по астрономии на тему: Диаграмма «спектр-светимость» Выполнила учитель физики СШ3 г.Запорожье Карпова Лариса Борисовна

Содержание Диаграмма Герцшпрунга – Ресселла Диаграмма «спектр-светимость» Диаграмма и внутреннее строение звезд Светимость и размер звезд Зависимость «масса-светимость» и эволюцияЗависимость «масса-светимость» и эволюция Эволюция звезд типа Солнца Эволюция звезд большой массы Эволюция красных карликов

Диаграмма Герцшпрунга - Ресселла В 1905г Эйнар Герцшпрунг ( , Голландия) установил зависимость светимости звезд с их спектральными классами, сопоставляя данные наблюдений. В 1913г Генри Норрис Рессел ( , США) также установил данную зависимость и представил ее графически. Зависимость «спектр-светимость» носит название диаграммы Герцшпрунга- Рессела.

Диаграмма «спектр-светимость» Главная последовательность: - это последовательность звезд разной массы. Самые большие (голубые гиганты) расположены в верхней части, а самые маленькие звезды – карлики – в нижней части главной последовательности - это нормальные звезды похожие на Солнце в которых водород сгорает в термоядерной реакции. Красные гиганты и сверхгиганты располагаются над главной последовательностью справа, белые карлики – под ней слева, поэтому начало левой части главной последовательности представлена голубыми звёздами с массами ~50 солнечных, конец правой красными карликами с массами ~0.08 солнечных. Существование главной последовательности связано с тем, что стадия горения водорода составляет ~90 % времени эволюции большинства звёзд. Диаграмма показывает зависимость между абсолютной звёздной величиной, светимостью, спектральным классом и температурой поверхности звезды.

Диаграмма и внутреннее строение звезд Около 90 % звёзд находятся на главной последовательности. Их светимость обусловлена ядерными реакциями превращения водорода в гелий. Выделяется также несколько ветвей проэволюционировавших звёзд гигантов, в которых происходит горение гелия и более тяжёлых элементов. В левой нижней части диаграммы находятся полностью проэволюционировавшие белые карлики.

Светимость и размер звезд По распределению звезд в соответствии с их светимостью и температурой на диаграмме Герцшпрунга–Рассела выделены следующие классы светимости: сверхгиганты – I класс светимости; гиганты – II класс светимости; звезды главной последовательности – V класс светимости; субкарлики – VI класс светимости; белые карлики – VII класс светимости. Солнце – звезда G2V. Расстояние до звезды r, абсолютная звездная величина М и видимая звездная величина m связаны простой формулой: M = m lg r

Зависимость «масса-светимость» и эволюция L m 3,9 В 1911–24гг астрономы Холм, Рассел, Э. Герцшпрунг и Эддингтон установили, что для звезд главной последовательности существует связь между светимостью L и массой М, и построили диаграмму масса–светимость. Приближенно зависимость масса- светимость выражается отношением < 0,05 М - водород не загорается и протозвезда даже не переходят на главную последовательность. 0,05 – 0,5 М = протозвезда – главная последовательность (10 –18 млрд. лет) –КОРИЧНЕВЫЙ КАРЛИК. 0,5 – 1,5 М = протозвезда – главная последовательность (10 млрд. лет) – красный гигант – новая - БЕЛЫЙ КАРЛИК. 3,0 – 7,0 М = протозвезда - главная последовательность (0,5 млрд. лет) - СВЕРХНОВАЯ - НЕЙТРОННАЯ ЗВЕЗДА. 7,0 – 15,0 М = протозвезда - главная последовательность (40 млн.лет) - СВЕРХНОВАЯ - ЧЁРНАЯ ДЫРА. 20 – 30 М = превращается в ЧЁРНУЮ ДЫРУ. Скорость эволюции звезды определяется ее массой Звезда на главной последовательности находится пока внутри происходит термоядерная реакция, что зависит от массы и химического состава. Время жизни на главной последовательности самое долгое в эволюции. Для звезд разной массы: M=0,8M τ =20 млрд.лет M=M τ =10 млрд.лет M=1,5M τ =1,5 млрд.лет M=2,0M τ =0,8 млрд.лет M=5,0M τ =78 млн.лет M=15M τ =11 млн.лет M=20M τ =10 млн.лет

Стадии эволюции звезды после ухода с главной последовательности тоже короткие. Типичные звезды, как Солнце, становятся красными гигантами, очень массивные – красными сверхгигантами. Звезда быстро увеличиваются в размере и ее светимость возрастает, что и отражено на диаграмме. Эволюция звезд типа Солнца

Положение звезды на диаграмме Герцшпрунга-Рассела изменяется в зависимости от возраста звезды. Звезды большой массы (сверхгиганты) быстро расходуют свою энергию, эволюционируя за сотни миллионов лет. Поэтому голубые сверхгиганты являются молодыми звездами. Эволюция звезд большой массы

Красные карлики имеют малую массу, их эволюция продолжается до сотни миллиардов лет, поэтому они практически не успели сойти с главной последовательности. Эволюция красных карликов

ЛИТЕРАТУРА 1.Учебник астрономии Астрономический справочник