Hvordan forklarer H-R Diagrammet livscyklussen for en stjerne?

Solen giver et praktisk benchmark til beskrivelse af andre stjerner. Massen af ​​solsystemets sol giver os en enhed til måling af andre stjernernes masser. På samme måde definerer solens lysstyrke og overfladetemperatur midten af ​​Hertzsprung-Russell Diagram (H-R Diagram). Plotning af en stjerne på dette diagram forudsiger pålideligt andre stjernens kvaliteter, såsom masse og alder.

X-aksen

HR-diagrammets X-akse angiver stjernens overfladetemperatur i grader Kelvin. Temperaturen stiger fra højre til venstre - bagud fra de fleste diagrammer, som du måske er vant til at bruge. H-R Diagrammet bruger en forholdsskala; hver jævnt fordelt mærke repræsenterer en temperatur, der er dobbelt så stor som sin nabo til højre.

X-aksen kan også mærkes efter spektralklasse, som varierer forudsigeligt med overfladetemperaturen. De varmeste stjerner vises hvid eller endda blå, mens de cooleste vises rødt. I mellem ekstremerne finder du dette solsystems sol. Stjernefarver er klassificeret efter bogstav, fra bluest /hotteste til rødeste /cooleste: OBAFGKM.

Y-aksen

Y-aksen angiver lysstyrke eller lysstyrke. Det øges fra bund til top i forhold til en forholdsskala. Den mest almindelige måleenhed er en lysstyrke, der er lig med solen, således at centeretiketten er 1 (en), og etiketterne fortsætter i begge retninger med eksponenter på 10.

Y-aksen kan også mærkes i udtryk for "absolut størrelse". Dette udtryk henviser til det synlige lys, som en stjerne ser ud til at udgive, hvis det var 10 parsek fra jorden.

Hovedsekvens

Hovedsekvensfasen af ​​en stjernes livscyklus er den tid, hvor hydrogen fusion finder sted i sin kerne. Men med hensyn til H-R Diagrammet refererer hovedsekvensen også til en groft diagonal, let S-buet linje, der strækker sig mellem de øverste og venstre højre hjørner, på hvilken hovedsekvensstjerner diagrammer. De opretholder et forudsigeligt forhold mellem lysstyrke og temperatur: Jo lysere, jo varmere. Begge disse træk stiger med en stjernes masse; en stjerne angivet tættere på det øverste venstre hjørne vil være "tyngre" end vores sol, mens højre højre rækkefølge stjerner bliver "lettere."

Red Giants

Skal astronomer plotte en nyopdagede stjerne i det øverste højre hjørne af HR Diagrammet, idet de begge er lyse men seje, vil de straks vide, hvilken fase af dens livscyklus stjernen er vedvarende. En rød kæmpes kerne, der er varm nok til at smelte helium og endog tungere elementer, har skubbet dens shelllag så langt ud, at de kan afkøle ind i det røde spektrum. De skylder deres store lysstyrke ikke til deres temperatur, men til deres størrelse: større stjerner udstråler mere lysenergi.

Hvide dværge

Du kan være lige så sikker på livscyklusfasen hos en stjerne det er både meget varmt og dog meget svagt. HR-diagrammets nedre venstre kvadrant hører næsten udelukkende til hvide dværge.

Efter en rød kæmpe af samme masse, så vores sol brænder hele sit helium, har tyngdekraften fri for at komprimere dens kerne så langt som carbon elektroner deri vil tillade. Denne store tæthed skaber enorm kernevarme. Og fordi kernen er alt, der er tilbage på dette tidspunkt, er kernetemperaturen overflade temperatur. Således tegner hvide dværge til venstre på H-R Diagrammet. Uanset høje størrelse betyder deres mindre størrelse mindre total energi udstrålet - mindre lysstyrke og en lavere position på diagrammet.

Da den aldrer, vil den hvide dværg afkøle, udstråle al sin varme og producere ikke mere. Dens position på H-R Diagrammet vil bevæge sig nedad mod højre indtil det forsvinder fra visning.