o estrelas são os motores físicos mais incríveis do universo. Eles irradiam luz e calor e criam elementos químicos em seus núcleos. No entanto, quando os observadores olham para eles no céu noturno, tudo o que vêem são milhares de pontos de luz. Alguns parecem avermelhados, outros amarelos ou brancos ou até azuis. Essas cores, na verdade, dão pistas sobre as temperaturas e idades das estrelas e onde elas estão em sua vida útil. Astrônomos "classificar" as estrelas por cores e temperaturas, e o resultado é um gráfico famoso chamado Diagrama de Hertzsprung-Russell. O diagrama H-R é um gráfico que todo aluno de astronomia aprende desde cedo.
Aprendendo o diagrama H-R básico
Geralmente, o diagrama H-R é um "gráfico" de temperatura vs. luminosidade. Pense em "luminosidade" como uma maneira de definir o brilho de um objeto. A temperatura é algo que todos conhecemos, geralmente como o calor de um objeto. Ajuda a definir algo chamado de estrela classe espectral, que os astrônomos também descobrem estudando
os comprimentos de onda da luz que vêm da estrela. Assim, em um diagrama H-R padrão, as classes espectrais são rotuladas das estrelas mais quentes às mais frias, com as letras O, B, A, F, G, K, M (e fora para L, N e R). Essas classes também representam cores específicas. Em alguns diagramas HR, as letras são organizadas na linha superior do gráfico. Estrelas azuis e brancas quentes ficam à esquerda e as mais frias tendem a ficar mais voltadas para o lado direito do gráfico.O diagrama H-R básico é rotulado como o mostrado aqui. A linha quase diagonal é chamada a sequência principal. Quase 90% das estrelas do universo existem nessa linha ao mesmo tempo em suas vidas. Eles fazem isso enquanto ainda estão fundindo hidrogênio com hélio em seus núcleos. Eventualmente, eles ficam sem hidrogênio e começam a fundir hélio. É quando eles evoluem para se tornarem gigantes e supergigantes. No gráfico, essas estrelas "avançadas" acabam no canto superior direito. Estrelas como o Sol podem seguir esse caminho e, finalmente, encolher para se tornar anãs brancas, que aparecem na parte inferior esquerda do gráfico.
Os cientistas e a ciência por trás do diagrama H-R
O diagrama H-R foi desenvolvido em 1910 pelos astrônomos Ejnar Hertzsprung e Henry Norris Russell. Os dois homens estavam trabalhando com espectros de estrelas - isto é, estavam estudando a luz das estrelas usando espectrógrafos. Esses instrumentos dividem a luz em seus comprimentos de onda componentes. A maneira como os comprimentos de onda estelares aparecem fornece pistas para os elementos químicos na estrela. Eles também podem revelar informações sobre a temperatura, o movimento no espaço e a força do campo magnético. Ao plotar as estrelas no diagrama H-R de acordo com suas temperaturas, classes espectrais e luminosidade, os astrônomos podem classificar as estrelas em seus diferentes tipos.
Hoje, existem versões diferentes do gráfico, dependendo das características específicas que os astrônomos desejam mapear. Cada gráfico tem um layout semelhante, com as estrelas mais brilhantes se estendendo para cima e virando para o canto superior esquerdo, e algumas nos cantos inferiores.
A linguagem do diagrama H-R
O diagrama H-R usa termos que são familiares a todos os astrônomos, por isso vale a pena aprender a "linguagem" do gráfico. A maioria dos observadores provavelmente já ouviu o termo "magnitude" quando aplicada a estrelas. É uma medida de o brilho de uma estrela. No entanto, uma estrela pode aparecer brilhante por alguns motivos:
- Poderia ser bastante próximo e, portanto, parecer mais brilhante do que um mais distante
- Poderia ser mais brilhante porque é mais quente.
Para o diagrama H-R, os astrônomos estão interessados principalmente no brilho "intrínseco" de uma estrela - ou seja, seu brilho devido à sua quente temperatura. É por isso que a luminosidade (mencionada anteriormente) é plotada ao longo do eixo y. Quanto mais maciça a estrela é, mais luminosa é. É por isso que as estrelas mais quentes e brilhantes são traçadas entre os gigantes e supergigantes no diagrama H-R.
A temperatura e / ou classe espectral são, como mencionado acima, derivadas observando a luz da estrela com muito cuidado. Escondidos em seus comprimentos de onda, há pistas sobre os elementos que estão na estrela. O hidrogênio é o elemento mais comum, como mostra a o trabalho da astrônoma Cecelia Payne-Gaposchkin No início dos anos 1900. O hidrogênio é fundido para produzir hélio no núcleo, e é por isso que os astrônomos também veem o hélio no espectro de uma estrela. A classe espectral está intimamente relacionada à temperatura de uma estrela, razão pela qual as estrelas mais brilhantes estão nas classes O e B. As estrelas mais legais estão nas classes K e M. Os objetos mais legais também são escuros e pequenos, e até incluem anãs marrons.
Uma coisa a ter em mente é que o diagrama H-R pode nos mostrar em que tipo de estrela uma estrela pode se tornar, mas não necessariamente prevê quaisquer alterações em uma estrela. É por isso que temos astrofísica - que aplica as leis da física à vida das estrelas.