Hertzsprung - Russellov diagram

Iz Wikipedije, proste enciklopedije
Pojdi na navigacijo Pojdi na iskanje
Hertzsprung - Russellov diagram

Hertzsprung-Russell (ali Russell ) diagram , obstajajo tudi imena in okrajšave diagrama G-R , barvno-zvezdna magnituda ali spekter-svetilnost , -razpršeni diagram , vzdolž katerih osi je absolutna zvezdna magnituda (ali svetilnost ) in spektralni tip ( ali površinske temperature ) so označene ) zvezdice . Zvezde na tem diagramu niso enakomerno razporejene, ampak se nahajajo na določenih območjih. Ta diagram je imel pomembno vlogo pri razvoju teorije evolucije zvezd .

Hertzsprung - Russellov diagram za najbolj znane zvezde

Zgodba

V 19. stoletju so na Harvardskem observatoriju izvajali obsežne spektroskopske študije zvezd, ki so prerasle v katalog Henryja Draperja . V tej študiji je Antonia Mori zvezde razdelila glede na prisotnost določenih spektralnih linij v njihovih spektrih [1] , Einar Hertzsprung pa je opazil, da imajo nekateri razredi zvezd v povprečju manj pravilnega gibanja , kar kaže na njihovo večjo oddaljenost in posledično , večja svetilnost. To je nakazovalo povezavo med svetilnostjo in spektralnim tipom, o čemer je Hertzsprung leta 1908 objavil članek [2] , po katerem je začel preučevati zvezdne kopice , saj se zvezde v njih nahajajo na enaki razdalji od Zemlje. Leta 1911 je objavil diagrame barvne velikosti za grozde [3] [4] .

Leta 1910 je Hans Rosenberg objavil diagram odvisnosti navidezne magnitude od intenzivnosti kalcijeve linije in dveh linij Balmerjeve serije za zvezde kopice Plejade [4] [5] [6] .

Na univerzi Princeton , neodvisno od Hertzsprunga in Rosenberga, je Henry Norris Russell raziskoval približno isto stvar. Naredil je podobne diagrame, vendar ne za posamezne kopice, ampak za različne zvezde, pri čemer je popravil njihovo razdaljo, da bi dobil absolutno magnitudo . Njegovo delo je bilo objavljeno leta 1913 [7] [8] .

Sam izraz "Hertzsprung-Russell diagram" se je pojavil dve desetletji pozneje, zahvaljujoč danskemu astronomu Bengtu Stromgrenu : leta 1933 je predlagal, da bi diagram poimenovali "spekter-svetilnost" v čast prvega, ki ga je zgradil [9] .

Pogledi grafikona

Za ta grafikon ni jasne opredelitve, katere značilnosti je treba opozoriti. Vsem takšnim diagramom je skupno to, da so svetlejše zvezde višje od zatemnjenih, bolj vroče pa dlje levo od hladnejših.

Os y označuje absolutno zvezdno velikost ali svetilnost . Te vrednosti so popolnoma zamenljive, to pomeni, da je absolutno zvezdno velikost mogoče enolično določiti iz svetilnosti in obratno. Svetlost se običajno poroča v logaritemski lestvici. Poleg tega lahko za zvezdne kopice uporabite navidezno magnitudo , saj so vse zvezde skoraj enako oddaljene od opazovalca.

Os X je nekoliko bolj zapletena. Prikazuje lahko spektralni tip zvezde , njeno efektivno temperaturo ali barvni indeks , najpogosteje B − V.

Ko je barvni indeks zabeležen na grafikonu, se grafikon včasih imenuje opazovalni Hertzsprung-Russell grafikon.

Če opazimo efektivno temperaturo, se diagram imenuje teoretični Hertzsprung - Russellov diagram. Njegova posebnost je v tem, da je, prvič, temperatura označena na logaritmični lestvici, in drugič, temperatura se zniža od leve proti desni. To je bilo storjeno, da bi bili teoretični in opazovalni grafikoni podobni.

Kljub dejstvu, da sta si ti dve vrsti podobni, močno razmerje med njima zahteva funkcijo barve glede na temperaturo , ki je ni tako enostavno dobiti: na barvo lahko vplivajo stvari, kot je kemična sestava zvezde ali njena rotacija.

Spektralni razred, ki ni numerična značilnost, je običajno zabeležen le približno ali poleg drugih vrednosti [4] [5] [10] .

Območja grafikona

Kot smo že omenili, so zvezde na diagramu združene v nekatera področja. To je posledica dejstva, da se zvezde v svojem življenju na določen način razvijajo in v svojem življenju zasedajo določene položaje na diagramu.

Večina zvezd je po različnih ocenah do 90% na tako imenovanem glavnem zaporedju - na diagramu gre od svetlih in vročih zvezd do zatemnjenih in hladnih. Skoraj vse zvezde končajo v fazi glavnega zaporedja, potem ko so končno oblikovane in so na njej večino svojega življenja. Zato jih je največ [11] .

Naslednja dva razreda sta veliko manj pogosta, vendar sta po zvezdah glavnega zaporedja najštevilčnejša. Rdeči velikani v zgornjem desnem kotu diagrama so zvezde poznih spektralnih tipov z relativno visoko svetilnostjo – v kar se zvezde glavnega zaporedja spremenijo proti koncu svojega življenja. Beli palčki v spodnjem levem delu so tisto, kar ostane od rdečih velikanov po koncu njihovega življenja in odpadanju školjke [12] [13] .

Obstajajo tudi drugi razredi zvezd, vendar so še manj pogosti. To so na primer supergiganti : masivne zvezde nastanejo redko , niso dolge na glavnem zaporedju in še manj časa je v fazi supergiganta. Drug primer so lahko podpalčki : načeloma ne postanejo zvezde glavnega zaporedja, niti pred ne po tem koraku; zaradi svoje nizke kovine svetijo 1,5 - 2 m slabše od zvezd [14] .

Če poznamo spektralni tip zvezde, lahko ocenimo njeno absolutno zvezdno velikost. In čeprav je za to običajno treba določiti tudi razred svetilnosti , ga je mogoče določiti tudi s spektralnimi opazovanji [15] . Če poznate absolutne in navidezne zvezdne magnitude, lahko ugotovite razdaljo do zvezde [16] .

Vloga diagrama v teoriji evolucije zvezd

Videz tega diagrama je astronome pripeljal do ideje, da bi lahko odražal potek evolucije zvezd. Sprva so obstajale hipoteze, da zvezde tvorijo rdeči velikani , nato padejo v glavno zaporedje in se nato premaknejo navzdol - domnevalo se je, da ves ta čas oddajajo energijo zaradi stiskanja . Vendar je ta model hitro pokazal svojo nedoslednost: v tem primeru starost Sonca ne bi smela biti večja od 100 milijonov let, kar je v nasprotju s podatki biologov in geologov [17] . Šele leta 1930 se je protislovje rešilo samo od sebe: ugotovljeno je bilo, da so vir energije zvezd termonuklearne reakcije .

Zanimivo je, da je podobno hipotezo – da se energija sprošča zaradi pretvorbe vodika v helij – izrazil Arthur Eddington leta 1927 [17] .

Opombe (uredi)

  1. AC Maury; EC Pickering. Spektri svetlih zvezd, fotografirani z 11-palčnim teleskopom Draper kot del spomenika Henry Draper ( eng.) // Annals of Harvard College Observatory : revija. - 1897. - Zv. 28 . - str. 1-128 . - Bibcode : 1897AnHar..28 .... 1M .
  2. Hertzprung, Ejnar. Über die Sterne der Unterabteilung c und ac nach der Spektralklassifikation von Antonia C. Maury (nemško) // Astronomische Nachrichten : magazin. - Wiley-VCH , 1908. - Bd. 179 , št. 24 . - S. 373-380 . - doi : 10.1002 / asna.19081792402 . - Bibcode : 1909AN .... 179..373H .
  3. Fizika dvajsetega stoletja / Brown, Laurie M .; Pais, Abraham (angleščina) ; Pippard, AB (eng.) ... - Bristol ; New York: Institute of Physics , American Institute of Physics , 1995. - S. 1696. - ISBN 978-0-7503-0310-1 .
  4. 1 2 3 Hertzsprung, E., 1911, Uber die Verwendung Photographischer E ff ektiver Wellenlaengen zur Bestimmung von Farbenaequivalenten, Publikationen des Astrophysikalischen Observatoriums zu Potsdam., 21. 6.
    Hertzsprung, E. On the Use of Photographic
    Effective Wavelengths for the Determination of Color Equivalents ( eng.) // Publications of the Astrophysical Observatory in Potsdam: revija. - 1911. - Zv. 1 , št. 63 .
  5. 1 2 Rosenberg, Hans. Über den Zusammenhang von Helligkeit und Spektraltypus in den Plejaden (nemško) // Astronomische Nachrichten : magazin. - Wiley-VCH , 1910. - Bd. 186 , št. 5 . - S. 71-78 . - doi : 10.1002 / asna.19101860503 . - Bibcode : 1910AN .... 186 ... 71R .
  6. Vandenberg, DA; Brogaard, K.; Leaman, R.; Casagrande, L. Starost 95 kroglastih kopic, določena z uporabo izboljšanega Metoda skupaj z omejitvami barvno-veličinskega diagrama in njihovimi posledicami za širša vprašanja ( eng.) // of the Astrophysical Journal : journal. - Založba IOP , 2013. - Zv. 775 , št. 2 . - str. 134 . - doi : 10.1088/0004-637X/775/2/134 . - Bibcode : 2013ApJ ... 775..134V . - arXiv : 1308.2257 .
  7. zvezde Russell, HN "velik" in "škrat" Total (eng.) // of The Observatory (eng.) ... - 1913. - Zv. 36 . - str. 324-329 . - Bibcode : 1913Obs .... 36..324R .
  8. ^ Russell, Henry Norris. Odnosi med spektri in drugimi značilnostmi zvezd (v angleščini) // Popular Astronomy: žurnal. - 1914. - Zv. 22 . - str. 275-294 . - Bibcode : 1914PA ..... 22..275R .
  9. ^ Strömgren, Bengt. On the Interpretation of the Hertzsprung-Russell -Diagram ( Eng.) // Astronomy and Astrophysics : revija. - 1933. - Zv. 7 . - str. 222-248 . - Bibcode : 1933ZA ...... 7..222S .
  10. Hertzsprung-Russell diagram .
  11. Glavno zaporedje . Astronet .
  12. Prialnik, Dina. Uvod v teorijo zvezdne strukture in evolucije ( eng.). - Cambridge University Press , 2000. - ISBN 978-0-521-65937-6 .
  13. ^ Schröder, K.-P.; Connon Smith, Robert. Revisited oddaljena prihodnost Sonca in Zemlje ( Eng.) // The Monthly Notices, of the Royal Astronomical Society : revija. - Oxford University Press , 2008. - Maj ( zv. 386 , št. 1 ). - str. 155-163 . - doi : 10.1111 / j.1365-2966.2008.13022.x . - Bibcode : 2008MNRAS.386..155S . - arXiv : 0801.4031 .
  14. Osnovna zaporedja na Hertzsprung-Russelovem diagramu . Astronet .
  15. Patrick Moore . Amaterski astronom. - Springer, 2006. - ISBN 978-1-85233-878-7 .
  16. P. G. Kulikovsky. Amaterski vodnik po astronomiji. - 4. izd.. - M .: Uvodnik URSS , 1971. - S. 131-132. - 688 str. - 2030 izvodov. - ISBN 5-8360-0303-3 .
  17. 1 2 Ann Rooney. Zgodovina astronomije. - S. 119 .-- ISBN 978-5-9950-0834-7 .

Povezave