Deret Utama dan Diagram Hertzsprung-Russell

Sebagian besar bintang menghabiskan sebagian besar hidupnya dengan memadukan hidrogen di intinya, yang menempatkan mereka di sepanjang pita diagonal tunggal, deret utama, pada diagram luminositas terhadap suhu yang mengorganisir seluruh astronomi bintang.

Definition

Deret utama adalah pita pada diagram Hertzsprung-Russell yang ditempati oleh bintang-bintang yang menghasilkan energi mereka dengan memadukan hidrogen menjadi helium di intinya, dan diagram itu sendiri adalah plot luminositas bintang terhadap suhu permukaan atau warna.

Scope

Topik ini mencakup diagram Hertzsprung-Russell dan padanannya secara observasional, yaitu diagram warna-magnitudo, deret utama sebagai lokus pembakaran hidrogen inti, hubungan massa-luminositas yang mengurutkan bintang-bintang di sepanjangnya, deret utama usia nol dan masa hidup deret utama, serta penggunaan titik belok deret utama gugus untuk menentukan usia.

Core questions

• Mengapa sebagian besar bintang terletak di sepanjang deret utama?
• Sifat apa dari sebuah bintang yang menentukan lokasinya di deret utama?
• Bagaimana masa hidup deret utama bergantung pada massa bintang?
• Bagaimana usia gugus bintang dibaca dari titik belok deret utamanya?

Key concepts

• deret utama
• diagram Hertzsprung-Russell
• diagram warna-magnitudo
• hubungan massa-luminositas
• deret utama usia nol
• titik belok deret utama
• tipe spektral

Key theories

Deret utama sebagai pembakaran hidrogen inti

Bintang-bintang menetap di deret utama ketika fusi hidrogen yang stabil di inti memasok luminositas mereka dalam keseimbangan hidrostatik dan termal; karena ini adalah fase stabil yang paling lama, deret utama adalah tempat sebagian besar bintang ditemukan pada waktu tertentu.

Hubungan massa-luminositas dan usia titik belok

Sepanjang deret utama, luminositas meningkat tajam dengan massa, sehingga bintang-bintang masif lebih terang tetapi berumur lebih pendek; dalam gugus seumur, bintang-bintang paling masif yang bertahan hidup mendefinisikan titik belok yang lokasinya memberikan usia gugus.

Mechanisms

Bintang yang baru terbentuk berkontraksi hingga intinya cukup panas untuk fusi hidrogen, pada titik mana ia menetap di deret utama usia nol dengan luminositas yang sebagian besar ditentukan oleh massanya. Ia tetap di sana, perlahan-lahan mencerah, hingga hidrogen inti habis, setelah itu ia meninggalkan deret utama; dalam sebuah gugus, kehabisan ini berlangsung dari bintang-bintang paling masif ke bawah, menggeser titik belok ke massa yang lebih rendah seiring waktu.

Clinical relevance

Deret utama adalah tulang punggung klasifikasi bintang dan alat utama untuk mengukur usia dan jarak: penyesuaian deret utama mengkalibrasi jarak gugus, usia titik belok menentukan usia populasi bintang dan Galaksi, dan diagram ini mengorganisir perbandingan teori dengan populasi bintang yang diamati.

History

Hertzsprung dan Russell secara independen menemukan hubungan luminositas-suhu pada awal 1910-an, berdasarkan klasifikasi spektral Cannon; Payne-Gaposchkin kemudian menunjukkan bahwa bintang-bintang sebagian besar terbuat dari hidrogen, menjelaskan mengapa pembakaran hidrogen mendefinisikan deret utama.

Key figures

• Ejnar Hertzsprung
• Henry Norris Russell
• Annie Jump Cannon
• Cecilia Payne-Gaposchkin

Seminal works

• russell1914
• hertzsprung1911

Frequently asked questions

Apakah deret utama merupakan jalur evolusi?

Tidak, itu bukan jalur yang dilalui oleh satu bintang; itu adalah kumpulan posisi yang ditempati oleh banyak bintang yang berbeda saat mereka membakar hidrogen di intinya, dengan tempat setiap bintang sebagian besar ditentukan oleh massanya dan hanya berubah perlahan selama fase ini.

Bagaimana diagram HR sebuah gugus dapat memberikan usianya?

Semua bintang dalam sebuah gugus terbentuk bersama, sehingga yang paling masif menghabiskan hidrogen intinya terlebih dahulu dan terlepas dari deret utama; massa di mana bintang-bintang baru saja pergi, yaitu titik belok, sesuai dengan masa hidup yang diketahui yang sama dengan usia gugus.