Hvězdný diagram statistika nuda je, má však cenné údaje ... náhodný vzorek - skupina osob OJ * • - ■ 1. r • • . * : É 1 . • U !* • • "* 1 • * • m * I t* ■ • -1-I- 0.2 0.3 0.4 O.S 0.6 0.7 0.8 X 600 500 400 300 200 100 0.50 obdobně i ve světě hvězd! 1.00 200 190 170 160 150 140 sportovci na LOH 2016 extrémy dle Guinessovy knihy • • • • *4 *> • • 1.50 2.00 I » _ 9 2.50 3.00 —i-1-1-1-1-1-1- 50 60 70 80 90 100 110 Píl hmotnost 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 Góttingenu, kde toho roku pobýval i Rosenberg 1910- Hans Oswald Rosenberg - 1. graf. podoba HRD, pro Plejády (na doporučení K. Schwarzschilda) Hertzsprung - grafický výstup pro Hyády a Plejády "iSOCb-!ř- 3lf íjá dv "■SOD- ■r— i ■ * > - ílW ' -i * - —i sw —- ác Y ISofl moo * B mag mag 1913 - Henry Norris Russell - vztah mezi zářivým výkonem a teplotou hvězdy z hlediska vývoje hvězd B A F G K M ŕ D i.t ' Q 0 \ *' \ t v" i • \ !>, \' t \ 1 •\ \ > N D 0 ; \ i ' f U F^ŕLUi trim DijfTjmr. fvrrS(Iniili*r i r, Púpilar A d oraním T. líl+l Abnin: !»tUi.lr|.'r ivfUni H\U CANNOtf. Hertzsprungův - Russellův diagram 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 1 1913 - Henry Norris Russell - vztah mezi zářivým výkonem a teplotou hvězdy; stejný výsledek jako Hertzsprung - termíny „obři" a „trpaslíci" "Giant" and u Dwarf>} Stars*. -i We are working at Princeton along several lines—on the photographic determination of the position of the Moon, and on eclipsing variables—both observationally and theoretically ; but I would like to talk now about some studies bearing upon stellar evolution, beginning with the relation between the spectral types of the stars and their real brightness. [Slide shown on screen.] This slide represents graphically the relation between the absolute * An address given at the Meeting of the Royal Astronomical Society, 1913, June 13. probably not really separated in Class T\ These series were first noticed by Dr. Hertzsprung, of Potsdam, and called by him " giant" and " dwarf" stars. All I have done in this diagram is to use more extensive observational material. The dwarf stars, 5 Jh F G K M A O t Oj b 0 \ v' i i • • V • •Ví 1 t N 1 |\ \ i ' su.íhll"* erirei Dijpjmr. ívrriSffniil3*r ir, Tiplar rumpniT, HHi iH, ír,|.HF*iihr. h'tf MIM CANNČW □■Eis \ii.l-ui* HelliekciE O » skifw Mft rLmm F=hhr d titt , * TirillÉMŕ mi'ŕŕn*rif r*"m3l [cmriKji = O Ftrillieŕ ľiur iiľl=r*l [rnri.Hr. O Mirrŕlwŕľr iír im< pít) ZM z fyzikálního hlediska H R diagram = závislost zářivého výkonu na povrchové teplotě hvězd 10s -10 Nízká (záporná) absolutní hvězdná velikost— 5 > > ■■z -n N Vysoká (kladná) absolutní hvězdná velikost +15 10^* Osy HR diagramu 30 000 Efektivní teplota (K) 2 600 Barevný index B A F Q Spektrální třída ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ ^) < 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 bílí trpaslíci; 6.0% podtrpaslíci; 1 0.5% obři a veleobři; 1.0% hlavní posloupnost; 92.5% Četnosti hvězd v okolí Slunce (1000 nejbližších hvězd) -> GAIA'S HERTZSPRUNG-RUSSELL DIAGRAM □j tu TO E TO Ľ3 30000 7000 5000 4000 300 0 Surface temp e ratu re [K] 10 15 n— 0 B _i_ n—r—i— A F G _i_ M Stellar type m. -r- 0 bluer 1 1000D 1000 - 100 h ic 1 0.1 J - 0.01 0X01 -10 30,000 Temperature (Kelvin) 10,000 5000 3000 -5 U 0k Absolute Magnitude +5 +10 h +15 T T 1-1-f- ■' ' ' ■ ..Supergianté. 1 ' Vito ^^^^^'^'^Giants^ Main sequence .r.-,r White dwarfs _i_i_ 10,000 100 H to Luminosity (Sun = 1) H 0.01 B A F G Spectral Class K M Gaia BP-RP colour redder GAIA DR3 14 351 682 hvězd z naší Galaxie (mimo rovinu Galaxie (b >= 30 deg or b <= -30 deg) Internally calibrated DR3 HR density diagram Externally calibrated Wavelength [nm] GBp-GrP Wavelength [nm] fl — A i> +Ů Jů liů Složení BP/RP spekter Modré spektrum - pixely 20-45 (330-680 nm), červené pixely 80-110 (640- 1050 nm) 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 absolutní hvězdná velikost My => 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 spektrální třída O - extrémně zářiví veleobři la - 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 M K G F => 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 OBA F G K M spektrální třída 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\ Dlouhodobé změny \ proměnné hvězdy vývoj hvězd E 30,000 20,000 10,000 5000 3000 Surface Temperature [KJ Stopy hvězdného vývoje v HRD po dobu života hvězdy se mění její místo v HR diagramu proč? změna parametrů hvězdy (poloměr, zářivý výkon, teplota) https://astro.unl.edu/nativeapps/ NAAP Labs - vl.l.msi https://astro.unl.edu/mobile/HRdiaqram/HRdiaqramStable.html https://starinabox.lco.globál/ https://www.edumedia-sciences.com/en/media/920-hr-diaqram MPA 08 BaSTT (w/overshoot) BaSTT 04 Padova 08 4.4 4.2 4 3.8 3.6 log (TVK) 3.4 Core hydrogen burning Core he1iun burn ing Other phases- During this red giant phase, helium is being Iransformed into carbon in the core, while hydrogen burns in 3 spherical shell, Testy hvězdné struktury a vývoje Osamocené hvězdy => oddělené dvojhvězdy: > velmi hmotné hvězdy > hvězdy s nízkou hmotností > planetární systémy, exoplanety Dvojhvězdy a vícenásobné hvězdné soustavy 8 -f-1-1-1-1-1-1-1-1-1-p-1-1-1-1-1-1-1-1— 5500 5000 4500 4000 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! B-V 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 HRD pro hvězdy v blízkosti Slunce I *6 > -a c > f 0 c 3 ö *3 xt < +4 r- Hlavn posloLJpnos HRD pro kulovou hvězdokupu M5 Barevný index ß-V HRD pro otevřenou hvězdokupu x a h Persei HRD pro různé otevřené hvězdokupy HR diagramy pro hvězdokupy s daty GAIA DR2 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 15 Rigel o 0 Canopus 0 Hadar Achemar o Vega 0 a Sírius A Procyon o Capella o o Arcturus - Toliman 3 Slunce • a Cen B - •SiriusB HD 95735 • Barnardova • Proxima • i i BO AO FO GO KO MO spektrální třída Hertzsprungův-Russellův diagram pro nejjasnější hvězdy (prázdné kotoučky) a nejbližší hvězdy (plné kotoučky). ■10 m ZI □ -I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I- £ > 5 < 0 o ■5 E- Bright stars Near stars v 10 E- 15 0 * „ * <■> Sun ^7 V7 <7S 20 ill Hot .........I.........I.........I........ 0.5 1 B--V 1.5 Cbol The H-R diagram of Astronomers Peer reviewed scientific papers (ln(Uriintf 'luriOnol p4ptri in proi;-*»«!i(m hjt (BCIC m!h r<-« plfm) mo !0 I *Pff.JSli-m-:irnl^. T.tj I-......—I—r 4rpBrian '■■!• "Pro! Carl Sag-in Pror MmhiB Hakt Media stars ft (tor Mithe* Mjyer Academic *Pro'Ewrr vdn Dimopit giants *Lc,Hl"art"1 * * + ^ D' Neil ^