يعد الجدول الدوري أحد أكثر المخططات المعروفة لتصنيف العناصر في عالم العلوم. إذا قمنا بالتحليل على نطاق واسع وبطريقة مبسطة ، فإننا نرى أن مخطط هيرتزبرونج-راسل إنه مثل الجدول الدوري ، لكن بالنجوم. باستخدام هذا الرسم البياني ، يمكننا تحديد موقع مجموعة من النجوم ومعرفة مكان تصنيفها وفقًا لخصائصها. بفضل هذا ، كان من الممكن تحقيق تقدم كبير في مراقبة وتصنيف المجموعات المختلفة من النجوم الموجودة.
لذلك ، سنخصص هذه المقالة لنخبرك بجميع خصائص وأهمية مخطط Hertzsprung-Russell التخطيطي.
الميزات والتشغيل
دعونا نحاول أن نفهم كيف يعمل مخطط هرتزشبرونج-راسل وما يتكون منه. يقيس المحوران في الرسم البياني أشياء مختلفة. يقيس المحور الأفقي مقياسين يمكن تلخيصهما في مقياس واحد. عندما نتجه نحو الأسفل، نرى مقياس درجة حرارة سطح النجم بالدرجات كلفن، من أعلى درجات الحرارة إلى أدنى درجات الحرارة.
في الأعلى نرى شيئًا مختلفًا. هناك عدد من الأقسام تم تمييز كل منها بـ خطاب: O، B، A، F، G، K، M. هذا هو النوع الطيفي. وهذا يعني أنه لون النجمة. كما هو الحال مع الطيف الكهرومغناطيسي، فإنه يتراوح من اللون الأزرق إلى اللون الأحمر. يشير كلا المقياسين إلى نفس الشيء ويتفقان مع بعضهما البعض حيث يتم تحديد النوع الطيفي من خلال درجة حرارة سطح النجم. مع ارتفاع درجة حرارته يتغير لونه أيضًا. وينتقل من اللون الأحمر إلى اللون الأزرق، ويمر أولاً عبر درجات اللون البرتقالي والأبيض. في هذا النوع من المخططات، يمكنك بسهولة مقارنة درجة الحرارة التي يمكن أن يعادلها كل لون من ألوان النجم.
من ناحية أخرى ، على المحور الرأسي لمخطط Hertzsprung-Russell ، نرى أنه يقيس نفس المفهوم. يتم التعبير عنها بمقاييس مختلفة مثل اللمعان. على الجانب الأيسر يتم قياس اللمعان بأخذ الشمس كمرجع. بهذه الطريقة ، يتم تسهيل تحديد حدسي إلى حد ما لمعان بقية النجوم ويتم أخذ الشمس كمرجع. من السهل معرفة ما إذا كان النجم أكثر أو أقل سطوعًا من الشمس نظرًا لأنه يسهل علينا تصور ذلك. المقياس الصحيح لديه طريقة أكثر دقة بقليل لقياس اللمعان من الآخر. يمكن قياسه بالقدر المطلق. عندما ننظر إلى نجوم الغابة سنجاب واحد أكثر من غيره. من الواضح أن هذا يحدث في العديد من المناسبات لأن النجوم تلتقي على مسافات مختلفة وليس لأن إحداها أكثر إشراقًا من الأخرى.
نجمة تلمع
عندما نذهب إلى السماء نرى أن بعض النجوم تلمع أكثر، لكن هذا يحدث فقط من وجهة نظرنا. يُطلق على هذا اسم القدر الظاهري، على الرغم من وجود فرق صغير: يتم تحديد القدر الظاهري للنجم عن طريق تثبيت القيمة التي سيكون لها مثل هذا اللمعان خارج غلافنا الجوي ، وليس في الداخل. بهذه الطريقة ، لن يمثل الحجم الظاهر اللمعان الحقيقي للنجم. لذلك ، لا يمكن استخدام مقياس مثل المقياس الموجود في مخطط Hertzsprung-Russell.
لكي تكون قادرًا على قياس لمعان النجم جيدًا ، يجب استخدام المقدار المطلق. سيكون الحجم الظاهر أن النجم سيكون على بعد 10 فرسخ فلكي. ستكون جميع النجوم على نفس المسافة ، وبالتالي فإن الحجم الظاهري للنجم سيتحول إلى لمعانه الفعلي.
أول شيء يجب أن نلاحظه عند النظر إلى الرسم البياني هو خط قطري كبير يمتد من أعلى اليسار إلى أسفل اليمين. وهي تُعرف بالتسلسل الرئيسي، وهي المكان الذي تتجمع فيه معظم النجوم، بما في ذلك الشمس. تنتج جميع النجوم الطاقة عن طريق اندماج الهيدروجين لإنتاج الهيليوم بداخلها. هذا هو العامل المشترك بينهم جميعًا وما يجعل لمعانهم مختلفًا هو أن ما يجعلهم جزءًا من التسلسل الرئيسي هو كتلتهم. وهذا يعني أنه كلما زادت كتلة النجم، كلما كانت عملية الاندماج أسرع، وبالتالي سوف يزداد سطوعه ودرجة حرارة سطحه.
ومن ثم، فمن الطبيعي أن النجوم ذات الكتلة الأكبر تقع أبعد إلى اليسار وأعلى، وبالتالي تتمتع بدرجة حرارة أعلى ولمعان أكبر. هذه هي العمالقة الزرقاء. لدينا أيضًا نجوم ذات كتلة منخفضة على اليمين وأسفل ، لذا فهي أقل درجة حرارة وإشراقًا وهي الأقزام الحمراء.
النجوم العملاقة والعملاقون العملاقون في مخطط هيرتسبرونغ-راسل
إذا ابتعدنا عن التسلسل الرئيسي، يمكننا رؤية قطاعات أخرى داخل الرسم التخطيطي. في الأعلى يوجد العمالقة والعمالقة الفائقة. على الرغم من أن لها نفس درجة الحرارة مثل العديد من النجوم الأخرى في التسلسل الرئيسي، إلا أنها تتمتع بإضاءة أكبر بكثير. وهذا بسبب الحجم. تتميز هذه النجوم العملاقة بأنها استنفدت احتياطياتها من الهيدروجين منذ فترة طويلة، لذلك كان عليها أن تبدأ في استخدام أنواع مختلفة من الوقود، مثل الهيليوم، لأداء وظائفها. عندها يتضاءل اللمعان لأن الوقود ليس قويًا جدًا.
هذا هو المصير الذي يحمل عددًا كبيرًا من النجوم الموجودة في التسلسل الرئيسي. يعتمد ذلك على الكتلة التي لديهم ، يمكن أن تكون عملاقة أو فائقة العملاق.
أسفل التسلسل الرئيسي لدينا الأقزام البيضاء. الوجهة النهائية لمعظم النجوم التي نراها في السماء هي أن تكون قزمًا أبيض. خلال هذه المرحلة ، يتبنى النجم حجمًا صغيرًا جدًا وكثافة هائلة. مع مرور الوقت ، تتحرك الأقزام البيضاء أكثر فأكثر جهة اليمين وأسفل الرسم التخطيطي. هذا لأنه يفقد اللمعان ودرجة الحرارة باستمرار.
في الأساس، هذه هي الأنواع الرئيسية من النجوم التي تظهر في هذا الرسم البياني. هناك بعض الأبحاث الحالية التي تحاول تسليط الضوء على بعض التطرفات في الرسم البياني والتركيز عليها للحصول على فهم أعمق للصورة الكاملة.
آمل أن تتمكن من خلال هذه المعلومات من معرفة المزيد عن مخطط Hertzsprung-Russell وخصائصه.