Диаграмма спектр-светимость

Спектр светимости

Диаграмма спектр-светимость. Одними из важнейших физических характеристик зари есть температура поверхности и абсолютная звездная величина. С температурой зари однозначно связаны ее спектральный класс и цвет. Абсолютная звездная величина, то есть блеск свойствен заре, если бы она была отнесена на стандартное расстояние в 10 пк, зависит от количества энергии, которое она излучает в пространство из всей поверхности за единицу времени, то есть от ее светимости.

В начале XX ст. датский астроном Е. Герцшпрунг и кое-что позже американский астрофизик Г. Рессел обнаружили зависимость между видом спектра и светимостью звезды. Эту зависимость они иллюстрировали графиком, на котором по одной осе отложены светимость зори (абсолютная звездная величина), а по второй ее спектральный класс (температура). Так появилась диаграмма, которая показывает связь двух звездных параметров, - спектрального класса (температуры) и светимости (абсолютной звездной величины).

Эта диаграмма называется диаграммой спектр-светимости или (в честь обоих ученых) диаграммой Герцшпрунга-Рессела (Г-Р).

Значительная часть звезды на диаграмме Г-Р размещены вдоль диагональной полосы, которая протягивается из верхнего левого угла в нижний правый. Она названа "главной последовательностью", а зори, которые лежат на этой полосе, - "зорями главной последовательности". Отметим, наше Солнце также является зарей главной последовательности и содержится в той ее части, которая отвечает желтым зорям.

Вне главной последовательности справа вверху на диаграмме Г-Р размещенная зона красных гигантов и сверхгигантов. Это холодные зори (приблизительно 3000К), которые имеют намного большие светимости, чем зори с такой же температурой на главной последовательности. Объяснение этого расхождения простое: эти зори имеют большие светимости через большие размеры. Аналогично, разницей в размерах можно объяснить значительно меньше, чем в звезды главной последовательности, светимость группы горячих белых звезды, которое есть в левом нижнем кутье на той же диаграмме. Это - белые карлики, очень плотные и компактные зори размерами в десятки то ли и сотни раз меньше Солнца.

Положение зари в той или другой точке диаграммы Г-Р определяется ее физическими параметрами и стадией эволюции. Было установлено, что зори главной последовательности - это зори, которые находятся в самой стабильной фазе своей жизни, когда в их ядрах происходит синтез атомов гелия из атомов водорода. Эта фаза представляет около 90% жизни любой зари. Именно поэтому большинство звезды принадлежит к главной последовательности. Еще 10% продолжительности своей жизни заря, в зависимости от своей массы, проводит в зоне сверхгигантов, гигантов или субгигантов.

В это время в ее ядре происходят реакции "горения" гелия и следующих ядерных реакций. Дальше, сбрасывая оболочку, заря превращается в белый карлик и перемещается в зону белых карликов. Правда, это касается звезды с массой не больше 6 солнечных масс. Более массивные зори, переживая гравитационный коллапс, или взрываются как Сверхновые, или превращаются в черные дыры. Таким образом диаграмма Г-Р показывает наглядно эволюционный путь звезды, в течение которого они постоянно изменяются, и иногда очень существенно.