Hertzsprung - Russell dijagram

Iz Wikipedije, slobodne enciklopedije
Idi na navigaciju Idi na pretragu
Hertzsprung - Russell dijagram

Hertzsprung - Russell (ili Russell ) dijagram , postoje i nazivi i skraćenice G-R dijagrama , boja - zvjezdana magnituda ili spektar - luminoznost , - dijagram raspršenja , duž čijih osa apsolutna zvjezdana veličina (ili sjaj ) i spektralni tip ( ili površinske temperature ) označene su zvjezdicama . Zvijezde na ovom dijagramu nisu ravnomjerno raspoređene, već se nalaze u određenim područjima. Ovaj dijagram je igrao važnu ulogu u razvoju teorije evolucije zvijezda .

Hertzsprung - Russell dijagram za najpoznatije zvijezde

Priča

U 19. veku na Harvardskoj opservatoriji vršena su široka spektroskopska istraživanja zvezda, koja su prerasla u katalog Henrija Drapera . U ovoj studiji, Antonia Mori je podijelio zvijezde po prisutnosti određenih spektralnih linija u njihovim spektrima [1] , a Einar Hertzsprung je primijetio da neke klase zvijezda u prosjeku imaju manje pravilno kretanje , što ukazuje na njihovu veću udaljenost, a samim tim i , veći sjaj. To je upućivalo na vezu između luminoznosti i spektralnog tipa, o čemu je Hertzsprung objavio članak 1908. [2] , nakon čega je počeo proučavati zvjezdana jata , budući da se zvijezde u njima nalaze na istoj udaljenosti od Zemlje. Objavio je dijagrame veličine i boje za klastere 1911. [3] [4] .

Hans Rosenberg je 1910. godine objavio dijagram zavisnosti prividne magnitude od intenziteta linije kalcijuma i dve linije Balmerove serije za zvezde skupa Plejade [4] [5] [6] .

Na Univerzitetu Princeton , nezavisno od Hertzsprunga i Rosenberga, Henry Norris Russell je istraživao otprilike istu stvar. Napravio je slične dijagrame, ali ne za pojedinačna jata, već za različite zvijezde, ispravljajući njihovu udaljenost kako bi dobio apsolutnu magnitudu . Njegov rad je objavljen 1913. [7] [8] .

Sam izraz "Hertzsprung-Russell dijagram" pojavio se dvije decenije kasnije, zahvaljujući danskom astronomu Bengtu Stromgrenu : 1933. godine predložio je da se dijagram nazove "spektar-luminoznost" u čast prvog koji ga je izgradio [9] .

Pregledi grafikona

Za ovaj grafikon ne postoji jasna definicija koje karakteristike treba napomenuti. Ono što je zajedničko svim ovakvim dijagramima je da su sjajnije zvijezde više od tamnijih, a toplije su dalje lijevo od hladnijih.

Y-osa označava apsolutnu zvezdanu magnitudu ili sjaj . Ove vrijednosti su potpuno zamjenjive, odnosno apsolutna zvjezdana veličina može se jednoznačno odrediti iz svjetline, i obrnuto. Osvetljenost se obično prikazuje u logaritamskoj skali. Osim toga, za zvjezdana jata možete koristiti prividnu magnitudu , budući da su sve zvijezde gotovo jednako udaljene od posmatrača.

X-osa je malo komplikovanija. Može prikazati spektralni tip zvijezde , njenu efektivnu temperaturu ili indeks boja , najčešće B − V.

Kada se indeks boja zabilježi na grafikonu, grafikon se ponekad naziva opservacijskim Hertzsprung-Russell grafikonom.

Ako se zabilježi efektivna temperatura, tada se dijagram naziva teorijskim Hertzsprung - Russell dijagram. Njegova posebnost leži u činjenici da je, prvo, temperatura označena na logaritamskoj skali, a drugo, temperatura se smanjuje s lijeva na desno. Ovo je učinjeno kako bi teoretski i opservacijski grafikoni izgledali slično.

Uprkos činjenici da su ova dva tipa slična, jak odnos između njih zahteva funkciju boje u odnosu na temperaturu , što nije tako lako dobiti: na boju mogu uticati stvari kao što su hemijski sastav zvezde ili njena rotacija.

Spektralna klasa, koja nije numerička karakteristika, obično se bilježi samo približno, ili kao dodatak drugim vrijednostima [4] [5] [10] .

Chart Areas

Kao što je već spomenuto, zvijezde na dijagramu su grupisane u nekim područjima. To je zbog činjenice da tokom svog života zvezde evoluiraju na određeni način i tokom svog života zauzimaju određene pozicije na dijagramu.

Većina zvijezda, prema različitim procjenama, do 90%, nalazi se na takozvanom glavnom nizu - na dijagramu se kreće od sjajnih i vrućih zvijezda do tamnih i hladnih. Gotovo sve zvijezde završavaju u fazi glavne sekvence nakon što se konačno formiraju i na njoj su većinu svog života. Zato ih ima najviše [11] .

Sljedeće dvije klase su mnogo manje uobičajene, ali su nakon zvijezda glavne sekvence najbrojnije. Crveni divovi u gornjem desnom uglu dijagrama su zvezde kasnih spektralnih tipova sa relativno visokim sjajem - ono u šta se zvezde glavnog niza pretvaraju pred kraj svog života. Bijeli patuljci u donjem lijevom dijelu su ono što ostaje od crvenih divova nakon završetka njihovog života i odbacivanja školjke [12] [13] .

Postoje i druge klase zvijezda, ali su još manje uobičajene. To su, na primjer, supergiganti : masivne zvijezde se rijetko formiraju , nisu dugačke na glavnom nizu, a još manje vremena je u fazi supergiganta. Drugi primjer mogu biti potpatuljci : u principu oni ne postaju zvijezde glavnog niza, ni prije ni poslije ovog koraka; zbog svoje niske metaličnosti sijaju 1,5 - 2 m slabije od zvijezda [14] .

Poznavajući spektralni tip zvijezde, može se procijeniti njena apsolutna zvjezdana veličina. I iako je za to obično potrebno odrediti i klasu osvjetljenja , ona se može odrediti i pomoću spektralnih opservacija [15] . Znajući apsolutne i prividne zvjezdane magnitude, možete saznati udaljenost do zvijezde [16] .

Uloga dijagrama u teoriji zvjezdane evolucije

Pojava ovog dijagrama navela je astronome na ideju da bi mogao odražavati tok zvjezdane evolucije. U početku su postojale hipoteze da zvijezde formiraju crveni divovi , zatim padaju u glavni niz , a zatim se kreću prema dolje - pretpostavljalo se da sve to vrijeme zrače energiju zbog kompresije . Međutim, ovaj model je brzo pokazao svoju nedosljednost: u ovom slučaju starost Sunca nije trebala biti veća od 100 miliona godina, što je u suprotnosti sa podacima biologa i geologa [17] . Tek 1930. godine kontradikcija je razriješena sama od sebe: otkriveno je da su izvor energije zvijezda termonuklearne reakcije .

Zanimljivo je da je sličnu hipotezu – da se energija oslobađa pretvaranjem vodika u helijum – iznio Arthur Eddington 1927. [17] .

Bilješke (uredi)

  1. AC Maury; EC Pickering. Spektri sjajnih zvijezda fotografirani 11-inčnim Draper teleskopom kao dio Memorijala Henry Draper ( eng.) // Annals of Harvard College Observatory : časopis. - 1897. - Vol. 28 . - P. 1-128 . - Bibcode : 1897AnHar..28 .... 1M .
  2. Hertzprung, Ejnar. Über die Sterne der Unterabteilung c und ac nach der Spektralklassifikation von Antonia C. Maury (njemački) // Astronomische Nachrichten : magazin. - Wiley-VCH , 1908. - Bd. 179 , br. 24 . - S. 373-380 . - doi : 10.1002 / asna.19081792402 . - Bibcode : 1909AN .... 179..373H .
  3. Twentieth Century Physics / Brown, Laurie M.; Pais, Abraham (engleski) ; Pippard, AB (eng.) ... - Bristol ; New York: Institut za fiziku , Američki institut za fiziku , 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. O korištenju fotografskih
    efektivnih valnih duljina za određivanje ekvivalenata boja ( eng.) // Publikacije Astrofizičke opservatorije u Potsdamu: časopis. - 1911. - Vol. 1 , br. 63 .
  5. 1 2 Rosenberg, Hans. Über den Zusammenhang von Helligkeit und Spektraltypus in den Plejaden (njemački) // Astronomische Nachrichten : magazin. - Wiley-VCH , 1910. - Bd. 186 , br. 5 . - S. 71-78 . - doi : 10.1002 / asna.19101860503 . - Bibcode : 1910AN .... 186 ... 71R .
  6. Vandenberg, DA; Brogaard, K.; Leaman, R.; Casagrande, L. Starost 95 globularnih klastera utvrđena upotrebom poboljšanog Metoda uz ograničenja dijagrama boje i veličine i njihove implikacije na šira pitanja ( eng.) // of The Astrophysical Journal : časopis. - IOP Publishing , 2013. - Vol. 775 , br. 2 . - Str. 134 . - doi : 10.1088 / 0004-637X / 775/2/134 . - Bibcode : 2013ApJ ... 775..134V . - arXiv : 1308.2257 .
  7. Russell, HN "Div" i "patuljak" zvijezde Total (eng.) // of The Observatory (eng.) ... - 1913. - Vol. 36 . - P. 324-329 . - Bibcode : 1913Obs .... 36..324R .
  8. Russell, Henry Norris. Odnosi između spektra i drugih karakteristika zvijezda (engleski) // Popular Astronomy: časopis. - 1914. - Vol. 22 . - P. 275-294 . - Bibcode : 1914PA ..... 22..275R .
  9. ^ Strömgren, Bengt. O tumačenju Hertzsprung -Russell -dijagrama ( eng.) // Astronomija i astrofizika : časopis. - 1933. - Vol. 7 . - P. 222-248 . - Bibcode : 1933ZA ...... 7..222S .
  10. Hertzsprung-Russell dijagram .
  11. Glavni niz . Astronet .
  12. Prialnik, Dina. Uvod u teoriju zvjezdane strukture i evolucije ( eng.). - Cambridge University Press , 2000. - ISBN 978-0-521-65937-6 .
  13. Schröder, K.-P.; Connon Smith, Robert. Revisited daleka budućnost Sunca i Zemlje ( eng.) // The Monthly Notices, of the Royal Astronomical Society : časopis. - Oxford University Press , 2008. - Maj ( sv. 386 , br. 1 ). - P. 155-163 . - doi : 10.1111 / j.1365-2966.2008.13022.x . - Bibcode : 2008MNRAS.386..155S . - arXiv : 0801.4031 .
  14. Osnovne sekvence na Hertzsprung-Russelovom dijagramu . Astronet .
  15. Patrick Moore . Astronom amater. - Springer, 2006. - ISBN 978-1-85233-878-7 .
  16. P. G. Kulikovsky. Amaterski vodič kroz astronomiju. - 4. izd.. - M .: Uvodnik URSS , 1971. - S. 131-132. - 688 str. - 2030 primjeraka. - ISBN 5-8360-0303-3 .
  17. 1 2 Ann Rooney. Istorija astronomije. - S. 119 .-- ISBN 978-5-9950-0834-7 .

Linkovi