Diagramarea vieții stelelor

Stelele sunt cele mai uimitoare motoare fizice din univers. Ele radiază lumină și căldură și creează elemente chimice în miezurile lor. Cu toate acestea, când observatorii îi privesc pe cerul nopții, tot ce văd sunt mii de puncte de lumină. Unele apar roșiatice, altele galbene sau albe, sau chiar albastre. Aceste culori oferă, de fapt, indicii cu privire la temperaturile și vârstele stelelor și unde se află în viața lor. Astronomii „sortează” stelele după culorile și temperaturile lor, iar rezultatul este un grafic celebru numit diagrama Hertzsprung-Russell. Diagrama H-R este un grafic pe care fiecare student în astronomie îl învață din timp.

Învățarea diagrama de bază H-R

În general, diagrama H-R este o "diagramă" a temperaturii și a luminozității. Gândiți-vă la „luminozitate” ca o modalitate de a defini luminozitatea unui obiect. Temperatura este ceva cu care suntem familiarizați, în general, ca și căldura unui obiect. Ajută la definirea a ceva numit cel al unei stele clasa spectrală, pe care astronomii și-o dau seama studiind lungimile de undă ale luminii care provin de la stea. Deci, într-o diagramă H-R standard, clasele spectrale sunt etichetate de la cele mai tari la cele mai reci stele, cu literele O, B, A, F, G, K, M (și în afara L, N și R). Aceste clase reprezintă, de asemenea, culori specifice. În unele diagrame H-R, literele sunt dispuse de-a lungul liniei superioare a graficului. Stelele albe-albastre calde se află în stânga, iar cele mai răcoroase tind să fie mai mult spre partea dreaptă a graficului.

Diagrama de bază H-R este etichetată ca cea prezentată aici. Linia aproape în diagonală este numită secvență principală. Aproape 90% din stelele din univers există de-a lungul aceleiași linii la un moment dat în viața lor. Ei fac acest lucru în timp ce încă fuzionează hidrogenul cu heliul din miezurile lor. În cele din urmă, ele rămân fără hidrogen și încep să fuzioneze heliu. Atunci se dezvoltă pentru a deveni uriași și supergiganți. Pe grafic, astfel de stele „avansate” sfârșesc în colțul din dreapta sus. Stele ca Soarele pot lua această cale, apoi se vor micșora în cele din urmă pentru a deveni pitici albi, care apar în partea stângă jos a graficului.

Oamenii de știință și știința din spatele diagramei H-R

Diagrama H-R a fost dezvoltată în 1910 de astronomii Ejnar Hertzsprung și Henry Norris Russell. Ambii bărbați lucrau cu spectre de stele - adică studiau lumina de la stele folosind spectrografe. Aceste instrumente descompun lumina în lungimile de undă ale componentelor sale. Modul în care apar lungimile de undă stelare dă indicii elementelor chimice din stea. De asemenea, pot dezvălui informații despre temperatura, mișcarea prin spațiu și puterea sa de câmp magnetic. Prin trasarea stelelor pe diagrama H-R în funcție de temperaturile, clasele spectrale și luminozitatea lor, astronomii pot clasifica stelele în diferitele lor tipuri.

Astăzi, există diferite versiuni ale graficului, în funcție de ce caracteristici specifice astronomii doresc să graficheze. Fiecare diagramă are un aspect similar, cu stelele cele mai strălucitoare care se întind către partea de sus și se orientează spre stânga sus, iar câteva în colțurile inferioare.

Limbajul diagramei H-R

Diagrama H-R folosește termeni care sunt familiari tuturor astronomilor, așa că merită să învățați „limba” graficului. Majoritatea observatorilor au auzit probabil termenul „magnitudine” atunci când sunt aplicate stelelor. Este o măsură a luminozității unei stele. Cu toate acestea, o stea s-ar putea apărea luminos din câteva motive:

•  Ar putea fi destul de aproape și, așadar, să arate mai luminos decât unul mai îndepărtat
•  Ar putea fi mai luminos, deoarece este mai cald.

Pentru diagrama H-R, astronomii sunt interesați în principal de strălucirea „intrinsecă” a unei stele - adică de luminozitatea ei datorită cât de cald este de fapt. De aceea, luminozitatea (menționată anterior) este reprezentată de-a lungul axei y. Cu cât steaua este mai masivă, cu atât este mai luminoasă. De aceea, cele mai tari și stralucitoare stele sunt reprezentate printre uriașii și supergiganții din diagrama H-R.

Temperatura și / sau clasa spectrală sunt, așa cum s-a menționat mai sus, derivate prin privirea cu atenție a luminii stelei. Ascunsă în lungimile sale de undă sunt indicii despre elementele care sunt în stea. Hidrogenul este elementul cel mai obișnuit, după cum arată activitatea astronomei Cecelia Payne-Gaposchkin la începutul anilor 1900. Hidrogenul este fuzionat pentru a face heliu în miez, de aceea astronomii văd și el heliu în spectrul unei stele. Clasa spectrală este foarte strâns legată de temperatura unei stele, motiv pentru care stelele cele mai strălucitoare se află în clasele O și B. Cele mai cool stele se află în clasele K și M. Cele mai cool obiecte sunt, de asemenea, slabe și mici, și chiar includ pitici maro..

Un lucru de reținut este faptul că diagrama H-R ne poate arăta ce tip stelar poate deveni o stea, dar nu prevede neapărat modificări ale unei stele. De aceea avem astrofizică - care aplică legile fizicii în viața stelelor.