Диаграмма Герцшпрунга — Рассела [спектр-светимость]

см. также: Виды звёзд

В начале XX в. датский астроном Э. Герцшпрунг и американский астрофизик Г. Рассел установили одну из за­висимостей характеристик звёзд и представили её в виде диаграммы, носящей их имена.

На горизонтальной оси диаграммы Герцшпрунга — Рас­села (диаграмма Г—Р) откладывают температуру звезды, а на вертикальной — её светимость в солнечных единицах. Каж­дой звезде на диаграмме отвечает вполне определённая точка. Обычно говорят, что место на диаграмме занимает звезда, а не соответствующая ей точка, и при обсуждении эволюции звёзд пишут: «звезда движется по диаграмме», подразумевая при этом, что в процессе эволюции звезды из-за изменений температуры и светимости звезды меняется положение соот­ветствующей точки на диаграмме Герцшпрунга — Рассела.

Некоторые особенности спектров позволяют определить, имеем ли мы дело со звездой главной последовательности, белым карликом, гигантом или сверхгигантом. Так, белые кар­лики обладают спектром с очень широкими спектральными линиями, напротив, у гигантов и сверхгигантов линии узкие и очень узкие. Эти и некоторые другие особенности спектров дают возможность сразу поместить наблюдаемую звезду в нуж­ную область диаграммы.

Сопоставление только двух характеристик позволило выделить несколько обособленных групп звёзд. Если учесть, что в этих группах закономерно изменяются и другие харак­теристики (например, вдоль главной последовательности сле­ва направо уменьшаются массы и радиусы звёзд), то становит­ся ясным, что звезды в этих группах обладают одинаковым строением.

Строя диаграммы Герцшпрунга — Рас­села для отдельных групп звёзд, о кото­рых известно, что они возникли одновременно, появляется возможность исследовать эволюцию звёзд.

Если бы между светимостями звёзд и их температурами не было никакой зависимости, то звезды располагались бы на ди­аграмме Герцшпрунга — Рассела беспорядочно, однако боль­шинство звёзд сконцентрировано на диаграмме в узкой поло­се, идущей от левого верхнего угла (звезды высокой темпера­туры и большой светимости) к правому нижнему (звезды низ­кой температуры и малой светимости). Эта полоса называет­ся главной последовательностью, а находящиеся на ней звез­ды — звёздами главной последовательности или нормальны­ми звёздами.

В месте, отмеченном вертикальной чертой, глав­ная последовательность делится на верхнюю и нижнюю час­ти. Звезды нижней части называются жёлтыми или красны­ми карликами в зависимости от их температуры. Солнце — ти­пичный жёлтый карлик. Материал с сайта http://wiki-what.com

Выше главной последовательности в области температур, меньших 6000 K, расположена полоса красных гигантов (светимостью 10²—10³ L_☉ и радиусом 10— 60 R_☉) и красных сверхгигантов (светимостью 10⁴ L_☉ и радиу­сом 200—3000 R_☉). Звёзды горячие (T ≈ 30 000 K) и яркие (L ≈ 10⁴L_☉) называются белыми сверхгигантами, они занима­ют верхнюю часть главной последовательности.

В левом нижнем углу (T ≈ 10 000 K, L ≈ 10⁴L_☉ и R ≈ 0,01R_☉) расположены белые карлики. Первый белый карлик был от­крыт в конце XIX в. Это был невидимый в небольшой теле­скоп спутник Сириуса — самой яркой звезды нашего неба. Он был назван белым карликом за свои малые размеры: его ди­аметр примерно равен диаметру Земли, зато масса мало отли­чается от массы Солнца. Впоследствии было открыто большое количество таких звёзд, все они получили название белых кар­ликов.