Ένα από τα πιο αναγνωρίσιμα σχήματα για την ταξινόμηση στοιχείων στον κόσμο της επιστήμης είναι ο περιοδικός πίνακας. Αν αναλύσουμε ευρέως και με απλοποιημένο τρόπο, βλέπουμε ότι το Διάγραμμα Hertzsprung-Russell είναι σαν ένα περιοδικό τραπέζι, αλλά των αστεριών. Με αυτό το διάγραμμα μπορούμε να εντοπίσουμε μια ομάδα αστεριών και να δούμε πού ταξινομείται σύμφωνα με τα χαρακτηριστικά της. Χάρη σε αυτό, ήταν δυνατό να προχωρήσει σημαντικά η παρατήρηση και η ταξινόμηση των διαφορετικών ομάδων αστεριών που υπάρχουν.
Επομένως, θα αφιερώσουμε αυτό το άρθρο για να σας πω όλα τα χαρακτηριστικά και τη σημασία του διαγράμματος Hertzsprung-Russell.
Χαρακτηριστικά και λειτουργία
Θα προσπαθήσουμε να καταλάβουμε πώς λειτουργεί το διάγραμμα Hertzsprung-Russell και από τι αποτελείται. Οι δύο άξονες στο γράφημα μετρούν διαφορετικά πράγματα. Ο οριζόντιος άξονας μετρά δύο κλίμακες που μπορούν να συνοψιστούν σε μία. Όταν πηγαίνουμε στο κάτω μέρος, ας κλιμακώσουμε τη θερμοκρασία επιφάνειας του αστεριού σε βαθμούς Kelvin από τις υψηλότερες θερμοκρασίες έως τις χαμηλότερες θερμοκρασίες.
Στην κορυφή βλέπουμε κάτι διαφορετικό. Υπάρχουν πολλές ενότητες με κάθε σημείωση ένα γράμμα: O, B, A, F, G, K, M. Αυτός είναι ο φασματικός τύπος. Σημαίνει ότι είναι το χρώμα του αστεριού. Όπως και με το ηλεκτρομαγνητικό φάσμα, κυμαίνεται από μπλε χρώμα έως κόκκινο χρώμα. Και οι δύο κλίμακες δείχνουν το ίδιο και συμφωνούν μεταξύ τους καθώς ο φασματικός τύπος καθορίζεται από τη θερμοκρασία επιφάνειας του αστεριού. Καθώς η θερμοκρασία αυξάνεται, αλλάζει επίσης το χρώμα του. Πηγαίνει από κόκκινο σε μπλε, πριν περάσει από πορτοκαλί και λευκούς τόνους. Σε αυτόν τον τύπο διαγράμματος μπορείτε εύκολα να συγκρίνετε τη θερμοκρασία που μπορεί να ισούται με κάθε χρώμα που έχει το αστέρι.
Από την άλλη πλευρά, στον κατακόρυφο άξονα του διαγράμματος Hertzsprung-Russell βλέπουμε ότι μετρά την ίδια ιδέα. Εκφράζεται σε διαφορετικές κλίμακες όπως η φωτεινότητα. Στην αριστερή πλευρά Η φωτεινότητα μετράται λαμβάνοντας τον ήλιο ως αναφορά. Με αυτόν τον τρόπο, διευκολύνεται ένας αρκετά διαισθητικός προσδιορισμός της φωτεινότητας των υπόλοιπων αστεριών και ο ήλιος λαμβάνεται ως αναφορά. Είναι εύκολο να δούμε αν ένα αστέρι είναι περισσότερο ή λιγότερο φωτεινό από τον ήλιο, καθώς το έχουμε εύκολο όταν την απεικονίζουμε. Η σωστή κλίμακα έχει έναν ελαφρώς πιο ακριβή τρόπο μέτρησης της φωτεινότητας από την άλλη. Μπορεί να μετρηθεί με απόλυτο μέγεθος. Όταν κοιτάζουμε στο δάσος αστέρια ένας σκίουρος περισσότερο από άλλους. Προφανώς, σε πολλές περιπτώσεις αυτό συμβαίνει επειδή τα αστέρια συναντώνται σε διαφορετικές αποστάσεις και όχι επειδή το ένα είναι φωτεινότερο από το άλλο.
Λάμψη αστεριού
Όταν αφήνουμε τον ουρανό, βλέπουμε ότι μερικά αστέρια λάμπουν φωτεινότερα, αλλά συμβαίνει μόνο από την πλευρά μας. Αυτό ονομάζεται φαινόμενο μέγεθος, αν και έχει μια μικρή διαφορά: το φαινόμενο μέγεθος ενός αστεριού γίνεται με τον καθορισμό η αξία που θα είχε τέτοια φωτεινότητα έξω από την ατμόσφαιρα μας, όχι μέσα. Με αυτόν τον τρόπο, το φαινομενικό μέγεθος δεν θα αντιπροσωπεύει την πραγματική φωτεινότητα που έχει το αστέρι. Επομένως, δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί μια κλίμακα όπως αυτή στο διάγραμμα Hertzsprung-Russell.
Για να μπορέσουμε να μετρήσουμε τη φωτεινότητα ενός φρεατίου αστεριού, πρέπει να χρησιμοποιηθεί το απόλυτο μέγεθος. Θα ήταν το φαινομενικό μέγεθος που ένα αστέρι θα είχε 10 parsecs μακριά. Όλα τα αστέρια θα ήταν όλα στην ίδια απόσταση, και επομένως το φαινόμενο μέγεθος ενός αστεριού θα μετατραπούν σε πραγματική φωτεινότητα.
Το πρώτο πράγμα που πρέπει να παρατηρήσετε κατά την εξέταση του γραφήματος είναι μια μεγάλη διαγώνια γραμμή που εκτείνεται από τα πάνω αριστερά προς τα κάτω δεξιά. Είναι γνωστό ως η κύρια ακολουθία και είναι εκεί όπου συναντιούνται ένα μεγάλο μέρος των αστεριών, συμπεριλαμβανομένου του ήλιου. Όλα τα αστέρια παράγουν ενέργεια συντήκοντας υδρογόνο για να παράγουν ήλιο μέσα σε αυτά. Αυτός είναι ο κοινός παράγοντας που έχουν όλοι και αυτό που κάνει τη φωτεινότητα τους διαφορετική είναι ότι αυτό που αποτελούν μέρος της κύριας ακολουθίας είναι η μάζα τους. Δηλαδή, όσο μεγαλύτερη μάζα έχει ένα αστέρι, τόσο πιο γρήγορη θα είναι η διαδικασία σύντηξης που θα το κάνει, έτσι θα έχει όλο και περισσότερη φωτεινότητα και θερμοκρασία επιφάνειας.
Επομένως, προκύπτει ότι τα αστέρια που έχουν μεγαλύτερη μάζα βρίσκονται πιο αριστερά και πάνω, έτσι έχουν μεγαλύτερη θερμοκρασία και περισσότερη φωτεινότητα. Αυτά είναι τα μπλε γίγαντες. Έχουμε επίσης τα αστέρια με χαμηλότερη μάζα που βρίσκονται στα δεξιά και κάτω, οπότε έχουν λιγότερη θερμοκρασία και φωτεινότητα και είναι οι κόκκινοι νάνοι.
Γιγαντιαία αστέρια και υπερέργειες του διαγράμματος Hertzsprung-Russell
Εάν απομακρυνθούμε από την κύρια ακολουθία, μπορούμε να δούμε άλλους τομείς μέσα στο διάγραμμα. Στην κορυφή είναι οι γίγαντες και τα υπεργία. Αν και έχουν την ίδια θερμοκρασία με πολλά άλλα αστέρια κύριας ακολουθίας, έχουν πολύ μεγαλύτερη φωτεινότητα. Αυτό οφείλεται στο μέγεθος. Αυτά τα γιγαντιαία αστέρια χαρακτηρίζονται από την καύση των αποθεμάτων υδρογόνου τους για μεγάλο χρονικό διάστημα, οπότε έπρεπε να αρχίσουν να χρησιμοποιούν διαφορετικά καύσιμα όπως το ήλιο για τη λειτουργία τους. Είναι τότε που η φωτεινότητα μειώνεται αφού το καύσιμο δεν είναι τόσο ισχυρό.
Αυτή είναι η μοίρα που κατέχει μεγάλο αριθμό αστεριών που βρίσκονται στην κύρια ακολουθία. Εξαρτάται από τη μάζα που έχουν, μπορεί να είναι γιγαντιαία ή υπερ-γιγαντιαία.
Κάτω από την κύρια ακολουθία έχουμε τους λευκούς νάνους. Ο τελικός προορισμός των περισσότερων αστεριών που βλέπουμε στον ουρανό είναι να είναι ένας λευκός νάνος. Κατά τη διάρκεια αυτής της φάσης, το αστέρι υιοθετεί ένα πολύ μικρό μέγεθος και μια τεράστια πυκνότητα. Με την πάροδο του χρόνου, οι λευκοί νάνοι κινούνται όλο και περισσότερο προς τα δεξιά και προς τα κάτω στο διάγραμμα. Αυτό συμβαίνει επειδή χάνει συνεχώς τη φωτεινότητα και τη θερμοκρασία.
Αυτοί είναι βασικά οι κύριοι τύποι αστεριών που εμφανίζονται σε αυτό το γράφημα. Υπάρχει κάποια τρέχουσα έρευνα που προσπαθεί να τονίσει και να επικεντρωθεί σε μερικά από τα άκρα του γραφήματος για να γνωρίζει τα πάντα σε βάθος.
Ελπίζω ότι με αυτές τις πληροφορίες μπορείτε να μάθετε περισσότερα για το διάγραμμα Hertzsprung-Russell και τα χαρακτηριστικά του.