23.3: Класифікація зірок

Last updated
Save as PDF

Page ID: 56707

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

Чому зірки в сузір'ї Оріона відрізняються кольором?

У цьому поданні Оріона можна побачити, що зірки різних кольорів. Червона зірка у верхньому лівому куті - Бетельгейзе (вимовляється Бет-уль-сік). Синя зірка в правому нижньому куті - Ригель. Нечітка пляма в мечі - туманність Оріона. Туманність буде розглянута в концепті «Зіркоутворення».

Класифікація зірок

При швидкому погляді зірки виглядають однаково. Подивіться уважніше, і ви можете побачити відмінності. Найбільш очевидні відмінності - в розмірах і кольорі.

Колір і температура

Подумайте про змійовику електричної плити, як вона нагрівається. Котушка змінюється в кольорі при підвищенні температури. При першому включенні тепла котушка виглядає чорною. Повітря на кілька сантиметрів над змійовиком починає відчувати себе теплим. У міру того, як котушка стає гарячіше, вона починає світитися тьмяно-червоним кольором. У міру того, як стає ще гарячіше, він стає яскравішим червоним. Далі він виходить помаранчевим. Якщо він стає надзвичайно жарким, він може виглядати жовто-білим або навіть синьо-білим. Як і котушка на плиті, колір зірки визначається температурою поверхні зірки. Щодо прохолодні зірки червоні. Більш теплі зірки помаранчеві або жовті. Надзвичайно гарячі зірки блакитні або синьо-білі.

Зоряні температури вимірюються в градусах Кельвіна. Найнижча температура за шкалою Кельвіна - абсолютний нуль. Це означає, що молекули не мають руху. Кельвін пов'язаний з Цельсієм та Фаренгейтом такими способами:

[°C] = [K] − 273.15

[°F] = [K] × 9/5 − 459.67

Класифікація

Графік яскравості (абсолютної величини) зірок в порівнянні з їх кольором (температурою) зображений нижче (рисунок нижче). Це називається діаграмою Герцшпрунга-Рассела.

Діаграма Герцшпрунга-Рассела відображає світність проти кольору зірки з найгарячішими зірками з лівого боку

Діаграма Герцшпрунга-Рассела відображає світність (абсолютну величину) проти кольору зірок, починаючи від високотемпературних синьо-білих зірок на лівій стороні діаграми до червоних зірок з правого боку низької температури.

Більшість зірок падають по кривій основної послідовності. Зірки в головній послідовності сплавляють водень в гелій в ядрі. Горизонтальна гілка також має безліч зірок. Вони запалюють гелій в серцевині і спалюють водень, що оточує ядро. Інші зірки зустрічаються в інших регіонах.

Розмір об'єкта

Ця діаграма порівнює відносні розміри зірок різної маси.

Відносні розміри зірок різної маси.

На цій ілюстрації (малюнок вище) показані відносні розміри зірок і їх маса порівняно з Сонцем. Червоні карлики менш масивні і набагато менше за розміром, ніж Сонце. Це означає, що вони мають дуже тривалий термін служби. Наше Сонце є досить поширеним типом зірок і має середню тривалість життя. Червоні гіганти - це те, що деякі зірки головної послідовності (як наше Сонце) стають ближче до кінця свого життя. Вони набагато більші за наше Сонце. Надгіганти дуже масивні зірки і більші за наше Сонце, але мають менший радіус, ніж червоні гіганти. Надгіганти мають дуже короткі терміни життя.

Резюме

Зірки класифікуються за кольором, який корелює з температурою. Червоні зірки найкрутіші, а сині - найгарячіші.
Зірки нанесені на діаграмі Герцшпрунга-Рассела.
Зоряні температури знаходяться в континуумі від 2000 К до більш ніж 30 000 К.
Кельвін - це температурний показник, при якому найнижча температура дорівнює абсолютному нулю.

Рецензія

Чому зірки відрізняються кольором?
Куди потрапляє більшість зірок на діаграмі Герцшпрунга-Рассела? Чому?
Чому зірки різного кольору з'являються в одному сузір'ї?
Якщо скупчення зірок все одного кольору, що це може означати?

Дізнатися більше

Використовуйте ресурс нижче, щоб відповісти на наступні питання.

Які унікальні характеристики зірки можна використовувати для її класифікації?
Яка класифікація нашої зірки?
У чому полягала проблема з оригінальною системою класифікації, встановленою для зірок?
Яке число було присвоєно найяскравішим зіркам? Чим характеризувалися зірки пізніше присвоювали букву А? Що означала ця характеристика?
Чому ця характеристика не виявилася дуже хорошим способом вимірювання температури?
Яка поточна класифікація літер, щоб від найгарячішого до найхолоднішого? Що таке мнемонічний пристрій, щоб пам'ятати про це?
Чому температура зірки дійсно важлива річ, яку потрібно знати?
Що ідентифікується на кожній осі діаграми Герцшпрунга-Рассела?

Посилання

Зображення	Довідка	Атрибуції
	[Рисунок 1]	Кредит: люб'язно надано НАСА Джерело: Commons.wikimedia.org/wiki/file:beit_alpha.jpg Ліцензія: Громадське надбання
	[Рисунок 2]	Кредит: люб'язно надано НАСА/GSFC; Надано NASA Джерело: http://imagine.gsfc.nasa.gov/docs/science/know_l2/stars.html; Commons.wikimedia.org/wiki/file:beit_alpha.jpg Ліцензія: Громадське надбання
	[Рисунок 3]	Кредит: люб'язно надано НАСА, ESA та А.Філд (STSCI); люб'язно надано NASA Джерело: http://www.spacetelescope.org/images/opo0505b/; Commons.wikimedia.org/wiki/file:beit_alpha.jpg Ліцензія: Громадське надбання