Ինչպես հասկանալ Հերցպրունգ-Ռասելի դիագրամը

Ինչպես հասկանալ Հերցպրունգ-Ռասել դիագրամը

Հերցշպրունգ-Ռասելի դիագրամը (հաճախ կրճատ՝ H-R դիագրամ) աստղագիտության ամենակարևոր «քարտեզներից» մեկն է՝ աստղերի կյանքը հասկանալու համար: Դիագրամի վրա աստղի դիրքը դիտելով՝ մենք կարող ենք եզրակացնել դրա մակերևույթի ջերմաստիճանը, պայծառությունը, հարաբերական չափը և նույնիսկ նրա ներկայիս էվոլյուցիոն փուլը: Այնուամենայնիվ, սկսնակների համար H-R դիագրամը կարող է շփոթեցնող լինել, քանի որ այն համատեղում է մի քանի հասկացություններ՝ մեծություն, լուսատություն, սպեկտր, գույն և աստղի դաս: Այս հոդվածը ձեզ կուղեկցի H-R դիագրամի միջոցով քայլ առ քայլ և գործնական եղանակով:

1. Ի՞նչ է Հերցպրունգ-Ռասելի դիագրամը:

H–R դիագրամը գրաֆիկ է, որը ցույց է տալիս աստղի ներքին պայծառության (լուսատյացության) և նրա մակերևույթի ջերմաստիճանի (կամ սպեկտրալ տեսակի) միջև եղած կապը։ Դիագրամը անվանակոչվել է երկու աստղագետների՝ Էյնար Հերցշպրունգի և Հենրի Նորիս Ռասելի անունով, ովքեր 20-րդ դարի սկզբին հասկացան, որ աստղերը պատահականորեն չեն բաշխվում պայծառության և սպեկտրի միջոցով գծագրելիս, այլ կազմում են հստակ օրինաչափություն։

Այս օրինաչափությունը շատ կարևոր է, քանի որ այն արտացոլում է աստղերի ֆիզիկան՝ ինչպես են աստղերը էներգիա արտադրում, ինչպես է փոխվում դրանց չափը և ինչպես են նրանք զարգանում ծնունդից մինչև «մահ»։

2. Դիագրամի առանցքների հասկացումը. ի՞նչ է գծագրվում։

Որպեսզի չմոլորվեք, առաջին քայլը դիագրամի երկու հիմնական առանցքները հասկանալն է։

ա) Ուղղահայաց առանցք. լուսատվություն կամ բացարձակ մեծություն
Ուղղահայաց առանցքը սովորաբար ցույց է տալիս լուսատվությունը (L), որը աստղի կողմից ժամանակի միավորում արձակված լուսային էներգիայի ընդհանուր քանակն է՝ համեմատած Արեգակի լուսատվության հետ (L☉): Երբեմն դիագրամում լուսատվության փոխարեն օգտագործվում է բացարձակ մեծություն (M): Երկուսն էլ ներկայացնում են աստղի «իրական պայծառությունը», այլ ոչ թե այն, թե որքան պայծառ է այն երևում Երկրից:

– Բարձր լուսատվությունը նշանակում է, որ աստղը իսկապես շատ պայծառ է։
– Փոքր/բացասական բացարձակ մեծությունը նշանակում է, որ աստղն ավելի պայծառ է (հիշե՛ք. մեծության սանդղակը «շրջված է»)։

Շատ դիագրամների վրա.
– Վերև = ավելի պայծառ
– Ստորին = ավելի մթնեցված

բ) Հորիզոնական առանցք՝ ջերմաստիճանային կամ սպեկտրային տեսակ (և հաճախ «շրջված»)
Հորիզոնական առանցքը ներկայացնում է աստղի մակերևույթի ջերմաստիճանը (Կելվիններով) կամ սպեկտրալ տեսակը (O, B, A, F, G, K, M): Տարածված սխալ պատկերացում. դասական H-R դիագրամում ջերմաստիճանը նվազում է ձախից աջ:

Դա նշանակում է.
– Ձախ = ավելի տաք (օրինակ՝ 30.000 Կ)
– Աջ = ավելի զով (օրինակ՝ 3.000 Կ)

Եթե ​​ցուցադրվող տեսակը սպեկտրալ է, ապա՝
– Օ՜, ամենատաքն ու ամենամուգը,
– ապա B, A, F, G, K,
– M-ն ամենացուրտն ու ամենակարմիրն է։

Այսպիսով, եթե դիագրամի ձախ կողմում աստղ եք տեսնում, դա տաք աստղ է: Աջ կողմում՝ ավելի սառը աստղ:

3. Գույնի և ջերմաստիճանի միջև եղած կապը. դիագրամը կարդալու բանալին

Տաք աստղերն ավելի շատ լույս են արձակում կարճ ալիքի երկարություններում, ուստի դրանք թվում են կապույտ/սպիտակ։ Սառը աստղերն ավելի շատ լույս են արձակում ավելի երկար ալիքի երկարություններում, ուստի դրանք թվում են նարնջագույն/կարմիր։

Պարզ քարտեզագրում.
– Ձախ (տաք) → կապույտ
– Միջին (միջին) → սպիտակ-դեղին
– Աջ (սառը) → նարնջագույն-կարմիր

Արեգակը մոտավորապես G տիպի է, ունի մոտ 5.800 Կ ջերմաստիճան, դեղնա-սպիտակ գույնի է և գտնվում է «գլխավոր ուղու» վրա (դրա մասին՝ մի փոքր անց):

4. H–R դիագրամի երեք հիմնական շրջանները

Երբ հասկանաք առանցքները, կնկատեք, որ աստղերը հակված են կուտակվել որոշակի տարածքներում։ Երեք հիմնական շրջաններն են՝

ա) Գլխավոր հաջորդականություն (Գլխավոր հաջորդականություն)
Սա վերևի ձախ անկյունից դեպի ներքևի աջ անկյուն ձգվող անկյունագիծ է։ Աստղերի մեծ մասը գտնվում է այստեղ։

Դրա բնութագրերը՝
– Գլխավոր հաջորդականության աստղերը միջուկում այրում են ջրածինը՝ վերածելով հելիումի (կայուն փուլ):
– Որքան ավելի վերևի ձախ կողմում է՝ աստղն ավելի տաք է և պայծառ (սովորաբար զանգվածեղ):
– Ավելի ներքևի աջ անկյունում. աստղն ավելի զով է և ավելի մշուշոտ (սովորաբար ունի փոքր զանգված):

Արևը գտնվում է գլխավոր հաջորդականության միջին մասում։

Կարևոր ինտուիցիա.
– Ավելի մեծ զանգված ունեցող աստղեր → ավելի տաք → շատ ավելի պայծառ → ավելի կարճ կյանքի տևողություն։
– Փոքր աստղեր (կարմիր թզուկներ) → ավելի զով → ավելի մթնեցված → շատ երկար կյանք։

բ) Հսկաներ և գերհսկաներ
Դրանք գտնվում են վերևի աջ անկյունում (սառը, բայց շատ պայծառ) և նաև ընդհանուր առմամբ վերևում։

Ինչպե՞ս կարող է ինչ-որ բան լինել սառը, բայց պայծառ։ Որովհետև լուսատվությունը նույնպես կախված է չափից։ Հսկա աստղերն ունեն հսկայական շառավիղներ, ուստի, չնայած նրանց մակերեսները հատկապես տաք չեն, լույս արձակող ընդհանուր մակերեսը հսկայական է։

Contoh:
– Կարմիր հսկա՝ սառը, մեծ, պայծառ։
– Գերհսկա. կարող է լինել շատ պայծառ, կամ տաք (կապույտ) կամ սառը (կարմիր), կախված իր զարգացումից։

գ) Սպիտակ թզուկներ
Սպիտակ թզուկը ներքևի ձախ անկյունում է՝ տաք, բայց մշուշոտ։

Սա հակասական է թվում, մինչև չհիշես չափի գործոնը.
– Սպիտակ թզուկները շատ փոքր են (մոտավորապես Երկրի չափ), ուստի չնայած դրանք տաք են, նրանց ընդհանուր լույսի հոսքը մեծ չէ։
– Սա սովորաբար փոքր-միջին զանգված ունեցող աստղի վերջնական փուլն է հսկա փուլն անցնելուց հետո։

5. Ինչպես «կարդալ» աստղերի չափերը դիագրամից

H-R դիագրամները հաճախ պատկերում են հաստատուն շառավղով գծեր (կամ կարող եք պատկերացնել դրանք): Ամփոփումը՝

– Վերևում նշված աստղերը սովորաբար ավելի մեծ են (կամ ավելի զանգվածեղ՝ կախված տարածաշրջանից):
– Նույն ջերմաստիճանում, ավելի պայծառ աստղը նշանակում է, որ նրա շառավիղն ավելի մեծ է։

Contoh:
– Նույն 4.000 Կ ջերմաստիճանի երկու աստղ (դիագրամի աջ կողմում): Եթե մեկը շատ ավելի պայծառ է, ապա այն, հավանաբար, կարմիր հսկա է, մինչդեռ ավելի մթնշաղայինը՝ կարմիր թզուկ:

Այսպիսով, դիագրամի վրա մեկ կետով կարող եք գնահատել՝
1) ջերմաստիճանը (X առանցքից),
2) լուսատվություն (Y առանցք),
3) և որակապես՝ չափը/շառավիղը (երկուսի համադրությունից):

6. Հասկացեք աստղերի էվոլյուցիան դիագրամում շարժման միջոցով

H-R դիագրամը հաճախ օգտագործվում է նաև աստղի «կյանքի ուղին» նկարագրելու համար։

Արեգակնանման աստղի ընդհանուր նկարագրությունը.
1. Հիմնական հաջորդականություն՝ կայուն այրվող ջրածին։
2. Միջուկում ջրածինը սպառվում է → աստղը ընդարձակվում է → մտնում է կարմիր հսկայի շրջան (տեղափոխվում է վերևի աջ անկյունում. մակերեսը սառչում է, բայց լուսատությունը մեծանում է):
3. Արտաքին շերտերը ազատվում են → մնում է մի փոքրիկ տաք միջուկ → դառնում է սպիտակ թզուկ (տեղափոխվում է ներքևի ձախ անկյունում՝ տաք, բայց մշուշոտ):

Շատ մեծ աստղերի համար՝
– Նրանց էվոլյուցիան ավելի բարդ և արագ է, նրանք կարող են դառնալ գերհսկաներ և վերջում վերածվել գերնոր աստղերի, ապա նեյտրոնային աստղերի կամ սև խոռոչների: Դրանք հաճախ գտնվում են վերին ձախ անկյունում (տաք և շատ պայծառ)՝ նախքան մեկ այլ փուլի անցնելը:

7. Աստղերի դիրքերը կարդալու պարզ օրինակ

Ենթադրենք, որ դուք տեսնում եք աստղային կետ.
– վերևի ձախ անկյունում. դա տաք և շատ պայծառ աստղ է, հնարավոր է՝ գլխավոր հաջորդականության որևէ զանգվածեղ աստղ (O/B տիպ) կամ կապույտ գերհսկա։
– ներքևի աջ անկյունում. դա սառը, մռայլ աստղ է, հավանաբար կարմիր թզուկ, որը շատ տարածված է գալակտիկայում։
– վերևի աջ անկյունում. այն ցուրտ է, բայց պայծառ, խիստ կասկածելի է, որ այն կարմիր հսկա է։
– ներքևի ձախ անկյունում. այն տաք է, բայց մշուշոտ, հնարավոր է՝ սպիտակ թզուկ է։

Այսպիսի պրակտիկայի շնորհիվ H-R դիագրամը դառնում է արագ ախտորոշիչ գործիք։

8. Հաճախակի սխալներ H-R դիագրամները ուսումնասիրելիս

Որոշ բաներ, որոնք մարդիկ հաճախ սխալ են թույլ տալիս.
1. Ենթադրելով, որ ջերմաստիճանի առանցքը մեծանում է դեպի աջ։ Դասական H-R դիագրամում այն ​​իրականում նվազում է դեպի աջ։
2. Տեսանելի պայծառության և լուսատվության հավասարեցումը։ H-R դիագրամը օգտագործում է ներքին պայծառությունը (բացարձակ մեծություն/լուսատվություն)։
3. Ենթադրելով, որ «կարմիր» աստղերը անպայմանորեն մշուշոտ են։ Կարմիր հսկաները իրականում կարող են շատ պայծառ լինել։
4. Մոռացեք, որ չափը մեծ դեր է խաղում: Լուսատպությունը միայն ջերմաստիճանի հարց չէ, այլև աստղի մակերևույթի մակերեսի:

Penutup

Հերցշպրունգ-Ռասելի դիագրամը ուշագրավ տեսողական ակնարկ է. մեկ գրաֆիկում մենք կարող ենք տեսնել աստղի ջերմաստիճանի, լուսատվության, չափի և էվոլյուցիոն փուլի միջև հիմնարար կապերը: Հիմնականը առանցքները հասկանալն է, երեք հիմնական շրջանները (գլխավոր հաջորդականություն, հսկա, սպիտակ թզուկ) ճանաչելը և հիշելը, որ աստղերը կարող են պայծառ լինել, քանի որ տաք են, քանի որ զանգվածեղ են, կամ երկուսն էլ: Երբ դուք տիրապետում եք դրան, H-R դիագրամը կարդալը ձեզ կզգացվի որպես տիեզերքի աստղերի «կյանքի քարտեզ» կարդալ:

Եթե ​​ցանկանաք, կարող եմ այս հոդվածի տարբերակը պատրաստել պարզ նկարազարդումներով (ASCII դիագրամներ) կամ H-R դիագրամի վրա աստղային կետերը կարդալու վերաբերյալ վարժական հարցերով։