¿Quiénes eran Hertzsprung y Russell?
¿Alguna vez ha notado cómo las teorías y los modelos en la ciencia comúnmente reciben el nombre de los hombres y mujeres que los descubrieron? Desde el ejemplo del átomo de Bohr hasta la teoría de la evolución de Darwin, aquellos que hicieron grandes contribuciones e innovaciones en la ciencia han sido honrados durante mucho tiempo por esta tradición epónima. Este mismo sistema de nombres también es válido como en el diagrama de Hertzsprung-Russell.
Hertzsprung y Russell fueron dos astrónomos que notaron patrones significativos entre la luminosidad de una estrella , o salida de energía de la luz, y la temperatura de su superficie. Ejnar Hertzsprung era de Dinamarca, mientras que Henry N. Russell era de Estados Unidos. Colocaron estos hallazgos en un gráfico llamado, nada menos que, Hertzsprung-Russel , o Diagrama de HR , para abreviar.
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Diagrama de Hertzsprung-Russell
El diagrama de Hertzsprung-Russell generalmente se representa como un gráfico de diagrama de dispersión donde cada estrella individual está representada por un solo punto a lo largo del gráfico. En el diagrama anterior, puede observar que hay cuatro tipos principales de estrellas: secuencia principal, enanas blancas, gigantes y supergigantes. La diagonal central que se extiende desde la esquina superior izquierda hasta la parte inferior derecha comprende la secuencia principal , o aproximadamente el 90% de todas las estrellas. Las supergigantes se encuentran dentro de los rangos de temperatura más bajos, pero debido a sus grandes masas, poseen luminosidades más altas. Las enanas blancas son pequeñas, calientes y tenues con luminosidades relativamente bajas, mientras que las gigantes se encuentran en algún lugar entre las supergigantes y la secuencia principal dentro de las clases espectrales GM.
La clase espectral se refiere a la categorización de estrellas en función de su color y temperaturas. Las estrellas se pueden clasificar dentro de cualquiera de las siete clases espectrales: O, B, A, F, G, K y M.
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En el diagrama HR (Figura 1), la temperatura y la clase espectral se muestran en el eje x . A diferencia de la mayoría de los gráficos, que normalmente muestran la escala de temperatura del menor al mayor valor, las temperaturas escaladas en el diagrama HR disminuyen de izquierda a derecha.
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El eje y denota la magnitud absoluta , o luminosidad de las estrellas, que van desde las más tenues a las más brillantes en unidades solares.
Mientras busca más patrones, puede notar que si divide el diagrama en cuadrantes, las estrellas del cuadrante superior izquierdo son calientes y brillantes, mientras que las estrellas del cuadrante superior derecho son frías y brillantes. También puede notar que tanto las estrellas inferiores izquierdas como los cuadrantes inferiores derechos están calientes y tenues. El sol tiene temperaturas relativamente medias y se encuentra en algún punto intermedio de la secuencia principal.
Luminosidad frente a temperatura
Las dos características principales del diagrama HR son la temperatura y la luminosidad. La luminosidad se define como el brillo / magnitud absoluta o salida de energía; mientras que la temperatura se define como la velocidad promedio de las partículas en movimiento. Las partículas que se mueven dentro de una estrella determinan la temperatura de la estrella, que a su vez, hace que la estrella emita energía en forma de luz. La temperatura de una estrella se correlaciona directamente con su luminosidad, lo que significa que, a medida que aumenta la temperatura de una estrella, también aumenta su luminosidad.
En concreto, la luminosidad es la cantidad de energía que se distribuye en un metro cuadrado. Dado que esto es cierto, cuanto más grande sea una estrella, mayor será su luminosidad o brillo para las mismas temperaturas. Por ejemplo, Betelgeuse es una estrella supergigante con un rango espectral de M y una temperatura de aproximadamente 2900 grados. Gliese 725 B, una estrella mucho más pequeña, pertenece a las mismas categorías. Sin embargo, al comparar luminosidades, las unidades solares de Betelgeuse son mucho mayores que las de Gliese 725 B, como se muestra en la Figura 1.
Tenga en cuenta que la temperatura también es un factor que afecta la luminosidad de una estrella y no solo el tamaño. Al observar la Figura 1, puede ver que las supergigantes tienen temperaturas más bajas que algunas estrellas dentro de la secuencia principal de luminosidades similares. Si el tamaño fuera el único factor, entonces las supergigantes por sí solas tendrían las luminosidades más brillantes. El tamaño de una estrella en relación con su temperatura también explica cómo una estrella puede ser cálida, tenue, fría y brillante.
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Las estrellas tienen color
Cuando piensas en una estrella, ¿piensas en colores? La mayoría de nosotros no lo hacemos; simplemente pensamos en el brillo de una estrella. Sin embargo, hay mucho más en las estrellas de lo que parece a simple vista. Las estrellas también tienen color, y su color depende de la cantidad de energía que gastan y de su temperatura.
Recuerde, la producción de energía es lo que le da a una estrella su luminosidad y brillo. A medida que aumenta la temperatura dentro de la estrella, las partículas se mueven más rápido, lo que también aumenta la producción de energía y se produce un cambio de color. Por lo tanto, las estrellas se pueden describir como se observan a lo largo del diagrama de Hertzsprung-Russell, en términos de color y temperatura, como azul caliente y rojo frío.
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Resumen de la lección
El diagrama de Hertzsprung Russell recibió el mismo nombre de dos astrónomos cuyo trabajo condujo al descubrimiento de correlaciones entre la luminosidad de una estrella y su temperatura . A medida que aumenta la temperatura de una estrella, también aumenta su luminosidad. Los cambios de color ocurren a niveles de energía y temperaturas de alta frecuencia. Las estrellas de mayor masa son más luminosas que las más pequeñas a las mismas temperaturas.
Cada punto del diagrama de Hertzsprung Russell identifica una estrella. El eje x generalmente muestra la escala de temperatura y la clase espectral en un formato decreciente de izquierda a derecha; el eje y muestra luminosidad o magnitud absoluta. Hay cuatro tipos principales de estrellas que se encuentran en el diagrama de Hertzsprung Russell ( secuencia principal , enanas blancas , gigantes y supergigantes ) que se dividen en siete de las clases espectrales. El sol cae en la clase espectral G.
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