Διάγραμμα Χέρτζσπρουνγκ-Ράσελ
Το διάγραμμα Hertzsprung-Russell είναι μια γραφική παράσταση πολλών αστέρων. Δείχνει τη σχέση μεταξύ της φωτεινότητας των άστρων (δηλαδή πόσο φωτεινά είναι) και της θερμοκρασίας τους (πόσο θερμά είναι). Αυτά τα διαγράμματα δεν είναι εικόνες ή χάρτες των θέσεων των άστρων. Αντίθετα, τα διαγράμματα Hertzsprung-Russell απεικονίζουν κάθε αστέρι σε μια γραφική παράσταση που μετρά τη φωτεινότητα του αστέρα σε σχέση με τη θερμοκρασία του. Τα διαγράμματα Hertzsprung-Russell ονομάζονται επίσης διαγράμματα H-R ή HRD.
Μπορείτε να δείτε ένα παράδειγμα ενός διαγράμματος Hertzsprung-Russell στα δεξιά. Αυτό το διάγραμμα βασίζεται σε μετρήσεις από 23.000 αστέρια στον Γαλαξία μας. Το διάγραμμα Hertzsprung-Russell πήρε το όνομά του από τους δημιουργούς του, τους αστρονόμους Ejnar Hertzsprung και Henry Norris Russell.
Διάγραμμα Hertzsprung-Russell από τον Richard Powell με άδεια.
Μια άλλη άποψη, ίσως πιο κατανοητή
Εξέλιξη των αστέρων στο διάγραμμα H-R: Ήλιος = 1
Σχεδιάζοντας ένα διάγραμμα Hertzsprung-Russell
Ο κατακόρυφος άξονας ενός διαγράμματος Hertzsprung-Russell δείχνει τη φωτεινότητα ή τη λαμπρότητα των αστέρων, σαν να μετρήθηκαν όλα από την ίδια απόσταση. Ένας άλλος όρος γι' αυτό είναι το απόλυτο μέγεθος. Όσο πιο φωτεινό είναι ένα αστέρι, τόσο πιο ψηλά θα βρίσκεται το διάγραμμά του σε αυτό το διάγραμμα.
Ο οριζόντιος άξονας δείχνει την επιφανειακή θερμοκρασία των αστέρων. Ωστόσο, οι θερμοκρασίες μειώνονται, όχι αυξάνονται, καθώς κινείστε προς τα δεξιά. Δηλαδή, το αριστερό μέρος του διαγράμματος περιέχει αστέρια με τα υψηλότερα θερμοκρασιακά διαγράμματα (μεγαλύτερα από 30.000 Kelvin), ενώ το δεξιό δείχνει αστέρια με θερμοκρασίες μόλις 3000K.
Γενικά, η θερμοκρασία ενός αστέρα σχετίζεται με το χρώμα του. Στην κορυφή του διαγράμματος, μαζί με τις θερμοκρασίες, βρίσκονται οι φασματικές τάξεις. Τα θερμότερα αστέρια είναι γαλανόλευκα (κλάση Ο), εκείνα που βρίσκονται στις μεσαίες θερμοκρασίες είναι κίτρινα (κλάση G) και τα ψυχρότερα είναι κόκκινα (κλάση Μ). (Φυσικά, όταν λέμε "πιο ψυχρά" για τα άστρα, πρέπει να συνειδητοποιήσουμε ότι η χαμηλότερη θερμοκρασία για ένα αστέρι είναι σχεδόν 5000 βαθμοί Φαρενάιτ).
Στην πραγματικότητα, όταν αναπτύχθηκαν τα διαγράμματα Hertzsprung-Russell στις αρχές της δεκαετίας του 1900, οι αστρονόμοι δεν ήξεραν πώς να προσδιορίσουν τη θερμοκρασία ενός αστέρα. Τα πρώτα διαγράμματα απεικόνιζαν το απόλυτο μέγεθος των άστρων (όπου η προσθήκη ενός σήμαινε ότι η φωτεινότητα θα μειωνόταν κατά δυόμισι φορές περίπου) σε σχέση με το χρώμα, που αντιπροσωπεύεται από τις φασματικές τάξεις από το μπλε-λευκό έως το κόκκινο.
Περιοχές με πολλά αστέρια
Όπως μπορείτε να δείτε, τα αστέρια τείνουν να εμπίπτουν μόνο σε ορισμένες περιοχές του διαγράμματος όταν απεικονίζονται με αυτόν τον τρόπο. Όλοι οι αστέρες σε μια δεδομένη περιοχή του διαγράμματος Hertzsprung-Russell μοιράζονται παρόμοιες φωτεινότητες και θερμοκρασίες. Η κύρια περιοχή στην οποία εμφανίζονται τα αστέρια είναι η διαγώνια καμπύλη γραμμή, η οποία πηγαίνει από τα πάνω αριστερά (θερμά και φωτεινά) προς τα κάτω δεξιά (ψυχρότερα και λιγότερο φωτεινά). Αυτή η περιοχή ονομάζεται Κύρια Ακολουθία. Πάνω από την κύρια ακολουθία βρίσκεται μια άλλη περιοχή που περιέχει τους ερυθρούς γίγαντες. Κάτω από αυτήν υπάρχει μια καμπύλη γραμμή που αντιπροσωπεύει τους λευκούς νάνους.
Αυτές οι συλλογές αστέρων με βάση τη φωτεινότητα και τη θερμοκρασία είναι σημαντικές όταν μιλάμε για την αστρική εξέλιξη. Γενικά, τα αστέρια δημιουργούνται στην κύρια ακολουθία. (Φυσικά, όταν λέμε "στην κύρια ακολουθία", στην πραγματικότητα εννοούμε "να έχουν μια φωτεινότητα και μια θερμοκρασία που τους κάνει να σχεδιάζονται εντός της κύριας ακολουθίας σε ένα διάγραμμα Hertzsprung-Russell"). Μετά από δισεκατομμύρια χρόνια, επεκτείνονται σε ερυθρούς γίγαντες. Στη συνέχεια, μετά από άλλα ένα ή δύο δισεκατομμύρια χρόνια, συρρικνώνονται σε λευκούς νάνους.
Μόλις στη δεκαετία του 1930 και 1940 οι επιστήμονες άρχισαν να κατανοούν το ρόλο της πυρηνικής σύντηξης στη δημιουργία και διατήρηση αστέρων όπως ο ήλιος μας. Στις μέρες μας τα διαγράμματα Hertzsprung-Russell χρησιμοποιούνται για να παρουσιάσουν την αστρική εξέλιξη σε εικόνες στους μαθητές. Δεν χρησιμοποιούνται πλέον πολύ για την ανάπτυξη νέων επιστημονικών θεωριών.
Στο διάγραμμα Hertzsprung-Russell, ο Ήλιος μας απεικονίζεται πολύ κοντά στο μέσο της κύριας ακολουθίας, στο σημείο τομής της φωτεινότητας 1 και της θερμοκρασίας 5780Κ. Επομένως, ο ήλιος ανήκει στην κατηγορία G ή σε ένα "κίτρινο αστέρι").
Ερωτήσεις και απαντήσεις
Ερ: Τι είναι το διάγραμμα Hertzsprung-Russell;
A: Το διάγραμμα Hertzsprung-Russell είναι ένα διάγραμμα πολλών αστέρων που δείχνει τη σχέση μεταξύ της φωτεινότητας των αστέρων και της θερμοκρασίας τους.
Ερ: Τα διαγράμματα Hertzsprung-Russell είναι εικόνες ή χάρτες για το πού βρίσκονται τα άστρα;
Α: Όχι, τα διαγράμματα Hertzsprung-Russell δεν είναι εικόνες ή χάρτες για το πού βρίσκονται τα αστέρια. Παρουσιάζουν κάθε αστέρι σε μια γραφική παράσταση που μετρά τη φωτεινότητα του αστέρα σε σχέση με τη θερμοκρασία του.
Ερ: Πώς ονομάζονται επίσης τα διαγράμματα Hertzsprung-Russell;
Α: Τα διαγράμματα Hertzsprung-Russell ονομάζονται επίσης διαγράμματα H-R ή HRD.
Ερ: Πόσα αστέρια χρησιμοποιήθηκαν για τη δημιουργία του διαγράμματος Hertzsprung-Russell στο κείμενο;
Α: Το διάγραμμα στο κείμενο βασίζεται σε μετρήσεις από 23.000 αστέρια του Γαλαξία μας.
Ερ: Ποιοι ήταν οι δημιουργοί του διαγράμματος Hertzsprung-Russell;
Α: Το διάγραμμα Hertzsprung-Russell πήρε το όνομά του από τους δημιουργούς του, τους αστρονόμους Ejnar Hertzsprung και Henry Norris Russell.
Ερ: Τι μετράει το διάγραμμα Hertzsprung-Russell για κάθε αστέρι;
Α: Το διάγραμμα Hertzsprung-Russell μετρά τη φωτεινότητα ή λαμπρότητα του αστέρα σε σχέση με τη θερμοκρασία του, για κάθε αστέρα που απεικονίζεται.
Ερ: Ποια είναι η σημασία του διαγράμματος Hertzsprung-Russell;
Α: Το διάγραμμα Hertzsprung-Russell είναι σημαντικό επειδή επιτρέπει στους αστρονόμους να ταξινομούν τα αστέρια με βάση τη θερμοκρασία και τη φωτεινότητά τους και παρέχει επίσης ενδείξεις για την ηλικία και το εξελικτικό στάδιο ενός αστέρα.
