Hertzsprungin–Russellin kaavio
Hertzsprung-Russell-diagrammi on monien tähtien kuvaaja. Se osoittaa tähtien valovoiman (eli kuinka kirkkaita ne ovat) ja lämpötilan (kuinka kuumia ne ovat) välisen suhteen. Nämä diagrammit eivät ole kuvia tai karttoja tähtien sijainnista. Pikemminkin Hertzsprung-Russell-diagrammit piirtävät jokaisen tähden kuvaajaan, jossa mitataan tähden kirkkautta suhteessa sen lämpötilaan. Hertzsprung-Russell-diagrammeja kutsutaan myös H-R-diagrammeiksi tai HRD-diagrammeiksi.
Oikealla on esimerkki Hertzsprung-Russell-kaaviosta. Tämä kaavio perustuu Linnunratagalaksimme 23 000 tähden mittauksiin. Hertzsprung-Russell-diagrammi on nimetty sen luojien, tähtitieteilijöiden Ejnar Hertzsprungin ja Henry Norris Russellin mukaan.
Hertzsprung-Russell-diagrammi Richard Powellin luvalla.
Toinen, ehkä helpommin ymmärrettävä näkemys
Tähtien kehityskaari H-R-diagrammissa: Aurinko = 1
Hertzsprung-Russell-diagrammin piirtäminen
Hertzsprung-Russell-diagrammin pystyakseli osoittaa tähtien valovoiman tai kirkkauden, ikään kuin ne olisi mitattu samalta etäisyydeltä. Toinen termi tälle on absoluuttinen magnitudi. Mitä kirkkaampi tähti on, sitä korkeammalla sen kuvaaja on tässä diagrammissa.
Vaaka-akselilla näkyy tähtien pintalämpötila. Lämpötilat kuitenkin laskevat, eivät nouse, kun siirryt oikealle. Toisin sanoen kaavion vasemmalla puolella on tähtiä, joiden lämpötilat ovat korkeimmat (yli 30 000 kelviniä), kun taas oikealla puolella on tähtiä, joiden lämpötila on vain 3000 K.
Yleisesti ottaen tähden lämpötila liittyy sen väriin. Taulukon yläosassa on lämpötilojen ohella spektriluokat. Kuumimmat tähdet ovat sinivalkoisia (O-luokka), keskilämpötilassa olevat tähdet ovat keltaisia (G-luokka) ja viileimmät tähdet ovat punaisia (M-luokka). (Kun sanomme tähdistä "viileimmät", on tietysti ymmärrettävä, että tähden alin lämpötila on lähes 5000 celsiusastetta).
Kun Hertzsprung-Russell-diagrammit kehitettiin 1900-luvun alussa, tähtitieteilijät eivät itse asiassa tienneet, miten tähden lämpötila voitaisiin määrittää. Ensimmäisissä kaavioissa esitettiin tähtien absoluuttinen magnitudi (jossa yhden lisääminen merkitsi kirkkauden pienenemistä noin kaksi ja puoli kertaa) ja väri, jota edustivat spektriluokat sinivalkoisesta punaiseen.
Alueet, joilla on paljon tähtiä
Kuten näet, tähdillä on taipumus sijoittua vain tietyille alueille diagrammissa, kun ne on piirretty tällä tavalla. Kaikilla Hertzsprung-Russell-diagrammin tietyllä alueella olevilla tähdillä on samanlainen valovoima ja lämpötila. Pääalue, jolla tähdet esiintyvät, on diagonaalinen kaareva viiva, joka kulkee vasemmasta yläkulmasta (kuuma ja kirkas) oikeaan alakulmaan (viileämpi ja vähemmän kirkas). Tätä kutsutaan pääjaksoksi. Pääjakson yläpuolella on toinen alue, joka sisältää punaisia jättiläisiä. Sen alapuolella on kaareva viiva, joka edustaa valkoisia kääpiöitä.
Nämä kirkkauden ja lämpötilan mukaan jaotellut tähtien kokoelmat ovat tärkeitä, kun puhutaan tähtien kehityksestä. Yleisesti ottaen tähdet syntyvät pääjaksossa. (Kun sanomme "pääjaksossa", tarkoitamme tietysti oikeastaan sitä, että "niiden kirkkaus ja lämpötila ovat sellaiset, että ne voidaan sijoittaa Hertzsprung-Russell-diagrammissa pääjaksoon".) Miljardien vuosien kuluttua ne laajenevat punaisiksi jättiläisiksi. Sitten, vielä yhden tai kahden miljardin vuoden kuluttua, ne kutistuvat valkoisiksi kääpiöiksi.
Vasta 1930- ja 1940-luvuilla tiedemiehet alkoivat ymmärtää ydinfuusion roolin Auringon kaltaisten tähtien luomisessa ja ylläpitämisessä. Nykyään Hertzsprung-Russell-diagrammeja käytetään, kun oppilaille esitellään kuvien avulla tähtien kehitystä. Niitä ei enää juurikaan käytetä uusien tieteellisten teorioiden kehittämiseen.
Hertzsprung-Russell-diagrammissa Aurinkomme on piirretty hyvin lähelle pääjaksomme keskiosaa luminositeetin 1 ja lämpötilan 5780 K leikkauspisteeseen. Aurinko kuuluu siis luokkaan G eli on "keltainen tähti").
Kysymyksiä ja vastauksia
K: Mikä on Hertzsprung-Russell-diagrammi?
A: Hertzsprung-Russell-diagrammi on monien tähtien kuvaaja, joka osoittaa tähtien valovoiman ja lämpötilan välisen suhteen.
K: Ovatko Hertzsprung-Russell-diagrammit kuvia vai karttoja siitä, missä tähdet sijaitsevat?
V: Ei, Hertzsprung-Russell-diagrammit eivät ole kuvia tai karttoja siitä, missä tähdet sijaitsevat. Niissä esitetään kukin tähti kuvaajassa, jossa mitataan tähden kirkkautta suhteessa sen lämpötilaan.
K: Millä nimellä Hertzsprung-Russell-diagrammeja myös kutsutaan?
V: Hertzsprung-Russell-diagrammeja kutsutaan myös H-R-diagrammeiksi tai HRD-diagrammeiksi.
K: Kuinka monta tähteä käytettiin tekstissä esitetyn Hertzsprung-Russell-diagrammin luomisessa?
V: Tekstissä oleva kaavio perustuu Linnunratagalaksimme 23 000 tähden mittauksiin.
Kysymys: Ketkä olivat Hertzsprung-Russell-diagrammin luojat?
V: Hertzsprung-Russell-diagrammi on nimetty sen luojien, tähtitieteilijöiden Ejnar Hertzsprungin ja Henry Norris Russellin mukaan.
K: Mitä Hertzsprung-Russell-diagrammi mittaa kunkin tähden kohdalla?
V: Hertzsprung-Russell-diagrammi mittaa kunkin tähden kirkkautta tai valovoimaa suhteessa sen lämpötilaan.
K: Mikä on Hertzsprung-Russell-diagrammin merkitys?
V: Hertzsprung-Russell-diagrammi on merkittävä, koska sen avulla tähtitieteilijät voivat luokitella tähtiä niiden lämpötilan ja valovoiman perusteella, ja se antaa myös vihjeitä tähden iästä ja kehitysvaiheesta.
