Diagrama Hertzsprung-Russell
În astronomie , diagrama Hertzsprung-Russell , prescurtată ca diagramă HR , este un grafic în care luminozitatea unui set de stele este indicată în funcție de temperatura lor efectivă . Acest tip de diagramă a făcut posibilă studierea populațiilor de stele și stabilirea teoriei evoluției stelare .
General
Istorie
Diagrama Hertzsprung-Russell a fost inventată în jurul anului 1910 de Ejnar Hertzsprung și Henry Norris Russell .
Hertzsprung este un astronom danez (1873 - 1967). El a avut ideea în 1905 de a clasifica stelele de același tip spectral în mai multe clase de luminozitate în funcție de temperatura suprafeței lor. Din motive istorice, axa temperaturii este orientată spre stânga. Diagrama la care a rezultat a fost perfecționată de HN Russell.
Russell este un astronom american (1877 - 1957), căruia îi datorăm multă muncă asupra fizicii stelelor, ceea ce l-a determinat să stabilească o clasificare a stelelor în funcție de luminozitatea și tipul lor spectral.
Definiție
O diagramă Hertzsprung-Russell reprezintă fie luminozitatea intrinsecă versus temperatură (utilizată de teoreticieni), fie magnitudinea absolută față de indicele de culoare (care urmează imediat din datele fotometrice). În acest al doilea caz, vorbim și despre o diagramă culoare-magnitudine.
Convenții
O diagramă Hertzsprung-Russell este întotdeauna prezentată după cum urmează:
- luminozitatea este pe ordonată , cea mai strălucitoare fiind în vârf;
- temperatura efectivă sau indicele de culoare este pe abscisă , cea mai fierbinte fiind pe stânga.
Astfel de convenții provin din faptul că primele diagrame erau diagrame culoare-magnitudine, care arătau datele fotometrice brute de la observarea populațiilor stelare: magnitudinea unui filtru comparativ cu diferența de mărime cu un alt filtru.
Ordinea literelor OBAFGKM de tip spectral în ordonată poate fi reținută prin propoziția „Oh Be A Fine Girl / Guy, Kiss Me!”.
Clasificarea stelelor
Clasificarea spectrală a stelelor apare clar pe diagrama Hertzsprung-Russell: liniile aproape verticale separă diferitele tipuri spectrale , în timp ce liniile oblice sau aproape orizontale sunt numite clase de luminozitate . Figura opusă ilustrează clasificarea.
Distribuția stelelor - populație eterogenă în vârstă și compoziție chimică
Examinarea unei diagrame a unei populații de stele, ca mai jos, arată o concentrație imensă de stele de-a lungul unei diagonale, precum și o concentrație semnificativă la câteva magnitudini deasupra diagonalei. Alte zone ale diagramei sunt complet fără stele sau foarte puțin populate. Figura de mai jos prezintă diagrama Hertzsprung-Russell a stelelor din apropiere a căror distanță este cunoscută cu o bună precizie.
Secvența principală
Secvența principală este regiunea diagramei Hertzsprung-Russell unde majoritatea stele locuiesc, aceasta corespunde cu diagonala din colțul din stânga sus (cald și luminos) în colțul din dreapta jos (rece și leșin). Dacă concentrația de stele este atât de mare acolo, este pentru că își petrec aproximativ 90% din viață acolo, evoluând foarte puțin, arzând hidrogenul din inima lor.
Există mai multe motive pentru împrăștierea stelelor în jurul secvenței principale. Compoziția chimică se modifică ușor locul stelei pe diagrama: cu cât este bogat in metale, mai rece este și mai puțin luminoasă este, deoarece păstrează o rază constantă. În stelele populației II , mult mai sărace decât stelele din populație I , astfel , formează clasa sub-pitice . În plus, stelele cresc lent în luminozitate și schimbă temperatura în timpul fazei lor pe secvența principală. Alți factori precum rotația, prezența unor însoțitori apropiați sau câmpurile magnetice pot explica, de asemenea, o plasare oarecum împrăștiată. Un alt factor este incertitudinea observațiilor; aceste incertitudini afectează în principal distanța față de steaua în cauză, dar se referă și la stele binare , nu sau slab identificate ca atare.
Gigantii
La aproximativ 5-10 magnitudini deasupra secvenței principale, există o mare concentrație de stele: acestea sunt stele la sfârșitul vieții lor, adică la stadiul gigant roșu , cu un strat subțire de hidrogen care „arde” în jurul unui nucleu de heliu inert. , adică - și mai ales de fapt - stele ale ramurii orizontale , în centrul cărora heliul fuzionează pentru a da carbon și oxigen. Cu toate acestea, arderea heliului este mult mai rapidă decât cea a hidrogenului în timpul secvenței principale, iar stelele sunt destul de instabile în această etapă. Giganții roșii cresc în luminozitate cu mult dincolo de această concentrație de stele.
„Gaura” uriașilor galbeni
În zona de temperatură a stelelor de tip G și F la luminozități peste 50 de ori mai mari decât soarele, aproape nu există stele. O astfel de „gaură” poate fi explicată prin instabilitatea unor astfel de stele: stelele cu mase intermediare sau foarte masive, după secvența principală, devin giganți roșii foarte repede (mai puțin de 1% din timpul petrecut în secvența principală), în timp ce stelele heliul arzând în inimile lor este instabil în această regiune.
Pitici albi
Fostele miezuri de stele care și-au expulzat învelișul în timpul etapei de uriaș roșu, piticii albi sunt stele foarte mici (unele de dimensiunea Pământului) și foarte fierbinți la suprafață. De aici și această poziție deosebită, în partea stângă jos a diagramei Hertzsprung-Russell. Aceasta este etapa finală pentru stelele cu o masă mai mică de 8 mase solare. Aceste stele se răcesc încet pentru a deveni pitici negri , dar această răcire durează zeci de miliarde de ani, așa că până acum nu au fost observate pitici negri. Spre deosebire de alte stele, cele mai strălucitoare pitice albe sunt cele mai puțin masive, deoarece radiația unei pitice albe scade odată cu masa sa.
Distribuția stelelor unei populații omogene în vârstă și metalicitate
Anexe
Articole similare
- Tipul spectral
- Fizica stelară
- Evoluția stelară
- Clasa de luminozitate
- Diagrama culoare-magnitudine a galaxiilor
- Traseul Hayashi
- Calea Henyey (în)
- Vârful ramurii uriașilor roșii
linkuri externe
- (ro) Diagrama Hertzsprung-Russell (curs online Observatorul Paris)