私たちの銀河、天の川、宇宙には数十億の銀河に数千億の星があります。科学における重要な手法の1つは、物事をグループに分類または分類し、傾向やパターンを探すことです。天文学者はこれを星で行います。
これまで、星の光度と色、または有効温度について説明してきました。これらをプロットして、恒星天文学で最も有用なプロットの1つであるヘルツシュプルング・ラッセル(またはH-R)図を作成できます。これは、20世紀初頭に図のバージョンを独自に開発したデンマークとアメリカの天文学者にちなんで名付けられました。
H-Rダイアグラムでは、星の光度またはエネルギー出力が縦軸にプロットされます。これは、太陽の光度に対する星の光度の比率として表すことができます。L* / Lsun。天文学者は、星の光度の尺度として光度の歴史的概念も使用します。絶対等級は、10パーセク離れている場合に星がどれだけ明るく見えるかを示す尺度であり、星を簡単に比較することができます。混乱させるために、光度が小さいか負の値であるほど、星は明るくなります。定義上、等級1の星は等級6の星より100倍明るいです。私たちの太陽の絶対等級は+4.8です。
星の有効温度は、H-R図の横軸にプロットされています。ここでの1つの癖は、温度が逆の順序でプロットされ、左側が高温(約30,000〜40,000 K)、右側が低温(約2,500 K)であるということです。実際には、天文学者は実際にはカラーインデックスと呼ばれる量を測定します。これは、2つの異なる色のフィルターを通して測定されたときの星の大きさの差です。負のカラーインデックスを持つ星は青みがかっていますが、より涼しいオレンジまたは赤の星は正のカラーインデックスを持っています。
横軸の3番目に考えられるスケールは、星のスペクトルクラスです。星からの光をスペクトルグラフで分割することにより、そのスペクトルを記録して分析できます。同じサイズ、温度、組成、および他のプロパティは同様のスペクトルを持ち、同じスペクトルクラスに分類されます。星の主なスペクトルクラスは、O(最も暑い)からB、A、F、G、K、M(最も涼しい)の範囲です。私たちの太陽はGクラスです。星。未知の星のスペクトルを選択された標準参照星のスペクトルと比較することにより、その色や有効温度などの豊富な情報を決定できます。
ここで、Hertzsprung-Russell図をプロットすると数千個の最も近い星または最も明るい星は次のように表示されます。
ご覧のとおり、星はプロットにランダムに表示されるのではなく、4つの主要な領域にグループ化されているように見えます。これは、示唆されているように非常に重要です。星の光度と温度の間に何らかの関係があるかもしれないというsts。驚くことではありませんが(実際、高温の星は低温の星よりも単位表面積あたりのエネルギーを放出することがすでにわかっています)、これら4つのグループの存在によって関係は複雑になります。これらをさらに詳しく調べてみましょう。
ほとんどの星はグループAに分類されるようです。これは、右下隅の涼しい薄暗い星から左上隅の暑くて非常に明るい星までの一般的な傾向を示しています。これは、温度と光度の間の予想される関係に適合します。このグループは主系列星と呼ばれるため、その上にある星は主系列星です。私たちの太陽はそのような例の1つです。その他には、αCen、Altair、Sirius、Achernar、Barnardの星が含まれます。
グループBの星は、ほとんどが6,000 K以下ですが、同じ温度の主系列星よりも明るいです。その理由は、これらの星は主系列星よりもはるかに大きいためです。主系列星と同じ1平方メートルあたりのエネルギーを放出しますが、表面積がはるかに大きいため(面積∝半径2)、放出される総エネルギーははるかに大きくなります。これらの星は巨人と呼ばれます。例としては、アルデバランやミラがあります。
グループCの星は、巨人よりもさらに明るいです。これらは、非常に高い光度を持つ最大の星である超巨星です。赤Betelgeuseのような超巨大星は、太陽系の太陽に取って代わった場合、木星の軌道を超えて広がります。
最後の関心のあるグループは、グループDの星です。HR図上のそれらの位置から、次のことがわかります。彼らは非常に暑いが非常に薄暗い。それらは平方メートルあたり大量のエネルギーを放出しますが、光度が低いため、非常に小さくする必要があります。 グループDの星は、実際には白色矮星として知られています。 シリウスBとプロキオンBがその例です。 白色矮星は主系列星よりもはるかに小さく、おおよそ地球の大きさです。 次の図は、各グループの星の例とともにラベル付けされた主なグループを示しています。