Jednym z najbardziej rozpoznawalnych schematów klasyfikacji pierwiastków w świecie nauki jest układ okresowy pierwiastków. Jeśli przeanalizujemy szeroko i w uproszczony sposób, zobaczymy, że plik Diagram Hertzsprunga-Russella jest jak układ okresowy, ale z gwiazd. Za pomocą tego diagramu możemy zlokalizować grupę gwiazd i zobaczyć, gdzie jest sklasyfikowana zgodnie z jej charakterystyką. Dzięki temu możliwe było znaczne przyspieszenie obserwacji i klasyfikacji różnych istniejących grup gwiazd.
Dlatego zamierzamy poświęcić ten artykuł, aby opowiedzieć o wszystkich cechach i znaczeniu diagramu Hertzsprunga-Russella.
Funkcje i działanie
Spróbujemy zrozumieć, jak działa diagram Hertzsprunga-Russella iz czego się składa. Dwie osie na wykresie mierzą różne rzeczy. Oś pozioma mierzy dwie skale, które można podsumować w jedną. Kiedy schodzimy na dno, wyskalujmy temperaturę powierzchni gwiazdy w stopniach Kelvina od najwyższych do najniższych temperatur.
Na górze widzimy coś innego. Istnieje kilka sekcji, z których każda jest oznaczona litera: O, B, A, F, G, K, M. To jest typ widmowy. Oznacza to, że jest to kolor gwiazdy. Podobnie jak w przypadku widma elektromagnetycznego, ma ono kolor od niebieskawego do czerwonego. Obie skale wskazują to samo i zgadzają się ze sobą, ponieważ typ widmowy jest określony przez temperaturę powierzchni gwiazdy. Wraz ze wzrostem temperatury zmienia się również jego kolor. Zmienia kolor od czerwonego do niebieskawego, a następnie przechodzi w odcienie pomarańczowe i białe. Na tego typu diagramie można łatwo porównać, jaką temperaturę może równać się każdemu z kolorów gwiazdy.
Z drugiej strony na osi pionowej diagramu Hertzsprunga-Russella widzimy, że mierzy on tę samą koncepcję. Wyraża się w różnych skalach, takich jak jasność. Po lewej stronie jasność jest mierzona biorąc za punkt odniesienia słońce. W ten sposób ułatwiona jest dość intuicyjna identyfikacja jasności pozostałych gwiazd, a słońce jest traktowane jako odniesienie. Łatwo jest zobaczyć, czy gwiazda jest mniej lub bardziej jasna niż słońce, ponieważ mamy to łatwo, jeśli chodzi o jej wizualizację. Prawa skala ma nieco dokładniejszy sposób pomiaru jasności niż druga. Można go zmierzyć wielkością bezwzględną. Kiedy patrzymy na gwiazdy lasu, jedna wiewiórka częściej niż inne. Oczywiście w wielu przypadkach dzieje się tak, ponieważ gwiazdy spotykają się w różnych odległościach, a nie dlatego, że jedna jest jaśniejsza od drugiej.
Świecąca gwiazda
Kiedy opuszczamy niebo, widzimy, że niektóre gwiazdy świecą jaśniej, ale dzieje się to tylko z naszej perspektywy. Nazywa się to pozorną wielkością gwiazdową, chociaż ma niewielką różnicę: pozorną jasność gwiazdy uzyskuje się przez utrwalenie wartość, jaką taka jasność miałaby poza naszą atmosferą, a nie wewnątrz. W ten sposób pozorna wielkość nie będzie odzwierciedlać rzeczywistej jasności gwiazdy. Dlatego nie można użyć skali takiej jak na diagramie Hertzsprunga-Russella.
Aby móc zmierzyć jasność studni gwiazdy, należy użyć wielkości absolutnej. Byłaby to pozorna jasność, że gwiazda byłaby oddalona o 10 parseków. Wszystkie gwiazdy znajdowałyby się w tej samej odległości, a zatem pozorna wielkość gwiazdy zostałaby zamieniona na jej rzeczywistą jasność.
Pierwszą rzeczą, na którą należy zwrócić uwagę, patrząc na wykres, jest duża ukośna linia biegnąca od lewego górnego rogu do prawego dolnego rogu. Jest znany jako sekwencja główna i to w niej spotyka się duża część gwiazd, w tym słońce. Wszystkie gwiazdy wytwarzają energię, łącząc wodór w celu wytworzenia w nich helu. Jest to wspólny czynnik, który mają wszystkie z nich i tym, co sprawia, że ich jasność jest inna, jest to, że są częścią głównego ciągu, to ich masa. Oznacza to, że im więcej masy ma gwiazda, tym szybciej proces fuzji spowoduje jej zajście, a więc będzie miała coraz większą jasność i temperaturę powierzchni.
Z tego wynika, że gwiazdy, które mają większą masę, znajdują się bardziej na lewo i powyżej, więc mają wyższą temperaturę i większą jasność. To są niebieskie olbrzymy. Mamy również gwiazdy o niższej masie, które znajdują się po prawej stronie i poniżej, więc mają niższą temperaturę i jasność i są czerwonymi karłami.
Gigantyczne gwiazdy i nadolbrzymy diagramu Hertzsprunga-Russella
Jeśli odejdziemy od ciągu głównego, na diagramie zobaczymy inne sektory. Na szczycie są giganci i nadolbrzymy. Chociaż mają taką samą temperaturę jak wiele innych gwiazd ciągu głównego, mają znacznie wyższą jasność. Wynika to z rozmiaru. Te gigantyczne gwiazdy charakteryzują się tym, że spalały swoje rezerwy wodoru przez długi czas, więc musiały zacząć używać różnych paliw, takich jak hel, do ich działania. Wtedy zmniejsza się jasność, ponieważ paliwo nie jest tak mocne.
To jest los, który skrywa dużą liczbę gwiazd znajdujących się w głównej sekwencji. Zależy to od masy, jaką mają, mogą być gigantyczne lub super-gigantyczne.
Poniżej głównej sekwencji mamy białe karły. Ostatecznym celem większości gwiazd, które widzimy na niebie, jest biały karzeł. W tej fazie gwiazda przyjmuje bardzo mały rozmiar i ogromną gęstość. W miarę upływu czasu białe karły przesuwają się coraz dalej w prawo i w dół diagramu. Dzieje się tak, ponieważ stale traci jasność i temperaturę.
Są to w zasadzie główne typy gwiazd, które pojawiają się na tym wykresie. Istnieją pewne aktualne badania, które próbują uwydatnić i skupić się na niektórych skrajnościach wykresu, aby dowiedzieć się wszystkiego bardziej dogłębnie.
Mam nadzieję, że dzięki tym informacjom możesz dowiedzieć się więcej o diagramie Hertzsprunga-Russella i jego charakterystyce.