Hvězdný diagram
statistika nuda je, má však cenné údaje …
náhodný vzorek – skupina osob
obdobně i ve světě hvězd !
sportovci na ZOH 2018
Trocha historie
1889 – Carl Vilhelm Ludvig Charlier – 1. tabulka
1905 – Ejnar Hertzsprung – studium hvězd známých absolutních hv. velikostí
a sp. tříd – pro červené hvězdy konstatoval rozdíly ve hv. vel. (sp. třída
byla stejná) – jasnější hvězdy označil za „velryby mezi rybami“
výstup jen tabulka! - graf pro Plejády z roku 1906 nepublikoval
1909 – Karl Schwarzschild – pozval EH do Göttingenu, kde toho
roku pobýval i Rosenberg
1910 – Hans Oswald Rosenberg – 1. graf. podoba HRD,
pro Plejády (na doporučení K. Schwarzschilda)
1911 – Hertzsprung – grafický výstup
pro Hyády a Plejády
mag
Hyády
λ
mag
Plejády
1913 - Henry Norris Russell - vztah mezi zářivým výkonem
a teplotou hvězdy; stejný výsledek – termíny „obři“ a „trpaslíci“;
výstupem diagram – závislost mezi absolutní hvězdnou
velikostí a spektrální třídou hvězd
Absolutní hvězdná velikost - mírou zářivého výkonu hvězd,
spektrální třída souvisí s povrchovou teplotou hvězd => z fyzikálního hlediska
HR diagram = závislost zářivého výkonu na povrchové teplotě hvězd
Hertzsprungův-Russellův diagram
Na scéně jsou obři a trpaslíci
významná místa v HRD:
hlavní posloupnost - nejvíce hvězd (přes
90 %) - pás, který probíhá od horkých
a zářivých hvězd k chladným hvězdám
s malým výkonem
obři (červení obři) a veleobři - relativně
nízké povrchové teploty, vysoké
výkony
bílí trpaslíci - malé zářivé výkony, vysoké
povrchové teploty
červení trpaslíci - hvězdy spektr. tříd K a M
s malým zářivým výkonem
Četnosti hvězd v okolí Slunce (1000 nejbližších hvězd)
hlavní
posloupnost;
92,5%
bílí trpaslíci;
6,0% obři a
veleobři;
1,0%
podtrpaslíci;
0,5%
Luminozitní třídy - Morganova-Keenanova (MK) klasifikace
• nejprve 1943 Morgan, Keenan, Kellman(ová) (MKK)
• 1953 revize – Morgan, Keenan (MK)
•zjemnění spektrální klasifikace hvězd
• určují se podle profilu spektrální čar ionizovaných prvků, citlivých na tlak
v atmosféře
=> spektrální typ - informace o povrchové teplotě hvězdy
luminozitní třída – informace o tlaku v atmosféře hvězdy
Značení: přidává se ke spektr. typu
(a podtypu) - římské číslice a příp.
písmena - např. K2 III
0 – extrémně zářiví veleobři
Ia – jasní veleobři - Betelegeuse
Ib – (normální) veleobři - Antares
II – jasní obři (nadobři) - Canopus
III – (normální) obři - Aldebaran
IV – podobři - Procyon
V – hvězdy hlavní posloupnosti - Slunce
VI (sd) – podtrpaslíci – Kapteynova hvězda
(např. sdB5 nebo B5VI)
VII (D) – bílí trpaslíci – Sírius B (např.
červení, hnědí trpaslíci
=> spektrální typ - informace o povrchové teplotě hvězdy
luminozitní třída – informace o tlaku v atmosféře hvězdy
=> spolu spektr. typ + lum. třída
=> rámcová informace o velikosti hvězdy
HRD = nejdůležitější astrofyzikální diagram
• odhad vzdálenosti hvězdy – z pozorované hvězdné velikosti a spektra
(spektr. třídy a typu (umístění v HRD – hlavní posloupnost, obři, trpaslíci...));
z HRD odečtená absolutní hvězdná velikost a pozorovaná hvězdná velikost
=> vzdálenost
• výzkum hvězdokup – např. stáří
hvězdokup nebo určení vzdálenosti
hvězdokupy od Země
• test platnosti teorií stavby
a vývoje hvězd
Otázky k diskusi:
Má hvězda stabilní místo v HRD nebo
se mění?
Proč?
Krátkodobé změny?
proměnné hvězdy
Dlouhodobé změny?
http://astro.unl.edu/naap/hr/hr.html
http://spiff.rit.edu/classes/phys230/lectures/star_age/evol_hr.swf
https://starinabox.lco.global/
http://leo.astronomy.cz/sclock/sclock.html
Stopy hvězdného vývoje v HRD
po dobu života hvězdy se mění její místo v HR diagramu
proč?
změna parametrů hvězdy (poloměr, zářivý výkon, teplota)
Testy hvězdné struktury a vývoje
Osamocené hvězdy => oddělené dvojhvězdy:
 velmi hmotné hvězdy
 hvězdy s nízkou hmotností
 planetární systémy, exoplanety
Dvojhvězdy a vícenásobné hvězdné soustavy
Barevný diagram
= obdoba (náhražka HRD)
- místo spektrální třídy barevný index,
- místo absolutní hvězdné velikosti pozorovaná
hvězdná velikost,
Jen pro hvězdy v cca stejné vzdálenosti od nás!
Důvod – nelze pořídit spektra hvězd s rozlišením pro spektrální klasifikaci
- měření barevného indexu (míry povrchové teploty hvězd) z fotometrie
využití – určení vzdálenosti hvězdokup, stáří hvězdokup
postup – sestrojíme barevný diagram pro hvězdokupy se známou vzdáleností
=> na svislé ose přímo absolutní hvězdné velikosti
- sestrojíme ve stejném měřítku „normální“ barevný diagram s pozorovanými hvězdnými
velikostmi na svislé ose pro jinou hvězdokupu
- ztotožníme-li hlavní posloupnosti hvězdokup => rozdíl stupnic pozorovaných a absolutních
hvězdných velikostí hvězdokup (posun ve svislém směru) = modul vzdálenosti druhé
hvězdokupy => její vzdálenost
M67 (NGC 2682)
HRD pro hvězdy v blízkosti Slunce
HRD pro otevřenou hvězdokupu χ a h Persei
HRD pro kulovou hvězdokupu M5
HRD pro různé otevřené hvězdokupy
HR diagramy pro hvězdokupy s daty GAIA DR2
Otevřené hvězdokupy
Kulové hvězdokupy ?
HR diagram = klamný obraz světa hvězd
silně se uplatňuje výběrový efekt!
velmi zářivé hvězdy - pozorovatelné zdaleka x slabé jen v bezprostředním okolí
Slunce
=> velké zastoupení obrů, veleobrů a hvězd z horního konce hlavní posloupnosti
x
červených a bílých trpaslíků relativně málo
Hertzsprungův-Russellův diagram pro nejjasnější hvězdy (prázdné kotoučky) a nejbližší hvězdy (plné kotoučky).