujú svetlo na svoje vlnové dĺžky. Spôsob, akým sa objavujú hviezdne vlnové dĺžky, dáva stopy chemickým prvkom hviezdy. Môžu tiež odhaliť informácie o jeho teplote, pohybe v priestore a jeho magnetickom poli. Vynesením hviezd do diagramu H-R podľa ich teplôt, spektrálnych tried a svietivosti môžu astronómovia klasifikovať hviezdy do rôznych typov.
Dnes existujú rôzne verzie grafu v závislosti od toho, aké konkrétne charakteristiky chcú astronómovia mapovať. Každá mapa má podobné rozloženie, pričom najjasnejšie hviezdy sa tiahnu smerom nahor a vybočujú doľava hore a niekoľko v dolných rohoch.
Jazyk diagramu H-R
Diagram H-R používa výrazy, ktoré sú známe všetkým astronómom, preto sa oplatí naučiť sa „jazyk“ mapy. Väčšina pozorovateľov pravdepodobne počula termín „veľkosť“, keď sa používa na hviezdy. Je to miera jas hviezdy. Hviezda by však mohla javí jasný z niekoľkých dôvodov:
- Mohlo by to byť dosť blízko, a tak vyzerať jasnejšie ako jeden ďalej
- Mohlo by to byť jasnejšie, pretože je horúco.
Pre H-R diagram sa astronómovia zaujímajú hlavne o „vnútorný“ jas hviezdy - to je o jej jasnosť vzhľadom na to, ako skutočne je horúca. Preto je svietivosť (uvedená vyššie) vynesená pozdĺž osi y. Čím je hviezda mohutnejšia, tým jasnejšia je. To je dôvod, prečo sú najhorúcejšie a najjasnejšie hviezdy zakreslené medzi obrami a supergiánmi v diagrame H-R.
Teplota a / alebo spektrálna trieda sú, ako je uvedené vyššie, odvodené pozorným pozorovaním hviezdneho svetla. Vo svojich vlnových dĺžkach sú skryté stopy o prvkoch, ktoré sú v hviezde. Vodík je najbežnejším prvkom, ako ukazuje dielo astronómky Cecelia Payne-Gaposchkin začiatkom 20. storočia. Vodík je fúzovaný, aby v jadre vytvoril hélium, preto aj astronómovia vidia hélium v hviezdovom spektre. Spektrálna trieda veľmi úzko súvisí s teplotou hviezdy, a preto sú najjasnejšie hviezdy v triedach O a B. Najchladnejšie hviezdy sú v triedach K a M. Najchladnejšie objekty sú tiež matné a malé a dokonca obsahujú hnedých trpaslíkov.
Jedna vec, na ktorú treba pamätať, je to, že H-R diagram nám môže ukázať, aký hviezdny typ sa môže stať hviezdou, ale nemusí nutne predpovedať žiadne zmeny v hviezde. Preto máme astrofyzika - ktoré aplikuje fyzikálne zákony na životy hviezd.