Hvordan forklarer HR -diagrammet, hvorfor nogle mindre køligere stjerner er lysere end større varmere stjerner?

HR-diagrammet (Hertzsprung-Russell-diagram) planlægger lysstyrken af ​​stjerner mod deres overfladetemperatur (eller spektraltype). Sådan forklarer det det tilsyneladende counterintuitive fænomen med mindre, køligere stjerner, der er lysere end større, varmere:

Nøglekoncepter:

* lysstyrke: Den samlede mængde energi, som en stjerne udsender pr. Sekund.

* overfladetemperatur: Temperaturen på en stjernes ydre lag, der bestemmer dens farve (blå =varm, rød =cool).

* størrelse: Radius for en stjerne.

Forklaring:

1. Hovedsekvensstjerner: Størstedelen af ​​stjerner, inklusive vores sol, falder på hovedsekvensen for HR -diagrammet. Langs dette diagonale bånd øges lysstyrken generelt med temperaturen. Dette betyder, at varmere stjerner normalt er lysere.

2. røde giganter: Stjerner, der har udtømt deres brintbrændstof i deres kerne, udvikler sig til røde giganter. De bliver større og køligere end hovedsekvensstjerner. Imidlertid kompenserer deres enorme størrelse (meget større radius) for deres lavere temperatur, hvilket fører til højere lysstyrke.

3. hvide dværge: Resterne af nogle stjerner, hvide dværge er ekstremt tæt og varme, men utroligt små. De falder på det nederste venstre hjørne af HR-diagrammet. På trods af deres høje temperatur resulterer deres lille størrelse i meget lav lysstyrke.

Hvorfor mindre, køligere stjerner kan være lysere:

* Red Giant Stars: Som nævnt ovenfor udgør deres rene størrelse mere end deres køligere temperatur. Deres store overfladeareal giver dem mulighed for at udstråle meget mere energi, hvilket gør dem lysere.

* Variable stjerner: Nogle stjerner udviser variation i deres lysstyrke. Dette kan skyldes pulsationer i deres størrelse, der påvirker deres overfladetemperatur og den samlede energiproduktion. Mindre, køligere stjerner er muligvis i en fase med højere lysstyrke på grund af sådanne pulsationer.

Kortfattet:

Mens HR -diagrammet generelt viser, at varmere stjerner er lysere, er forholdet mellem lysstyrke, temperatur og størrelse mere kompliceret. Nøglen er, at lysstyrke påvirkes af både overfladetemperatur og størrelse. Selv hvis en stjerne er køligere, kan dens større overfladeareal stadig resultere i høj lysstyrke, som i tilfældet med røde giganter.