Diagram Hertzsprung – Russella

1.Diagram Hertzsprung – Russella.
Wykres Hertzsprunga –Russella, wykres, na którym punkty odpowiadające gwiazdom są odłożone we współrzędnych: jasność; absolutna i typ widmowy (widmowa klasyfikacja gwiazd). Często zamiast typu widmowego podaje się temperaturę efektywną lub wskaźnik barwy. Gdy na diagramie Hertzsprunga –Russella są przedstawione dane odnoszące się do grupy gwiazd znajdujących się w jednakowej odległości od obserwatora (np. należących do gromady), zamiast jasności absolutnej podaje się jasność obserwowaną. Cechą charakterystyczną diagramu Hertzsprunga –Russella skonstruowanego dla ogółu gwiazd jest istnienie ciągu głównego, w którym grupuje się znaczna liczba gwiazd. Ponad ciągiem gł. znajduje się obszar podolbrzymów, olbrzymów i nadolbrzymów, poniżej występują podkarły oraz białe karły. W czasie ewolucji gwiazdy zmieniają swe położenie na diagramie Hertzsprunga –Russella.


2. Typ widmowy.
Cecha różnicująca gwiazdy pod względem wyglądu widma ich promieniowania; rozróżnia się typy widmowe: O, B, A, F, G, K, M, z których każdy dzieli się na 10 podtypów (oznaczanych cyframi od 0 do 9); gwiazdy o tym samym typie widmowym mają podobne temp. efektywne (zdefiniowane z prawa Stefana – Boltzmanna wyrażającego związek między temp. efektywną gwiazdy, jej promieniem i jasnością absolutną). Najgorętsze są gwiazdy typu O, najchłodniejsze — typu M.

3. Budowa diagramu.
Diagram H-R wygląda jak każdy inny diagram. Ważne jest jednak, co na nim przedstawiamy. W tym przypadku o jego sukcesie i użyteczności zadecydowało umiejętne zastosowanie wiedzy wynikającej między innymi z obserwacji. I tak, na jego poziomej osi zawsze odkłada się dowolny wskaźnik pozwalający ocenić temperaturę efektywną danej gwiazdy. Z reguły jest to jej typ widmowy. Na pionowej osi z kolei odkładamy jasność absolutną gwiazdy. I to w zasadzie wszystko. Teraz wystarczy, znając te dwie wartości, umieścić na wykresie wybrane gwiazdy. Oczywiście, jest to zadanie trudne i czasochłonne. Na szczęście dysponujemy wieloma takimi wykresami, dla różnej ilości gwiazd.
Zwykłe, spalające wodór karły- takie jak Słońce, znajdują się w pasie zwanym ciągiem głównym, który biegnie od górnego lewego rogu do dolnego prawego. Olbrzymy tworzą swoją własną grupkę w górnej prawej części diagramu. Powyżej nich leżą o wiele rzadsze jasne olbrzymy i nadolbrzymy. W lewym dolnym rogu znajduje się pas białych karłów- martwych jąder starych gwiazd, które nie mają wewnętrznego źródła energii i powoli stygną w ciągu kolejnych miliardów lat, przesuwając się ku prawej dolnej części diagramu.


4. Klasy jasności gwiazd.
- Nadolbrzymy.
Bardzo jasne i masywne gwiazdy przy końcu swojego życia. Dzielą się na typy I a i I b, przy czym I a reprezentuje te najjaśniejsze (jest także typ I ab - pośredni oraz I a-0 - oznaczający hiperolbrzymy). Tego rodzaju gwiazdy są bardzo rzadkie- jedna na milion gwiazd jest nadolbrzymem. Najbliższym nadolbrzymem jest Canopus (F0Ib) położony 310 lat świetlnych stąd. Innymi przykładami są: Betelgeza (M2Ib), Antares (M1Ib) i Rigel (B8Ia).
- Jasne Olbrzymy
Gwiazdy mające jasność pomiędzy olbrzymami a nadolbrzymami. Przykładem może tu być Sargas (F1II) należy do gwiazdozbioru Strzeleca i Alphard (K3II).
- Olbrzymy
Są to głównie małomasywne gwiazdy przy końcu ich życia, które napuchnęły do rozmiarów olbrzyma. Do tej kategorii zaliczamy także pewne masywne gwiazdy, które są dopiero na drodze do otrzymania statusu nadolbrzyma. Przykładami są: Arktur (K2III), Hadar (B1III) i Aldebaran (K5III).
- Podolbrzymy
Gwiazdy, które dopiero zaczęły ewolucję do statusu olbrzymów lub nadolbrzymów. Przykładem może tu być: Alnair (B7IV) i Muphrid (G0IV).
- Karły
Wszystkie normalne, spalające wodór gwiazdy. Gwiazdy spędzają większą część swojego życia w tej kategorii, zanim przesuną się o rząd wyżej. Gwiazdy klasy O i B tej kategorii są w rzeczywistości bardzo jasne i ogólnie jaśniejsze od większości olbrzymów. Przykładami mogą być: Słońce (G2V), Syriusz (A1V) i Wega (A0V).


5. Znaczenie dzieła Hertzsprunga i Russella
Dla współczesnej astronomii diagram H-R jest niezwykle ważny.
Chociaż jego podstawowa i pierwotna wersja jest bardzo prosta, to na jej podstawie można budować inne diagramy, które pozwalają na określenie wielu własności obserwowanych gwiazd. Oprócz tego można tworzyć diagramy H-R tylko dla niektórych gwiazd. Jeśli wykonamy taki diagram tylko dla gwiazd np. z jednej gromady, nie będziemy musieli znać ich odległości od Ziemi (ponieważ gwiazdy z tej samej gromady są stosunkowo blisko siebie). Gwiazdy należące do jednej gromady mają ten sam wiek, są zbliżone do siebie pod względem budowy itd., a to pozwala na jeszcze dokładniejsze poznanie innych ich właściwości - wystarczy tylko umieć odczytać informacje z odpowiednio przygotowanego diagramu. Jak widać, możliwości wykorzystania diagramu Hertzsprunga - Russella są niezwykle szerokie. I trzeba przyznać, że szybko stał się on jednym z podstawowych narzędzi badania gwiazd.