Gyorskeresés

A Hertzsprung-Russell-diagram (HRD) 833

A csillagok osztályozása során nagy jelentőségű lépésnek bizonyult, mikor a két névadó csillagász 1905 és 1913 között egyetlen ábrába rajzolta bele az összes ismert csillagot, a legfontosabb mérhető adataikkal:

      

A vízszintes tengelyre a csillag színképosztálya került (O, B, A, F, G, K, M), illetve ami ezzel egyenértékű, a felszínének effektív hőmérséklete, ami meghatározza a csillag fényének színét. Ezért a vízszintes skála kétféle, egyenértékű módon szerepeltethető. Bal oldalon a 25-30 ezer K-es felszíni hőmérsékletű, kékes színű forró csillagok találhatók, míg jobbra a hidegebb felszínű, vörös színűek. (Vegyük észre, hogy a hétköznapi életben a sárgás, vöröses színt nevezzük melegnek, a kéket pedig hidegnek, de a hőmérsékleti sugárzás spektrumában ez pont fordítva van: a legforróbb csillagok kékes színűek, a leghidegebbek pedig vörös illetve infravörös sugárzást bocsátanak ki.)

A függőleges tengelyre pedig a csillag "fényereje" került, amit vagy annak abszolút fényességével adunk meg (magnitúdóban és a Vegához viszonyítva), vagy a luminozitásával (a Naphoz viszonyítva). Mivel a kettő összefügg, ezért a függőleges skála is egyenértékű módon egyikkel vagy másikkal skálázható. A függőleges tengely skálázása - a 10 nagyságrendet átfogó tartomány miatt - természetesen logaritmikus.

A meglepő eredmény az lett, hogy a diagram nagy részére nem került csillag, hanem a csillagok a diagramon néhány foltba (ágakba) rendeződve helyezkedtek el, csoportosulnak.

A csillagok legnagyobb része a HRD-n bal fentről jobbra lefelé húzódó sávban, az ún. főágban (fősorozatban) található. Ennek bal felső végén vannak a kék óriások, középen a Nap, jobbra lent pedig a vörös törpék majd végül a barna törpék.

A HRD balra alső tartományában találhatók a kis fényerejű, de forró (fehér vagy kékes színű) fehér törpék.

A HRD jobb felső részében találhatunk két csoportosulást, a vörös óriások és még feljebb a vörös szuperóriások területét. Ezek viszonylag hideg felszínű (3-6000 K hőmérsékletű), de nagy méretű, ezért sok energiát sugárzó csillagok.

A fősorozat és az óriás ágak közötti üres terület az ún. Hertzsprung-rés, ahol alig találni csillagot.

A HRD "gyéren betöltött" területeire többféle magyarázat adható:

  • Olyan állapotba egyáltalán nem kerülnek csillagok a fejlődésük során soha.
  • Olyan állapotban viszonylag kevés időt töltenek el az életük során. Például az 1 naptömegű (átlagosnak tekinthető) csillagok kb. 10 milliárd éven át vannak ugyanott a HRD-n. De egy olyan állapot, amelyben csak 10 millió évig van egy csillag a fejlődéstörténetében, olyannál hiába islenne ugyanannyi belőlük, mint a naptömegűekből, csak 1000-szer kevesebb lenne "épp most" abban az állapotban.
  • Olyan állapotba annyira sok milliárd év múlva jut el egy csillag, hogy az Univerzum 13,7 milliárd éves kora miatt még egyetlen csillagnak sem volt ideje "odáig" fejlődni.

Az eredeti HRD-n csak a látható fény tartományában, és a kor technikai színvonalán (100 évvel ezelőtti érzékenységű műszerekkel) megfigyelhető csillagok voltak. Emiatt a barna törpék, a rájuk jellemző gyenge fényerő (annak is nagy része infravörös, és csak kevés látható vörös) sugárzás miatt nem is szerepel a HRD-n. Ahogy a rádióhullámot, röntgent vagy gammasugárzást kibocsátó objektumok sem (neutroncsillagok, fekete lyukak).

Később kiderült, hogy a csillagok tömege és mérete (sugara) szorosan összefügg a luminozitásukkal és a hőmérsékletükkel, ezért a HRD-n balra felfelé irányba nő a tömeg, és jobbra felfelé nő a csillag mérete:

Ezért szokás egyenes vonalakkal berajzolni például a méretet M napsugár egységben, ahogy ez a következő ábra jobb oldali függőleges tengelyén látható. A skálázás logaritmikus, vagyis az azonos távolságra lévő szaggatott vonalak között nem a tömegkülönbség, hanem a tömegarány azonos; a következő szaggatott vonal mindig 10-szer nagyobb tömeget jelent: 

Vagy egyszerűen szimbolizálni a körök méretével a csillag méretét: