hvězdy jsou nejúžasnější fyzické motory ve vesmíru. Vyzařují světlo a teplo a ve svých jádrech vytvářejí chemické prvky. Když se na ně ale pozorovatelé podívají na noční obloze, vidí jen tisíce světelných bodů. Některé se zdají načervenalé, jiné žluté nebo bílé nebo dokonce modré. Tyto barvy ve skutečnosti dávají vodítko k teplotám a věku hvězd a tam, kde jsou ve svém životě. Astronomové „třídit“ hvězdy podle jejich barev a teplot a výsledkem je slavný graf nazývaný Hertzsprung-Russellův diagram. H-R diagram je graf, který se každý student astronomie učí brzy.
Naučit se základní schéma H-R
Obecně je H-R diagram „grafem“ teploty vs. zářivost. Představte si „svítivost“ jako způsob, jak definovat jas objektu. Teplota je něco, s čím jsme všichni dobře obeznámeni, obecně jako teplo předmětu. Pomáhá definovat něco, co se nazývá hvězdné spektrální třída, které astronomové také zjistí studiem vlnové délky světla, které přicházejí od hvězdy. Takže ve standardním H-R diagramu jsou spektrální třídy označeny od nejžhavějších k nejchladnějším hvězdám písmeny O, B, A, F, G, K, M (a ven na L, N a R). Tyto třídy také představují specifické barvy. V některých diagramech H-R jsou písmena uspořádána přes horní řádek grafu. Horké modrobílé hvězdy leží vlevo a ty chladnější bývají spíše na pravé straně mapy.
Základní schéma H-R je označeno jako na obrázku zde. Nazývá se téměř diagonální čára hlavní sekvence. Téměř 90 procent hvězd ve vesmíru existuje v této linii najednou ve svém životě. Dělají to, zatímco ve svých jádrech stále spojují vodík s heliem. Nakonec jim dojde vodík a začnou slévat hélium. Tehdy se vyvinou z obrů a supergiantů. V grafu končí takové „pokročilé“ hvězdy v pravém horním rohu. Hvězdy, jako je Slunce, se mohou vydat touto cestou a nakonec se zmenšit, aby se staly bílé trpaslíky, které se objevují v levé dolní části grafu.
Vědci a věda za H-R diagramem
H-R diagram byl vyvinut v roce 1910 astronomy Ejnar Hertzsprung a Henry Norris Russell. Oba muži pracovali se spektry hvězd - to znamená, že studovali světlo z hvězd pomocí spektrografy. Tyto nástroje rozkládají světlo na jeho složky vlnových délek. Způsob, jakým se objevují hvězdné vlnové délky, dává stopy chemickým prvkům ve hvězdě. Mohou také odhalit informace o jeho teplotě, pohybu v prostoru a jeho síle magnetického pole. Vynesením hvězd do diagramu H-R podle jejich teplot, spektrálních tříd a jasu mohou astronomové klasifikovat hvězdy do jejich různých typů.
Dnes existují různé verze grafu, v závislosti na tom, jaké konkrétní vlastnosti chtějí astronomové mapovat. Každý graf má podobné rozvržení, s nejjasnějšími hvězdami, které se natahují směrem nahoru a vybočují vlevo nahoře a několik ve spodních rozích.
Jazyk diagramu H-R
Diagram H-R používá pojmy, které jsou známé všem astronomům, takže stojí za to se naučit „jazyk“ mapy. Většina pozorovatelů pravděpodobně při použití na hvězdy slyšela termín „velikost“. Je to míra jas hvězdy. Hvězda však může objevit jasný z několika důvodů:
- Mohlo by to být docela blízko, a tak vypadat jasněji než jeden dál
- Mohlo by to být jasnější, protože je teplejší.
Pro diagram H-R se astronomové zajímají hlavně o „vnitřní“ jas hvězdy - to je o její jas v důsledku toho, jak skutečně je horká. Proto je luminosita (zmíněná výše) vynesena podél osy y. Čím je hvězda hmotnější, tím jasnější je. To je důvod, proč jsou nejžhavější a nejjasnější hvězdy vykresleny mezi obry a supergianty v diagramu H-R.
Teplota a / nebo spektrální třída jsou, jak bylo uvedeno výše, odvozeny pozorným pozorováním hvězdného světla. Ve svých vlnových délkách jsou skryté stopy o elementech, které jsou ve hvězdě. Vodík je nejběžnějším prvkem, jak ukazuje dílo astronomky Cecelie Payne-Gaposchkin na počátku 20. století. Vodík je roztaven, aby vytvořil helium v jádru, proto také astronomové vidí helium v hvězdném spektru. Spektrální třída velmi úzce souvisí s teplotou hvězdy, proto jsou nejjasnější hvězdy ve třídách O a B. Nejchladnější hvězdy jsou ve třídách K a M. Nejchladnější objekty jsou také matné a malé a dokonce obsahují hnědé trpaslíky.
Jedna věc, kterou je třeba mít na paměti, je, že H-R diagram nám může ukázat, jaký hvězdný typ se může stát hvězdou, ale nemusí nutně předpovídat žádné změny ve hvězdě. Proto máme astrofyzika - který aplikuje fyzikální zákony na životy hvězd.