(5 оценок, среднее: 4,80 из 5)
Загрузка...
Учебная работа. Доклад: Диаграмма Герцшпрунга—Рассела
Звезды бывают огромного количества типов. Есть звезды, поперечник которых в 30 раз превосходит поперечник Солнца, и есть звезды размером всего только с большенный земной город. Есть звезды так жаркие, что главный цвет в диапазоне их излучения — фиолетовый, и есть звезды так «прохладные», что даже красный свет в их диапазоне выражен очень меркло. В XIX веке в астрономии произошел перелом — ученые стали сходить с накатанного пути традиционной астрономии («Где это, и как и куда оно движется?») и перебегать на рельсы астрофизики («Что это, и как оно устроено?»). одной из первоочередных задач на этом пути стала задачка хотя бы наружного упорядочивания систематизации наблюдаемых во Вселенной звезд. Это и привело к независящему созданию 2-мя астрофизиками диаграммы, которую сейчас принято в их честь именовать диаграммой Герцшпрунга—Рассела (либо, сокращенно, «диаграммы ГР»).
Диаграмма ГР — как это часто бывает в науке — была фактически сразу разработана 2-мя учеными, совсем без помощи других работавшими на 2-ух различных материках. Генри Норрис Рассел— один из огромнейших американских астрологов начала XX века — долгие годы интересовался неувязкой описания актуального цикла звезд и, судя по всему, пришел к главный идее диаграммы еще в 1909 году, но работа с ее представлением была размещена только в 1913 году. Датчанин Эйнар Герцшпрунг пришел к этим же выводам, что и Рассел, несколькими годами ранее собственного южноамериканского коллеги, но размещены они были (в 1905-м и 1907 годах) в узкоспециализированном «Журнальчике научной фото» (Zeitschrift für Wissenschaeftliche Photographie), издающемся к тому же на германском языке, и публикация эта сначала просто осталась незамеченной астрологами. Потому прямо до середины 1930-х годов эту диаграмму принято было именовать просто «диаграммой Рассела», пока не был найден случившийся случай, опосля что датчанину было воздано подабающее, и сейчас диаграмма носит имена обоих ученых.
Диаграмма ГР представляет собой график, на котором по вертикальной оси отсчитывается светимость (интенсивность светового излучения) звезд, а по горизонтальной — наблюдаемая температура их поверхностей. Оба этих количественных показателя поддаются экспериментальному измерению при условии, что понятно расстояние от Земли до соответственной звезды. Чисто исторически сложилось так, что по горизонтальной оси х температуру поверхности звезд откладывают в оборотном порядке: другими словами, чем жарче звезда, тем левее она находится; это незапятнанная условность, и я не вижу смысла в том, чтоб ее дискуссировать и оговаривать. Смысл же всей диаграммы ГР состоит в том, чтоб нанести на нее как можно больше экспериментально наблюдаемых звезд (любая из которых представлена соответственной точкой) и по их расположению найти некоторые закономерности их распределения по соотношению диапазона и светимости.
Выясняется, что это распределение носит никак не случайный нрав: по соотношению диапазона со светимостью звезды делятся на три довольно строгие группы либо, как принято их именовать в астрофизике, «последовательности». Из верхнего левого угла в правый нижний тянется так именуемая основная последовательность. К ней относится, а именно, и наше солнце. В высшей части главной последовательности размещены самые калоритные и жаркие звезды, а справа понизу — самые мерклые и, как следствие, долгоживущие.
Раздельно — правее и выше — размещена группа звезд с весьма высочайшей светимостью, не пропорциональной их температуре, которая относительно мала — это так именуемые красноватые звезды-гиганты и сверхгиганты. Эти большие звезды, условно говоря, светят, но не греют. Ниже и левее главной последовательности размещены лилипуты — группа относительно маленьких и прохладных звезд. Снова отметим, что подавляющее большая часть звезд относится к главной последовательности, и энергия в их появляется методом термоядерного синтеза гелия из водорода (см. Эволюция звезд).
По сути, три этих последовательности на диаграмме ГР строго соответствуют трем шагам актуального цикла звезд. Красноватые гиганты и сверхгиганты в правом верхнем углу — это доживающие собственный век звезды с до максимума раздувшейся наружной оболочкой (через 6,5 миллиардов. лет таковая участь поймет и наше Солнце — его наружная оболочка выйдет за границы орбиты Венеры). Они источают в место приблизительно то же количество энергии, что и звезды основного ряда, но, так как площадь поверхности, через которую излучается эта энергия, превосходит площадь поверхности юный звезды на несколько порядков, сама поверхность гиганта остается относительно прохладной.
В конце концов, обратимся к левому нижнему углу диаграммы ГР: тут мы лицезреем так именуемых белоснежных карликов (см. Предел Чандрасекара). Это весьма жаркие звезды — но весьма маленькие, размером, обычно, не больше нашей Земли. Потому, излучая в космос относительно незначительно энергии, они, из-за очень незначимой (на фоне остальных звезд) площади их поверхностной оболочки, сияют в довольно ярчайшем диапазоне, так как она оказывается довольно высокотемпературной.
Совершенно, по диаграмме Герцшпрунца—Рассела можно проследить весь актуальный путь звезды. Поначалу звезда главной последовательности (схожая Солнцу) конденсируется из газо-пылевого облака (см. догадка образования звезд из туманностей) и уплотняется до сотворения давлений и температур, нужных для разжигания первичной реакции термоядерного синтеза, и, соответственно возникает кое-где в главный последовательности диаграммы ГР. Пока звезда пылает (припасы водорода не исчерпаны), она так и остается (как на данный момент Солнце) на собственном месте в главный последовательности, фактически не смещаясь. Опосля того, как припасы водорода исчерпаны, звезда поначалу перегревается и раздувается до размеров красноватого гиганта либо сверхгиганта, отправляясь в правый верхний угол диаграммы, а потом остывает и сжимается до размеров белоснежного лилипута, оказываясь слева понизу.
***
ГенриНоррисРАССЕЛ
Henry Norris Russell, 1877–1957
Южноамериканский астрофизик. Родился в Ойстер-Бэй (штат Нью-Йорк) в семье пресвитерианского священника. Обучался в Принстонском институте, где сменил собственного учителя К. Юнга на должностях доктора астрономии и директора местной обсерватории, которые занимал прямо до 1947 года. Длительное время Рассел занимался исследованием связи меж спектрами звезд и их светимостью с целью разобраться в том, как эволюционируют светила. В 1913 году — независимо от Герцшпрунга — выстроил диаграмму, связывающую спектральные свойства и светимость звезд (которая сейчас и именуется диаграммой Герцшпрунга — Рассела) по результатам исследования снимков, приобретенных им на фотопластинках в обсерватории Принстонского института. Как досадно бы это не звучало, ученый вывел из приобретенной диаграммы неверное заключение о том, что звезды возникают на свет в виде бардовых гигантов и с течением времени вырождаются в белоснежных карликов.
Эйнар ГЕРЦШПРУНГ
Ejnar Hertzsprung, 1873–1967
Датский астролог. Родился в местечке Фредериксборг близ Копенгагена. Обучался в Копенгагенском политехническом институте, получил специальность инженера-химика. По окончании института (1898) в течение 3-х лет работал в Петербурге. Возвратившись на родину, начал учить астрономию, сразу проводил фотографические наблюдения в обсерватории Копенгагенского института и маленькой обсерватории «Урания». Его исследования произвели воспоминание на директора Потсдамской обсерватории К. Шварцшильда, который пригласил Герцшпрунга поначалу в Гёттингенский институт, а потом в Потсдамскую обсерваторию (1909). С 1919 года Герцшпрунг работал в Лейденской обсерватории, в 1935 году стал ее директором. Выйдя в отставку, возвратился в Данию и продолжил исследования в обсерватории в Брорфельде. Образование фотохимика позволило ученому создать неповторимую для тех лет технологию расчета светимости звезд по их фотоизображениям. Сопоставив приобретенные результаты с данными о диапазонах исследуемых звезд, Герцшпрунг и пришел к собственной систематизации звезд, согласно которой они разделяются на гигантов, карликов и главный ряд.
]]>