science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Hoe verklaart het H-R-diagram de levenscyclus van een ster?

De zon is een handige maatstaf voor het beschrijven van andere sterren. De massa van de zon van dit zonnestelsel geeft ons een eenheid voor het meten van de massa van andere sterren. Op dezelfde manier bepalen de helderheid en oppervlaktetemperatuur van de zon het midden van het Hertzsprung-Russell-diagram (H-R-diagram). Het uitzetten van een ster op deze kaart voorspelt betrouwbaar andere kwaliteiten van de ster, zoals massa en leeftijd.

De X-as

De X-as van het HR-diagram geeft de oppervlaktetemperatuur van de ster aan in graden Kelvin. De temperatuur stijgt van rechts naar links - achterwaarts van de meeste grafieken die u gewend bent te gebruiken. Het H-R-diagram gebruikt een verhoudingsschaal; elk gelijk verdeeld teken vertegenwoordigt een temperatuur die twee keer zo hoog is als die van zijn buur naar rechts.

De X-as kan ook worden gelabeld volgens de spectrale klasse, die voorspelbaar varieert met zijn oppervlaktetemperatuur. De populairste sterren verschijnen wit of zelfs blauw, terwijl de coolste sterren rood lijken. Tussen de extremen in, vind je de zon van dit zonnestelsel. Sterkleuren worden ingedeeld per letter, van blauwste /heetste tot roodste /coolste: OBAFGKM.

De Y-as

De Y-as geeft de helderheid of helderheid aan. Het neemt van onder naar boven toe volgens een verhoudingsschaal. De meest gebruikelijke meeteenheid is een helderheid gelijk aan de zon, zodanig dat het middelste label 1 (één) is en labels in beide richtingen door exponenten van 10 gaan.

De Y-as kan ook worden gelabeld in termen van "absolute magnitude." Deze term verwijst naar het zichtbare licht dat een ster lijkt uit te stralen als het 10 parsecs van de aarde zou zijn.

Hoofdsequentie

De hoofdvolgfase van de levenscyclus van een ster is die tijd waarin waterstoffusie vindt plaats in zijn kern. Maar in termen van het H-R-diagram verwijst 'hoofdreeks' ook naar een ruwweg diagonale, enigszins S-gebogen lijn die zich uitstrekt tussen de linkerbovenhoek en de rechterbenedenhoek waarop de hoofdreekssterren worden weergegeven. Ze behouden een voorspelbare relatie tussen lichtkracht en temperatuur: hoe helderder, hoe warmer. Beide eigenschappen nemen toe met de massa van een ster; een ster die dichter bij de linkerbovenhoek wordt aangegeven, is "zwaarder" dan onze zon, terwijl de rechterrooms van de onderste rij "lichter" zullen zijn.

Rode reuzen voor

Moeten astronomen een De nieuw ontdekte ster in de rechterbovenhoek van het HR-diagram, die zowel helder als toch cool is, zal onmiddellijk weten in welke fase van zijn levenscyclus de ster zich bevindt. De kern van een rode reus, warm genoeg om helium en zelfs zwaardere elementen te smelten, heeft de schaallagen zo ver naar buiten geduwd dat ze in het rode spectrum kunnen afkoelen. Ze danken hun grote helderheid niet aan hun temperatuur, maar aan hun grootte: grotere sterren stralen meer lichtenergie uit.

Witte dwergen

Je kunt net zo zeker zijn van de levenscyclusfase van een ster dat is zowel erg warm als erg vaag. Het kwadrant linksonder van het HR-diagram behoort vrijwel uitsluitend toe aan witte dwergen.

Nadat een rode reus van vergelijkbare massa tot onze zon al zijn helium heeft verbrand, kan de zwaartekracht de vrije loop om zijn kern te comprimeren voor zover de koolstofelektronen daarin zullen het toelaten. Deze grote dichtheid zorgt voor een enorme kernwarmte. En omdat de kern op dit punt nog over is, is de kerntemperatuur de oppervlaktetemperatuur. Witte dwergen staan ​​dus links op het H-R-diagram. Ondanks hun warmte betekent hun kleine formaat minder totale energie uitgestraald - minder helderheid en een lagere positie op het diagram.

Naarmate de tijd vordert, zal de witte dwerg afkoelen, al zijn warmte wegstralen en niet meer produceren. De positie op het H-R-diagram beweegt naar beneden naar rechts totdat het uit het zicht verdwijnt.