Fő sorozat

A fő sorozat a csillagfejlődés  szakasza , valamint a Hertzsprung-Russell diagram azon területe, amelyet a csillagok ebben a szakaszban alkotnak, és a megfelelő fényességi osztály .

A csillagok a protocsillag -stádium után lépnek be a fő sorozatba  - amikor egyetlen energiaforrásuk a magban zajló hidrogénből a hélium fúziójának termonukleáris reakciója . Ezen a ponton a csillag kora nullának számít, és az úgynevezett kezdeti fősorozaton van. A hidrogén elfogyásával a csillag kissé fényesebbé válik, eltávolodik a kezdeti fősorozattól, és amikor már nem marad hidrogén a magban, a csillag végül elhagyja a fősorozatot, és ennek módja a csillag tömegétől függ. Mindenesetre az evolúció további szakaszai sokkal rövidebb ideig tartanak, mint a fősorozat szakasza, és ennek eredményeként az Univerzum csillagainak túlnyomó többsége , beleértve a Napot is, a fő sorozathoz tartozik. A kis tömegű fősorozatú csillagok bolygórendszerei a lakható bolygók keresésében érdekesek,  hosszú létezésük és a lakható zóna stabil mérete miatt .

A fő szekvenciát először a 20. század elején fedezték fel és írták le több önálló munkában, amelyben a spektrum-fényesség diagramot építették. A 20. század közepén a fősorozatú csillagok természetét és fejlődését tisztázták.

A Hertzsprung-Russell diagramban a fő sorozat átlósan fut a bal felső saroktól (nagy fényerő , kék) a jobb alsó sarokig (alacsony fényerő, piros). Így a fősorozatú csillagok tömege, mérete, hőmérséklete és fényessége szorosan összefügg egymással, és meglehetősen széles tartományba esik.

Tulajdonságok

Alaptulajdonságok

A fősorozatú csillagok fényessége, sugarai és hőmérsékletei meglehetősen széles tartományban változnak: 10 -4 és 10 6 L közötti fényerő (és abszolút magnitúdója -6 m és +16 m között [1] ), sugara 0,1 több mint 10 R , hőmérséklet - 3-50 ezer K [2] [3] . Ezek a mennyiségek azonban szorosan összefüggenek egymással, aminek következtében a Hertzsprung-Russell diagram fősorozatának csillagai egy majdnem átlós sávot foglalnak el, amely a fényes kék csillagoktól a halványvörösig terjed [4] . A fősorozatú csillagok V fényességi osztályúak [5] . Az összes csillag 90%-a, beleértve a Napot is, a fősorozathoz tartozik, ami az evolúció ezen szakaszának hosszú időtartamának köszönhető (lásd alább ) [6] .

A fenti paramétereket elsősorban a csillag tömege határozza meg. A csillag egyéb tulajdonságai is befolyásolják őket, de sokkal kisebb mértékben, mint a tömeg (lásd alább ) [7] . Ha a csillagot teljesen fekete testnek tekintjük , akkor a fényessége arányos a sugár négyzetével és az effektív hőmérséklet negyedik hatványával a Stefan-Boltzmann törvény szerint [ 6] :

hol  van a Stefan-Boltzmann állandó . Ez a törvény minden csillagra vonatkozik, nem csak a fősorozat csillagaira. A fősorozatú csillagok esetében a tömeg és a fényesség ugyanazzal a névvel függ össze : elméletileg becsülhető , ahol azonban a valódi csillagok esetében 1-től 5-ig terjedő értékeket vehet fel különböző tömegtartományokban [8] . A csillag tömege és sugara közötti összefüggést gyakran hasonló összefüggéssel írják le - , ahol a különböző tömegtartományokban legfeljebb 1 értéket vesz fel [9] , de néha ezt az arányt bonyolultabb függvények közelítik [10] .

Mindenesetre kiderül, hogy mind a négy paraméter szorosan összefügg. Az elméleti tömeghatárok korlátozzák a többi csillagparaméter tartományát. A stabil csillagok maximális tömege körülbelül 120 M⊙ . Bár ismertek nagyobb tömegű csillagok is, instabilnak bizonyulnak, pulzálnak és veszítenek tömegükből, és addig lökdösik ki az anyagot a világűrbe, amíg stabillá nem válnak [11] . Az alsó tömeghatár körülbelül 0,08 M⊙ : kisebb tömegnél a csillag nem képes fenntartani a hidrogén égését a belsejében, és barna törpe , nem csillag [12] .

A fő sorozat csillagainak paraméterei [2] [3]
szentmise, M Fényerő, L Sugár , R⊙ Hőmérséklet, K Spektrális osztály Példák
120 1,8⋅10 6 15.8 53300 O3
85 1,0⋅10 6 13.2 50700 O3
60 530 000 10.6 48200 O4
40 240 000 8.6 43700 O5
25 79000 6.6 38000 O7
húsz 45000 5.8 35000 O8
tizenöt 20000 4.9 31000 B0 Becroux
12 10000 4.3 28100 B1
9 4100 3.7 24200 B2 Kalász
7 1800 3.3 20900 B3
5 550 2.7 17200 B4
négy 240 2.4 14900 B5 Achernar
3 81 2.0 12200 B7 Regulus
2.5 39 1.84 10700 B9 Sirius
2 16 1.64 9080 A2 Fomalhaut
1.7 8.0 1.52 7960 A7 Altair
1.35 4.0 1.2 6400 F5 Procyon
1.08 1.45 1.05 5900 G0 Alpha Centauri A
egy egy egy 5800 G2 Nap
0,95 0.7 0,91 5600 G5 Mu Cassiopeiae
0,85 0,44 0,87 5300 G8 tau bálna
0,83 0,36 0,83 5100 K0
0,78 0,28 0,79 4830 K2 Epsilon Eridani
0,68 0.18 0,74 4370 K5 Alpha Centauri B
0,33 0,03 0,36 3400 M2 Lalande 21185
0,20 0,0005 0.21 3200 M4 Ross 128
0.10 0,0002 0.12 3000 M6 Farkas 359

A kialakulás során a fősorozatú csillagok homogének, és főként hidrogénből (részecskeszám kb. 91%-a, 75 tömeg%-a) és héliumból (részecskeszám kb. 9%-a, tömegük 25%-a) állnak - összetételük közel van a csillagközi közegéhez [13 ] [14] [15] . Ezenkívül ezek a csillagok kis mennyiségű nehezebb elemet is tartalmaznak [16] . Idővel a hélium aránya a központban a folyamatban lévő termonukleáris reakciók miatt növekszik [17] .

A fő sorozatba tartozó csillagokat általában " törpének " nevezik, méretüktől függetlenül [18]  – például a Nap sárga törpe . Az óriáscsillagoktól a fényességbeli különbség azonban csak a késői spektrális osztályba tartozó csillagok esetében követhető nyomon. A Hertzsprung-Russell diagramon az O , B , A és F osztályú fősorozatú csillagok majdnem ugyanott helyezkednek el, mint ezen spektrális osztályok óriásai [1] [19] . Ráadásul nem minden törpének nevezett csillag tartozik a fősorozathoz: például a fehér törpék vagy a barna törpék nem fősorozatbeli csillagok [20] .

A hőmérséklet és a fényerő változásai

A hidrogén égése során a csillagok magjában hélium képződik, mellyel nem megy végbe termonukleáris reakció abban az időszakban, amíg a csillag a fősorozat szakaszában van . A magban kevesebb hidrogén marad, ezért a csillag fokozatosan összehúzódni kényszerül, hogy kompenzálja a reakciósebesség csökkenését. Ez növeli a nyomást a magban, és ennek következtében az energiafelszabadulás erejét és a csillag fényességét [21] . Így a csillag megváltoztatja pozícióját a Hertzsprung-Russell diagramon még akkor is, ha a fő sorozaton van, mielőtt elhagyná azt [22] . Például 4,5 milliárd évvel ezelőtt a Nap fényereje, amely már fősorozat csillaga, a mai fényesség mintegy 70%-a volt [23] .

Más jelenségek, mint például a gyors forgás, szintén befolyásolhatják a csillag elmozdulását a fő sorozathoz képest [24] . A fényességet és a felületi hőmérsékletet a csillag fémessége is befolyásolja . A csillagoknak egy külön osztálya különböztethető meg, az úgynevezett szubtörpök : energiát bocsátanak ki a magban lévő hidrogén égése miatt, de ezek régi csillagok, amelyek szegények nehéz elemekben. Emiatt a szubtörpék magnitúdója 1-2 méterrel halványabb, mint az azonos spektrális osztályba tartozó fősorozatú csillagok [25] . Végül a fősorozat csillagai között vannak változócsillagok , például olyan változók, mint a Delta Scuti , amelyek a változékonyság miatt egy bizonyos periódussal megváltoztatják pozíciójukat a diagramon [26] . Mindezek a körülmények bizonyos szóródást biztosítanak a fő sorozatú csillagoknak a szín-fényesség diagramban, különösen a korai spektrális típusok tartományában [22] .

Épület

A mag a csillag legsűrűbb és legforróbb része, amelyben magreakciók zajlanak és energia szabadul fel (lásd alább ) [7] . A magból származó energia két fő módon vihető át a felszínre: konvekció  - az anyagok keveredése, és sugárzási átvitel  - a fotonok egymást követő abszorpciója és újraemissziója . A konvekció csak akkor jelenik meg, ha a sugárzási transzport nem képes gyorsan energiát átadni, és a csillag valamely tartományában kellően nagy hőmérsékleti gradiens képződik , ami instabillá teszi a konvekcióval szemben [12] [27] .

A nagy tömegű csillagokban az energiafelszabadulás erősen a középpont felé koncentrálódik: például egy 10 M tömegű csillagban ⊙ az energia 90%-a a csillag belső 10%-ában szabadul fel, ill. egy 1 M tömegű csillag ⊙ a tömeg belső 70%-ában ugyanennyi energia szabadul fel [28] . Ezért a magban a hőmérsékleti gradiens meglehetősen nagy, és az 1,5 M⊙ - nél nagyobb tömegű csillagok magja konvektív , míg a külső rétegek a sugárzás átviteli tartományát jelentik. A tömeg csökkenésével a konvektív mag mérete kisebb lesz, és a csillag felszíne közelében konvektív zóna jelenik meg, mivel a külső rétegek az alacsonyabb hőmérséklet miatt átlátszatlanná válnak, és csökkentik a sugárzási átvitel hatékonyságát. Ha a csillag tömege kisebb, mint 1,15 M⊙ , a konvektív mag teljesen eltűnik. Így az 1,15–1,5 M tömegtartományban a csillagnak két kis konvekciós zónája van, a magban és a felszín közelében, míg a csillag többi része ellenáll a konvekciónak. A csillag tömegének további csökkenésével a felszín közelében lévő konvektív zóna növekszik, és a 0,2–0,5 M - nél kisebb tömegű csillagok esetében a csillag teljes térfogatára kiterjed [29] [30]  – alacsony- tömegcsillagok teljesen konvektívek [27] [31] .

A csillagok szerkezete befolyásolja evolúcióját (lásd alább ): például a kis tömegű csillagok teljesen konvektívek, így az ilyen csillagok magjaiban keletkező hélium a teljes térfogatukban szállítódik. Kémiailag homogének maradnak, és addig folytatják a fúziót, amíg a csillagban lévő összes hidrogén el nem fogy. Éppen ellenkezőleg, a nagyobb tömegű csillagok egy bizonyos pillanatban héliummagot alkotnak, és a középpontban leállnak a reakciók [30] . A csillag szerkezete idővel változhat: a hélium felhalmozódásával az anyag átlátszósága növekszik, ami a konvekció leállásához vezethet a kis tömegű csillagok magjában [32] .

Energiafelszabadítás

A fő sorozatú csillagok termonukleáris reakciók révén adnak le energiát : mindegyik héliumot szintetizál hidrogénből . A hélium szintézisének két útja van: a proton-proton ciklus és a CNO ciklus . Az előbbi az 1,5 M⊙ - nál kisebb tömegű csillagokban dominál , míg az utóbbi a nagyobb tömegű csillagok fényességében játszik szerepet [33] .

A csillag tömegének növekedésével a mag hőmérséklete és sűrűsége növekszik, és ezek a paraméterek határozzák meg a termonukleáris reakciók gyakoriságát, és ennek következtében az energiafelszabadulás erejét. A proton-proton ciklusnál a teljesítmény arányos az atommag hőmérsékletének 4. hatványával, a CNO ciklusnál pedig a 17. hatványával, ezért magas hőmérsékleten a CNO ciklus kezdi a fő szerepet. szerep [27] [34] .

A csillagok középpontjában a hőmérséklet-tartomány meglehetősen kicsi: például egy 0,1 M tömegű csillagnál a mag hőmérséklete 4 millió kelvin , egy 50 M tömegű csillagnál  pedig 40 millió . A proton-proton ciklus és a CNO ciklus hatékonyságát 18 millió kelvin hőmérsékleten hasonlítják össze (ami pontosan 1,5 M tömegű csillagokban érhető el ), a Napban 16 millió kelvin középhőmérsékleten csak Az energia 10%-a a CNO ciklusban szabadul fel [27] [34] [35] .

A nagyon alacsony fémtartalmú csillagokban a nukleoszintézis másképp megy végbe. A CNO ciklus egyik jellemzője, hogy működéséhez szén , nitrogén és oxigén jelenléte szükséges a csillaganyagban. Ha ezek az elemek nem elegendőek - kevesebb mint 10 -10 -10 -9 csillag tömege, akkor a CNO ciklus nem tud áthaladni, és a proton-proton ciklus marad az egyetlen energiaforrás. Annak érdekében, hogy segítségével elegendő energia szabaduljon fel a hidrosztatikai egyensúly fenntartásához , a csillag magja sokkal jobban kénytelen összehúzódni és felmelegedni, mint egy normál fémességű csillagé. Ebben az esetben a nagy tömegű csillagok középpontjában a hőmérséklet elérheti a 100 millió kelvint, ami már elegendő egy héliummal járó tripla alfa folyamathoz . Ez a reakció szén képződik , és ha elegendő belőle, a CNO-ciklus miatt energia szabadul fel, és a csillag magjában a hőmérséklet és a nyomás a normál csillagoknál megfigyelt értékekre csökken. Feltételezések szerint a leírt forgatókönyv a III. populációjú csillagokban valósult meg: az elsődleges nukleoszintézis során keletkezett anyagból kellett volna kialakulniuk , amely gyakorlatilag nem tartalmazott héliumnál nehezebb elemeket [36] .

Evolúció

Váltás a fő sorozatra

A csillagok a protocsillag szakasz után lépnek a fő sorozat szakaszába . Ebben az evolúciós szakaszban a csillag saját összenyomódása következtében energiát szabadít fel, de ennek végén a termonukleáris fúzió megindul a csillag magjában . Kezdetben a lítium és a berillium ég, majd megindul a hélium hidrogénből való fúziója, amelyet egy ideig a deutérium és a hélium-3 égése kísér . Ha ezeknek a reakcióknak az erejét összehasonlítjuk a csillag fényességével, a csillag nem zsugorodik. Röviddel ezután egyensúlyba kerül a deutérium és a hélium-3 fogyasztása és termelése között, és a hidrogén részvételével zajló termonukleáris reakciók válnak a csillag egyetlen energiaforrásává. Általánosan elfogadott, hogy ebben a pillanatban a csillag a fő sorozatra esik, és a csillag korát ebből számítják. A Hertzsprung-Russell diagram azon területét , ahol a nulla korú csillagok találhatók, a nulla korú kezdeti fősorozatnak vagy fősorozatnak nevezzük. A fősorozat alján található - a csillagok idővel fényesebbé válnak [7] [37] [38] .

Főszekvencia evolúció

A hidrogén égése során a hélium felhalmozódik a csillag magjában - a csillag tömegétől és a konvektív zóna elhelyezkedésétől függően a hélium vagy egyenletesen oszlik el a csillag teljes térfogatában, vagy a mag belsejében maradhat. Mindenesetre, amíg a csillag a fő sorozaton van, a héliummal kapcsolatos reakciók nem mennek végbe, és a hidrogén koncentrációja csökken. A reakciósebesség csökkenésének kompenzálására a csillag magja összehúzódik és felmelegszik, ami végső soron a fényesség növekedéséhez vezet. A fényesség növekedése nagytömegű csillagok esetén a felszíni hőmérséklet csökkenésével, kis tömegű csillagok esetében pedig növekedésével párosul – a csillag eltávolodik a kezdeti fősorozattól [39] .

Így például a fősorozaton való tartózkodás során a Nap több mint háromszorosára növeli fényességét: 4,5 milliárd évvel ezelőtt a Nap a kezdeti fősorozaton volt, és fényereje 0,7 L volt , majd 6,4 után milliárd év múlva, amikor a hidrogén a magban kimerül, leszáll a fő sorozatból, 2,2 L fényerővel . A Nap sugara ebben a szakaszban 0,9-ről 1,6 R⊙-ra nő [ 23 ] .

Indulás a fő sorozatból

Bár az összes fősorozatú csillag héliumot halmoz fel, ami egy bizonyos ponton a magban zajló reakciók leállásához vezet, a különböző tömegű csillagok különböző módon fejezik be ezt a fejlődési szakaszt [30] [40] .

Az 1,2–1,3 M⊙ -nél nagyobb tömegű csillagok konvektív magja elegendő méretű ahhoz, hogy a határain belül minden termonukleáris reakció végbemenjen. Az ilyen csillagok magjai kémiailag homogének, és ennek eredményeként, ha a hidrogén aránya a magban egy bizonyos határ alá esik, a reakciók azonnal leállnak a teljes magban. Megkezdődik az általános tömörítés, aminek következtében a csillag kisugárzik, miközben felmelegszik és kicsit fényesebbé válik - a Hertzsprung-Russell diagramon a csillag felfelé és balra mozog, leírva az úgynevezett horgot ( angol hook ) [41 ] . A tömörítés következtében a héliummag körüli rétegek felforrósodnak és elég sűrűvé válnak ahhoz, hogy ott elkezdjék a hidrogént égetni. Az összehúzódás leáll, és a csillag elhagyja a fő sorozatot, és alóriássá válik [30] [42] [43] .  

A kisebb tömegű csillagokban, amelyek tömege kisebb, mint 1,2–1,3 M⊙ , de nagyobb, mint 0,2 M⊙ , a konvektív mag vagy túl kicsi, vagy hiányzik, és az energiaforrások sokkal kevésbé koncentrálódnak a központban. Ennek eredményeként a hidrogént a csillag különböző régióiban eltérő arányban fogyasztják el, és a csillag kémiailag inhomogénnek bizonyul. A csillag kellős közepén a hidrogén először elfogy, de más területeken tovább ég, így nincs általános kompresszió. Eleinte a héliummag kialakulása nem befolyásolja a csillag megfigyelt evolúcióját, és nem hagyja el a fő sorozatot. Csak amikor a mag kellően masszív lesz és zsugorodni kezd, a külső rétegek pedig kitágulnak és lehűlnek, akkor tekinthető úgy, hogy a csillag átmegy az óriás ágba [23] [43] [44] .

A legkisebb tömegű, 0,2 M⊙ - nél kisebb tömegű csillagok teljesen konvektívek és kémiailag homogének maradnak szinte teljes fejlődésük során [29] [30] . Ahogy a hélium felhalmozódik, az ilyen csillagok - a vörös törpék - fényesebbé és forróbbá válnak, és kék törpékké  alakulnak , majd amikor a hidrogén elfogy az egész csillagban, fehér törpékké . Azonban az ilyen csillagok nagyon hosszú élettartama miatt, amelyeknek meg kell haladniuk az Univerzum korát (lásd alább ), észrevehetően kifejlődött kis tömegű csillagokat nem figyelnek meg - az ilyen csillagok evolúciójáról csak elméleti számítások vannak [ 32] [45] [46] .

A fő sorozat szakaszának hossza

Azt az időt, ameddig egy csillag a fő sorozaton tölt, az határozza meg, hogy egy csillag mennyi energiát nyerhet el a hidrogén elégetésével a magjában, valamint a fényessége. Ha egy mennyiséget elosztunk egy másikkal, akkor megkapjuk az időt, amit nukleáris időskálának nevezünk . Például, ha a Nap tömegének körülbelül 10%-át képes elégetni a magban, és amikor a hidrogént héliummá alakítják, akkor az anyag tömegének csak 0,7%-a alakul át energiává , akkor a Nap nukleáris időskálája megbecsülhető . mint [47] :

ahol  a Nap tömege, a  napfény fényessége ,  a fénysebesség . A kapott érték körülbelül 10 10 év. Ugyanezen megfontolások alapján a nukleáris időskálát más csillagok esetében is meg lehet becsülni [47] :

hol  van a kiválasztott csillag tömege, illetve fényessége. A fősorozatú csillagok fényessége gyorsabban növekszik, mint a tömeg , ezért minél nagyobb a csillag tömege, annál rövidebb ideig tölti ezt a szakaszt. Ha nagyjából elfogadjuk a tömeg-fényesség arányt, mint a legtöbb csillagnál, akkor az élettartam a tömegtől függ . A legnagyobb tömegű csillagok esetében az arány megközelíti a -t, így az élettartamuk a tömeg növekedésével megszűnik csökkenni, és több millió éves nagyságrendű értéket ér el, ami csillagászati ​​mércével mérve nagyon rövid [47] [48] . Éppen ellenkezőleg, a legkisebb tömegű csillagok akár több tíz billió évig is a fő sorozatban lehetnek. Ilyen hosszú, az Univerzum jelenlegi korát meghaladó időszak nem csak az alacsony fényerő miatt érhető el, hanem annak a ténynek is köszönhető, hogy a legtöbb kis tömegű csillag teljesen konvektív, és a bennük lévő összes hidrogént magreakciókban tölti el [32] ] [45] [46] .

Ez a tulajdonság lehetővé teszi a csillaghalmazok korának meghatározását , figyelembe véve azt a tényt, hogy a bennük lévő csillagok szinte egyidejűleg keletkeztek. A halmaz Hertzsprung-Russell diagramján a fő sorozat a bal oldalon határolt, és az óriás ágba kerül : a legnagyobb tömegű csillagok már elhagyták a fő sorozatot, és azoknak a csillagoknak, amelyek élettartama egybeesik a halmaz korával, el kell menniük. az óriás ághoz és legyen a fordulópontnál . Minél halványabbak és vörösebbek a csillagok a fordulóponton, annál kisebb a tömegük és annál idősebb a halmaz [49] [50] .

A fősorozat szakasza egyben a csillagok fejlődésének leghosszabb szakasza is, így a csillagok 90%-a a fősorozathoz tartozik [8] [51] . Ez annak a ténynek köszönhető, hogy a következő szakaszokban a csillagok sokkal nagyobb fényerővel rendelkeznek, és gyorsabban fogyasztanak energiát. Ráadásul a hidrogén égése nagyobb energiafelszabadulást biztosít tömegegységre vetítve, mint más termonukleáris reakciók, és maga a hidrogén a leggyakoribb elem az Univerzumban [52] . Így például a Nap esetében a kialakulásának kezdetétől a fehér törpévé való átalakulásig 12,4 milliárd év telik el, ebből 10,9 milliárd évet a fősorozaton [23] . Ugyanakkor a fő sorozat szakaszában a csillagok paraméterei kevésbé változnak, mint más szakaszokban, ezért a Hertzsprung-Russell diagramon a fősorozat nemcsak a legtöbb, hanem egy nagyon sűrűn lakott régiónak is bizonyul. [53] .

A fenti okok miatt az alacsony tömegű fősorozatú csillagok érdeklődésre tartanak számot a potenciálisan lakható bolygók és a földönkívüli élet keresésében . A fényerő lassú változása miatt lassan változik a csillag körüli lakható zóna mérete is, így az életnek van elég ideje megjelenni és fejlődni. A fő sorozatba tartozó, a Napnál nagyobb tömegű csillagok gyorsabban fejlődnek, és kevesebb időt adnak a bolygóknak élet kialakulására. A legkisebb tömegű csillagoknak sem valószínű, hogy vannak életképes bolygói: a lakható zóna nagyon közel van hozzájuk, így a bolygók nagy valószínűséggel szinkronizálódnak az árapály -szinkronban, és erősen hat rájuk a csillagszél . Ezen okok miatt a sárga és narancssárga törpéket tartják a legelőnyösebbnek az élet eredete szempontjából [54] [55] .

Tanulmánytörténet

A fő szekvencia felfedezésének előfeltétele volt egy " szín  - abszolút magnitúdó " diagram felépítése egyes csillagokra. Először Einar Hertzsprung és Henry Russell használta őket önállóan 1905-1913-ban, ezért az ilyen és hasonló diagramokat Hertzsprung-Russell diagramoknak kezdték elnevezni . Mindkét tudós megközelítőleg egyenletes csillageloszlást várt a diagramon, de azt találták, hogy a csillagok többsége egy átlós csík mentén helyezkedik el, amelyet fősorozatnak neveztek [4] [56] . Hertzsprung azt is észrevette, hogy a késői spektrális osztályba tartozó csillagok vagy sokkal fényesebbek vagy sokkal halványabbak, mint a Nap, és bevezette az „ óriások ” és a „ törpék ” kifejezéseket a csillagokkal kapcsolatban [19] .

1943-ban William Morgan , Philip Keenan és Edith Kellmantovábbfejlesztette a spektrális osztályozási rendszert egy fényességi osztály hozzáadásával . A továbbfejlesztett rendszert Yerkes-rendszernek nevezték el, a fősorozat csillagai V fényességi osztályt kaptak. , különösen a spektrumvonalak szélességével [57] [58] [59] .

Ezzel egy időben kialakultak a csillagok fizikai tulajdonságairól és fejlődésükről szóló elképzelések. A 19. század végén úgy tartották, hogy minden csillag a gravitációs összehúzódás miatt sugárzik, de ezt a hipotézist elvetették, mert nem tudta megmagyarázni azt a tényt, hogy a Nap már évmilliárdok óta létezik. A 20. század elején Arthur Eddington azt feltételezte, hogy a csillagok a hidrogén tömegveszteséggel járó héliummá alakulása miatt sugároznak, majd a 30-as években felfedezték a proton-proton ciklust és a CNO ciklust , amelyek révén egy ilyen átalakulás lehetséges . 60] .

Bár régóta létezik az az elképzelés, hogy a fősorozat csillagai és óriásai az evolúció különböző szakaszai, az evolúció iránya nem volt pontosan ismert. 1954-ben Allan Sandage megállapította, hogy a csillagok a sorozat fő szakasza után óriássá válnak, és nem fordítva. Ezenkívül azt találta, hogy a fősorozatú csillagok többnyire arra merőlegesen fejlődnek, nem pedig annak mentén. Így a fő sorozat ötlete már megközelítette a moderneket [60] .

Jelenleg már részletes evolúciós modelleket dolgoztak ki, amelyek számos hatást figyelembe vesznek, például egy csillag forgását és tömegének elvesztését. Az ilyen modellekben nagy figyelmet fordítanak a fő szekvencia szakaszra [61] [62] . A modern teleszkópokkal, például a Gaia -val végzett kutatások rengeteg információt szolgáltatnak a csillagokról, beleértve a fő sorozatú csillagokat is, ami lehetővé teszi tulajdonságaik pontos meghatározását [63] .

Jegyzetek

  1. ↑ 1 2 Zombeck MV Handbook of Space Astronomy and Astrophysics 71-73. Cambridge University Press . Letöltve: 2021. április 1. Az eredetiből archiválva : 2010. december 29.
  2. 1 2 Surdin, 2015 , p. 151.
  3. ↑ 1 2 Baturin V. A., Mironova I. V. Csillagok: szerkezetük, életük és haláluk . Fő sorozat . Asztronet . Letöltve: 2021. április 1. Az eredetiből archiválva : 2020. június 29.
  4. 1 2 Karttunen et al., 2007 , pp. 215-216.
  5. Kononovich, Moroz, 2004 , p. 377.
  6. 1 2 Surdin, 2015 , p. 148-149.
  7. 1 2 3 Kononovich, Moroz, 2004 , p. 394.
  8. 1 2 Surdin, 2015 , p. 149.
  9. Postnov K. A. Előadások az általános asztrofizikáról fizikusoknak . Kapcsolatok a fősorozat csillagaihoz . Asztronet . Letöltve: 2020. április 20. Az eredetiből archiválva : 2020. január 8..
  10. Eker Z., Bakis V., Bilir S., Soydugan F., Steer I. Interrelated main-sequence mass-luminosity, mass-radius, and mass-effective temperature relations  // Monthly Notices of the Royal  Astronomical . - N. Y .: Wiley-Blackwell , 2018. - október 1. (479. kötet). - P. 5491-5511. — ISSN 0035-8711 . doi : 10.1093 / mnras/sty1834 .
  11. Ziebarth K. On the Upper Mass Limit for Main-Sequence Stars  //  The Astrophysical Journal . - Bristol: IOP Publishing , 1970. - december 1. (162. kötet). - P. 947. - ISSN 0004-637X . - doi : 10.1086/150726 . Az eredetiből archiválva : 2019. március 26.
  12. 12 Karttunen et al., 2007 , p. 247.
  13. Surdin V. G. Csillagközi közeg . Asztronet . Letöltve: 2020. június 2. Az eredetiből archiválva : 2020. július 17.
  14. Surdin, 2015 , p. 124.
  15. Kononovich, Moroz, 2004 , p. 396.
  16. Kémiai összetétel . Csillagászat . Swinburne Műszaki Egyetem . Letöltve: 2021. április 1. Az eredetiből archiválva : 2021. február 28..
  17. Karttunen et al., 2007 , p. 249.
  18. Mironov A. V. Fő sorozat . Nagy Orosz Enciklopédia . Letöltve: 2021. április 3. Az eredetiből archiválva : 2021. április 17.
  19. ↑ 1 2 Russell HN "Óriás" és "törpe" csillagok  (angolul)  // The Observatory / Gen. szerkesztő Arthur Stanley Eddington . - L. , 1913. - augusztus 1. (36. köt.). - P. 324-329. — ISSN 0029-7704 . Az eredetiből archiválva : 2019. március 26.
  20. Drágám D. Törpecsillag . Internetes Tudományos Enciklopédia . Letöltve: 2021. április 3. Az eredetiből archiválva : 2022. február 7..
  21. Salaris, Cassisi, 2005 , p. 124.
  22. ↑ 1 2 Kholopov P. N. Csillaghalmazok . Az evolúciós hatások számbavétele. A kezdeti fősorozat meghatározásának problémája . Asztronet . Letöltve: 2021. április 1. Az eredetiből archiválva : 2019. március 20.
  23. ↑ 1 2 3 4 Sackmann IJ, Boothroyd AI, Kraemer KE Napunk. III. Jelen és jövő  //  The Astrophysical Journal . - Bristol: IOP Publishing , 1993. - november 1. (418. kötet). - P. 457. - ISSN 0004-637X . - doi : 10.1086/173407 . Archiválva az eredetiből 2008. február 26-án.
  24. Sweet PA, Roy AE A forgó csillagok szerkezete. I  (eng.)  // A Royal Astronomical Society havi közleményei . - N. Y .: Wiley-Blackwell , 1953. - december 1. (113. kötet ( 6. kiadás). - P. 701-715. - ISSN 0035-8711 . - doi : 10.1093/mnras/113.6.701 .
  25. Yungelson L.R. Subdwarfs . Nagy Orosz Enciklopédia . Letöltve: 2021. április 1. Az eredetiből archiválva : 2021. március 5..
  26. Samus N.N. Változócsillagok . Pulzáló csillagok . Csillagászati ​​örökség . Letöltve: 2021. április 1. Az eredetiből archiválva : 2012. január 19.
  27. ↑ 1 2 3 4 Brainerd JJ Main Sequence Stars . Az asztrofizikai néző . Freddie Wilkinson. Letöltve: 2021. április 2. Az eredetiből archiválva : 2020. június 4.
  28. Salaris, Cassisi, 2005 , p. 128.
  29. 1 2 Surdin, 2015 , p. 159.
  30. 1 2 3 4 5 Karttunen et al., 2007 , pp. 247-249.
  31. Baturin V.A., Mironova I.V. Csillagok: szerkezetük, életük és haláluk . A fősorozat csillagainak felépítése . Asztronet . Letöltve: 2021. április 2. Az eredetiből archiválva : 2020. július 5.
  32. ↑ 1 2 3 Laughlin G., Bodenheimer P., Adams FC The End of the Main Sequence  //  The Astrophysical Journal . - Bristol: IOP Publishing , 1997. - június 10. (482. kötet ( 1. kiadás ). - P. 420. - ISSN 0004-637X . - doi : 10.1086/304125 . Archiválva az eredetiből : február 22. 20.
  33. Karttunen et al., 2007 , pp. 234-236.
  34. ↑ 1 2 fősorozat  csillaga . Australia Telescope National Facility . Sydney: CSIRO . Letöltve: 2021. április 2. Az eredetiből archiválva : 2020. július 21.
  35. Salaris, Cassisi, 2005 , p. 121.
  36. Salaris, Cassisi, 2005 , pp. 155-159.
  37. Zero Age Main Sequence . Swinburne Műszaki Egyetem . Letöltve: 2021. április 2. Az eredetiből archiválva : 2020. augusztus 15.
  38. Salaris, Cassisi, 2005 , pp. 121-123.
  39. Salaris, Cassisi, 2005 , pp. 124-129.
  40. Salaris, Cassisi, 2005 , pp. 124-133.
  41. Martins F., Palacios A. Egyetlen galaktikus masszív csillag evolúciós nyomainak összehasonlítása  // Astronomy & Astrophysics  . - Bristol: EDP Sciences , 2013. - december 1. (560. kötet). — P.A16. — ISSN 1432-0746 0004-6361, 1432-0746 . - doi : 10.1051/0004-6361/201322480 . Az eredetiből archiválva : 2021. január 17.
  42. Salaris, Cassisi, 2005 , pp. 128-132.
  43. 1 2 Kononovich, Moroz, 2004 , p. 399.
  44. Salaris, Cassisi, 2005 , pp. 123-125.
  45. ↑ 1 2 Adams FC, Bodenheimer P., Laughlin G. M törpék : bolygóképződés és hosszú távú evolúció  // Astronomische Nachrichten  . - Frankfurt: Wiley-VCH , a John Wiley & Sons része , 2005. - december 1. (326. kötet). - P. 913-919. — ISSN 0004-6337 . - doi : 10.1002/asna.200510440 . Az eredetiből archiválva : 2018. december 23.
  46. 1 2 Surdin, 2015 , p. 158.
  47. 1 2 3 Karttunen et al., 2007 , p. 243.
  48. Surdin, 2015 , p. 149-151.
  49. Kononovich, Moroz, 2004 , p. 441-443.
  50. Surdin, 2015 , p. 157.
  51. Salaris, Cassisi, 2005 , p. 117.
  52. Postnov K. A. Evolúciós asztrofizika . A csillagok evolúciója a fősorozat után . Asztronet . Letöltve: 2021. április 3. Az eredetiből archiválva : 2018. augusztus 14..
  53. Surdin, 2015 , p. 151-152.
  54. Schulze-Makuch D., Heller R., Guinan E. In Search for a Planet Better than Earth: Top Contenders for a Superhabitable World  // Astrobiology . - Cambridge, Eng.: Cambridge University Press , 2020. - szeptember 18. (20. kötet). - P. 1394-1404. — ISSN 1531-1074 . - doi : 10.1089/ast.2019.2161 . Archiválva : 2020. november 17.
  55. Karttunen et al., 2007 , p. 418.
  56. Surdin, 2015 , p. 146-148.
  57. Morgan WW, Keenan PC, Kellman E. An Atlas of Stellar Spectra  . - Chicago: University of Chicago Press , 1943. - 35 p. Archiválva : 2021. április 14. a Wayback Machine -nél
  58. Karttunen et al., 2007 , p. 212.
  59. Kononovich, Moroz, 2004 , p. 377-378.
  60. ↑ 1 2 A csillagászat története . Természettudományi és Technikatörténeti Intézet. S.I. Vavilov . Letöltve: 2021. április 3. Az eredetiből archiválva : 2020. június 29.
  61. ↑ Haemmerlé L., Eggenberger P., Ekström S., Georgy C. , Meynet G. Csillagmodellek és izokrónok a kis tömegű csillagoktól a nagy tömegű csillagokig, beleértve a fősorozat előtti fázist akkrécióval  // Astronomy & Astrophysics  . - Les Ulis: EDP Sciences , 2019. - április 1. (624. kötet). — P.A137. — ISSN 1432-0746 0004-6361, 1432-0746 . - doi : 10.1051/0004-6361/201935051 . Archiválva az eredetiből 2021. június 13-án.
  62. Ekström S., Georgy C., Eggenberger P., Meynet G., Mowlavi N. Csillagmodellek rácsai rotációval. I. Modellek 0,8-120 M&sun; fémességnél (Z = 0,014  )  // Csillagászat és asztrofizika . - Les Ulis: EDP Sciences , 2012. - január 1. (537. kötet). — P.A146. — ISSN 0004-6361 . - doi : 10.1051/0004-6361/201117751 . Archiválva az eredetiből 2019. október 7-én.
  63. Anna B. Velicsko, PN Fedorov, VS Akhmetov. A fősorozatú csillagok kinematikája a Gaia DR2-ből és a PMA megfelelő mozgásából  // Monthly Notices of the Royal Astronomical Society  . - N. Y .: Wiley-Blackwell , 2020. - május 1. (494. kötet). - P. 1430-1447. — ISSN 0035-8711 . - doi : 10.1093/mnras/staa825 .

Irodalom

Linkek