Діаграма Герцшпрунга-рассела
Діаграма Герцшпрунга - Рассела, для найбільш відомих зірок
Пам'ятайте розділ про види зірок в дитячій енциклопедії? Більшості відома ця картинка: ряд зірок з Сонцем посередині, збільшуються за розміром зліва направо. Це, нехай і в спрощеному вигляді, діаграма Герцшпрунга-Рассела - одна з основоположних класифікаційних астрономічних систем. Подібно до інших популяризувати науковими теоріями, діаграма ГР дала людству куди більше, ніж просто наочну демонстрацію класифікації космічних світил. З її допомогою астрономи змогли впорядкувати один з центральних процесів у Всесвіті - еволюцію зірок.
Шлях до істини
Вивели діаграму Герцшпрунга-Рассела на початку двадцятого століття - переломний період для астрономії. Замість опису космічних об'єктів, протоколювання їх руху і періодичних явищ, астрономи задалися новим питанням - чому все відбувається саме так?
Побудова діаграми стало результатом одним з безлічі логічних експериментів, що проводяться в той час. Американцеві Норрісу Расселу і данцеві Ейнара Герцшпрунг одночасно прийшла в голову ідея. Що буде, якщо вибудувати зірки в одну систему координат, де їх положення по вертикальній осі залежало б від сили світіння, а по вертикальній - від температури? Якби зірки розподілилися по системі рівномірно, ніякого відкриття не було б. Але будь-яке відхилення від порядку показало б закономірність в пристрої світил, що пояснює багато загадок.
Так і сталося. Якщо сила світіння по осі Y буде рости знизу вгору, а температура по осі X - справа наліво, то зірки діляться на три чітко виражені групи - послідовності, як їх називають астрофізики:
- Посередині, з верхнього лівого в нижній правий кут, тягнеться Головна послідовність - ряд звичайних, карликових зірок, складових 90% від кількості зірок у Всесвіті. До них відноситься і наше Сонце. Їх температура прямо пропорційна світності - чим гаряче зірка, тим яскравіше вона горить.
- У верхньому правому куті зібралися світила, які дуже яскраві, але з низькою температурою - на це вказує їх червоний колір. У цій послідовності зібралися зірки гіганти і надгіганти.
- Нижче головної послідовності знаходяться зірки, що нагріваються до блакитного і білого кольорів, а світла випромінюють зовсім небагато. Це - білі карлики.
Поділ на послідовності не було самоціллю створення діаграми. Виявлена закономірність між енергією і випромінюванням зірки, пов'язана з протіканням внутрішнього термоядерного процесу, стала ілюстрацією найбільш наочною динаміки у Всесвіті - еволюції зірок.
Життєвий шлях зірки
Діаграма Герцшпрунга - Рассела
З моменту утворення, зірка в розвитку не стоїть на місці - і в діаграмі Герцшпрунца-Рассела це видно найкраще. Народження, старіння і смерть світила відстежується по діаграмі ГР чіткою лінією, званої «еволюційним треком». Взявши, наприклад, трек нашого Сонця, можна виділити наступні етапи:
- Після народження, близько 90% «життя» зірка розташовується в Головною послідовності - тому до неї і належить найбільше зірок. Термін такого стабільного існування безпосередньо залежить від положення в діаграмі. Чим вище і лівіше зірка, тим яскравіше вона і гаряче - отже, в ній швидше вигорає водень. Зірки нижче - тьмяніше, вони можуть існувати десятками мільярдів років. Сонце тут зайняло «золоту середину». Воно горить вже 5 мільярдів років і буде горіти приблизно стільки ж.
- Що трапиться, коли водень - зоряне паливо - повністю вигорить? У Сонця, як і в інших невеликих зірок, відбувається гравітаційне стиснення - колапс. Так як енергії стає менше, сили тяжіння починають сильніше зживати ядро зірки. Від цього загоряється гелій в ядрі - «попіл» від первинного горіння водню. Сила цього процесу така, що світило розширюється в десятки разів і світиться яскравіше. Але енергія горіння гелію не перевищує енергію водню, і за рахунок збільшення площі, зірка остигає до червоного кольору. Так Сонце перетвориться на червоного гіганта, покинувши Головну послідовність діаграми Герцшпрунга-Рассела заради висот гігантів.
Фотографія червоного надгіганта Бетельгейзе
Трохи історії
чайник Рассела
