zvijezde su najčudesniji fizički motori u svemiru. Oni zrače svjetlost i toplinu, a u svojim jezgrama stvaraju kemijske elemente. Međutim, kad ih promatrači gledaju na noćnom nebu, sve što vide su tisuće točaka svjetla. Neki su crvenkasti, drugi žuti ili bijeli ili čak plavi. Te boje zapravo daju tragove temperaturama i starosti zvijezda i mjestu gdje se nalaze u životnom vijeku. astronomi "sortirajte" zvijezde po njihovim bojama i temperaturama, a rezultat je poznati grafikon zvan Hertzsprung-Russell Diagram. H-R dijagram je grafikon koji svaki student astronomije uči rano.
Učenje osnovnog H-R dijagrama
Općenito, H-R dijagram je "grafikon" temperature vs. sjaj. Zamislite "svjetlinu" kao način za definiranje svjetline predmeta. Temperatura je nešto po čemu smo svi poznati, općenito kao toplina objekta. Pomaže u definiranju nečega što se zove zvijezda spektralna klasa, što astronomi također utvrđuju proučavanjem valne duljine svjetlosti koje dolaze od zvijezde. Dakle, u standardnom H-R dijagramu su spektralne klase označene od najtoplijih do najhladnijih zvijezda, slovima O, B, A, F, G, K, M (i prema L, N i R). Te klase također predstavljaju određene boje. U nekim H-R dijagramima slova su raspoređena preko gornjeg retka grafikona. Vruće plavo-bijele zvijezde leže na lijevoj strani, a hladnije se teže kreću prema desnoj strani ljestvice.
Osnovni dijagram H-R označen je kao prikazan ovdje. Naziva se gotovo dijagonalna linija glavni slijed. Skoro 90 posto zvijezda u svemiru postoji uzduž te linije odjednom u njihovim životima. To rade dok još uvijek u svojim jezgrama spajaju vodik s helijem. Na kraju im ponestane vodika i počinju topiti helij. Tada se evoluiraju kako bi postali divovi i superjunaci. Na grafikonu takve „napredne“ zvijezde završavaju u gornjem desnom kutu. Zvijezde poput Sunca mogu krenuti tim putem, a zatim će se na kraju smanjiti da bi postale bijeli patuljci, koji se pojavljuju u donjem lijevom dijelu grafikona.
Znanstvenici koji stoje iza H-R dijagrama
H-R dijagram razvili su 1910. astronomi Ejnar Hertzsprung i Henry Norris Russell. Obojica su radili sa spektrom zvijezda - to jest, proučavali svjetlost zvijezda pomoću Spektrograf. Ti instrumenti razbijaju svjetlost na njegove sastavne valne duljine. Način na koji se pojavljuju zvjezdane valne duljine daje tragove kemijskim elementima u zvijezdi. Oni također mogu otkriti podatke o njegovoj temperaturi, kretanju kroz prostor i jačini magnetskog polja. Iscrtavanjem zvijezda na H-R dijagramu u skladu s njihovim temperaturama, spektralnim klasama i svjetlošću, astronomi mogu klasificirati zvijezde u njihove različite vrste.
Danas postoje različite verzije grafikona, ovisno o specifičnim karakteristikama koje astronomi žele nacrtati. Svaki grafikon ima sličan raspored, sa najsjajnijim zvijezdama koje se protežu prema vrhu i odlaze u gornji lijevi dio, a nekoliko u donje kutove.
Jezik H-R dijagrama
H-R dijagram koristi izraze poznate svim astronomima, pa vrijedi naučiti "jezik" grafikona. Većina promatrača vjerojatno je čula izraz "veličina" kad se primjenjuje na zvijezde. To je mjera sjaj zvijezde. Međutim, zvijezda bi mogla pojaviti svijetle iz nekoliko razloga:
- Mogla bi biti prilično blizu i tako izgledati svjetlije od jednog udaljenog
- Moglo bi biti svjetlije jer je vruće.
Za H-R dijagram, astronomi su uglavnom zainteresirani za zvijezdu "unutarnju" svjetlinu - tj. Njegovu svjetlinu zbog toga koliko je zapravo vruća. Zato se svjetlosnost (spomenuta ranije) crta duž duž osi y. Što je zvijezda masivnija, ona je svjetlija. Zato su najsretnije, najsjajnije zvijezde zagrađene među divovima i nadmoćanima u H-R Dijagramu.
Temperatura i / ili spektralna klasa su, kako je spomenuto, izvedeni gledanjem zvijezde svjetlosti vrlo pažljivo. Skriveni unutar svojih valnih duljina tragove su o elementima koji se nalaze u zvijezdi. Vodonik je najčešći element, što pokazuje i djelo astronomke Cecelije Payne-Gaposchkin početkom 1900-ih. Vodik se fuzionira da bi u jezgri stvorio helij, pa zato astronomi vide i helij u zvijezdinom spektru. Spektralna klasa je usko povezana s temperaturom zvijezde, zbog čega su najsvjetlije zvijezde u razredima O i B. Najzgodnije zvijezde su u klasama K i M. Najhladniji su predmeti također tamni i sitni, pa uključuju čak i smeđe patuljke.
Jedna stvar koju treba imati na umu je da nam H-R dijagram može pokazati kakvim zvjezdanim tipom zvijezda može postati, ali ne mora nužno predvidjeti promjene u zvijezdi. Zato i imamo astrofizika - koja primjenjuje zakone fizike na život zvijezda.