tähdet ovat maailmankaikkeuden upeimpia fyysisiä moottoreita. Ne säteilevät valoa ja lämpöä, ja ne synnyttävät kemiallisia alkuaineita. Kun tarkkailijat katsovat heitä yötaivaalla, kaikki he näkevät kuitenkin tuhansia valopisteitä. Jotkut näyttävät punertavalta, toiset keltaisilta tai valkoisilta tai jopa sinisiltä. Nämä värit tosiasiallisesti antavat vihjeitä tähtien lämpötiloille ja ikälle sekä sijainnille, missä ne ovat elämänkaarissaan. tähtitieteilijät "Lajittele" tähdet niiden värin ja lämpötilan mukaan, ja tuloksena on kuuluisa kuvaaja, nimeltään Hertzsprung-Russell-kaavio. H-R-kaavio on kaavio, jonka jokainen tähtitieteen opiskelija oppii varhain.
H-R-kaavion oppiminen
Yleensä H-R-diagrammi on lämpötilan "kuvaaja" vs. kirkkaus. Ajattele "kirkkautta" tapana määritellä kohteen kirkkaus. Lämpötila on jotain mitä me kaikki tunnemme, yleensä esineen lämpöä. Se auttaa määrittelemään niin kutsuttua tähtiä spektrin luokka, jotka tähtitieteilijät myös selvittävät tutkimalla tähdestä tulevan valon aallonpituudet
. Joten tavanomaisessa H-R-kaaviossa spektriluokat on merkitty kuumimmista ja viileimmistä tähtiin kirjaimilla O, B, A, F, G, K, M (ja L, N ja R). Nämä luokat edustavat myös tiettyjä värejä. Joissakin H-R-kaavioissa kirjaimet on järjestetty kaavion ylälinjan poikki. Kuumat sinivalkoiset tähdet sijaitsevat vasemmalla ja viileämmät ovat yleensä kohti kartan oikeaa reunaa.H-R-perusdiagrammi on merkitty tässä esitetyllä. Lähes diagonaalista viivaa kutsutaan pääsekvenssi. Lähes 90 prosenttia maailmankaikkeuden tähdistä on samansuuntainen kerrallaan elämässään. He tekevät tämän, kun ne edelleen sulauttavat vetyä heliumiin ytimessään. Lopulta heistä loppuu vety ja ne alkavat sulauttaa heliumia. Silloin he kehittyvät jättiläisiksi ja supermiesiksi. Kaaviossa tällaiset "edistyneet" tähdet päätyvät oikeaan yläkulmaan. Tähdet, kuten Auringon, voivat viedä tämän tien ja lopulta kutistua alaspäin tullakseen valkoiset kääpiöt, jotka näkyvät kaavion vasemmassa alareunassa.
Tutkijat ja tiede H-R-kaavion takana
Tähtitieteilijät Ejnar Hertzsprung ja Henry Norris Russell ovat kehittäneet H-R-kaavion vuonna 1910. Molemmat miehet työskentelivät tähtispektrien kanssa - toisin sanoen he tutkivat tähtien valoa käyttämällä spektrografit. Nämä instrumentit hajottavat valon komponentin aallonpituuksiksi. Tähtien aallonpituuksien ulkonäkö antaa vihjeitä tähden kemiallisille elementeille. Ne voivat myös paljastaa tietoja sen lämpötilasta, liikkumisesta avaruuden läpi ja magneettikentän voimakkuudesta. Piirrättämällä tähdet H-R-kaaviolta lämpötilojen, spektriluokkien ja valoisuuden mukaan, tähtitieteilijät voivat luokitella tähdet erityyppiin.
Nykyään kaaviosta on erilaisia versioita riippuen siitä, mitä erityisominaisuuksia tähtitieteilijät haluavat kartoittaa. Jokaisella kaaviolla on samanlainen asettelu: kirkkaimmat tähdet ulottuvat ylöspäin kohti ja nousevat vasempaan yläkulmaan, ja muutama alakulmaan.
H-R-kaavion kieli
H-R-kaavio käyttää termejä, jotka ovat tuttuja kaikille tähtitieteilijöille, joten on syytä oppia kaavion "kieli". Suurin osa tarkkailijoista on todennäköisesti kuullut termin "suuruusluokka", kun sitä käytetään tähtiin. Se on mitta tähden kirkkaus. Tähti saattaa kuitenkin ilmestyä kirkas parista syystä:
- Se voi olla melko lähellä ja näyttää siten kirkkaammalta kuin kauempana
- Se voi olla kirkkaampi, koska se on kuumempi.
H-R-kaaviossa tähtitieteilijöitä kiinnostaa lähinnä tähden "luontainen" kirkkaus - eli sen kirkkaus johtuen siitä, kuinka kuuma se todella on. Siksi valoisuus (mainittu aiemmin) on piirretty y-akselia pitkin. Mitä massiivisempi tähti on, sitä valoisampi se on. Siksi kuumin, kirkkain tähti on piirretty jättiläisten ja supermiesten joukkoon H-R-kaaviossa.
Lämpötila ja / tai spektriluokka saadaan, kuten edellä mainittiin, katsomalla tähtivaloa erittäin huolellisesti. Piilotetut sen aallonpituuksissa ovat tähdet elementeistä, jotka ovat tähdessä. Vety on yleisin alkuaine, kuten tähtitieteilijä Cecelia Payne-Gaposchkinin työ 1900-luvun alkupuolella. Vety on sulatettu tuottamaan helium ytimeen, joten siksi tähtitieteilijät näkevät heliumin myös tähtipektrissä. Spektriluokka liittyy hyvin läheisesti tähden lämpötilaan, minkä vuoksi kirkkaimmat tähdet ovat luokissa O ja B. Tyylikkäimpiä tähtiä ovat luokissa K ja M. Hyvin viileät esineet ovat myös himmeitä ja pieniä, ja niissä on jopa ruskeita kääpiöitä.
Yksi asia, joka on pidettävä mielessä, on se, että H-R-kaavio voi näyttää meille, mistä tähtityypistä tähti voi tulla, mutta se ei välttämättä ennusta minkäänlaista muutosta tähdessä. Siksi meillä on astrofysiikka - joka soveltaa fysiikan lakeja tähtien elämään.