توفر الشمس معيارًا مفيدًا لوصف النجوم الأخرى. تعطينا كتلة شمس هذا النظام الشمسي وحدة لقياس كتل النجوم الأخرى. وبالمثل ، فإن لمعان الشمس ودرجة حرارة سطحها يحددان مركز مخطط Hertzsprung-Russell (مخطط HR). يتنبأ رسم نجم على هذا المخطط بشكل موثوق بصفات أخرى للنجم ، مثل الكتلة والعمر.
المحور السيني
يشير المحور X في مخطط HR إلى درجة حرارة سطح النجم بالدرجات كلفن. تزداد درجة الحرارة من اليمين إلى اليسار - للخلف من معظم الرسوم البيانية التي قد تكون معتادًا على استخدامها. يستخدم مخطط HR مقياس نسبة ؛ تمثل كل علامة متباعدة بشكل متساوٍ درجة حرارة تبلغ ضعف درجة حرارة جارتها على اليمين.
يمكن أيضًا تسمية المحور X وفقًا للفئة الطيفية ، والتي تختلف بشكل متوقع مع درجة حرارة سطحه. تظهر أكثر النجوم سخونة باللون الأبيض أو الأزرق بينما تظهر الأروع باللون الأحمر. بين الطرفين ، ستجد شمس هذا النظام الشمسي. يتم تصنيف ألوان النجوم حسب الحروف ، من الأزرق / الأكثر سخونة إلى الأكثر احمرارًا / الأروع: OBAFGKM.
المحور ص
يشير المحور Y إلى اللمعان أو السطوع. يزداد من أسفل إلى أعلى وفقًا لمقياس النسبة. وحدة القياس الأكثر شيوعًا هي لمعان مساوٍ للشمس ، بحيث تكون التسمية المركزية 1 (واحد) وتنتقل الملصقات في كلا الاتجاهين بواسطة الأس 10.
يمكن أيضًا تسمية المحور الصادي من حيث "الحجم المطلق". يشير هذا المصطلح إلى الضوء المرئي الذي يبدو أن النجم ينبعث منه إذا كان على بعد 10 فرسخ من الأرض.
التسلسل الرئيسي
مرحلة التسلسل الرئيسية لدورة حياة النجم هي تلك الفترة التي يحدث خلالها اندماج الهيدروجين في لبه. ولكن فيما يتعلق بمخطط H-R ، يشير "التسلسل الرئيسي" أيضًا إلى خط مائل منحني قليلاً على شكل حرف S يمتد بين الزاويتين العلوية اليسرى والسفلية اليمنى حيث يتم تخطيط التسلسل الرئيسي للنجوم. يحافظون على علاقة يمكن التنبؤ بها بين اللمعان ودرجة الحرارة: كلما كان ذلك أكثر إشراقًا ، كان أكثر سخونة. تزداد هاتان السمتان مع زيادة كتلة النجم. النجم الذي يُشار إليه بالقرب من الزاوية اليسرى العلوية سيكون "أثقل" من شمسنا ، في حين أن نجوم التسلسل الرئيسي السفلي الأيمن ستكون "أفتح".
عمالقة حمراء
إذا رسم علماء الفلك نجمًا مكتشفًا حديثًا في الزاوية العلوية اليمنى من مخطط HR ، كونه ساطعًا ولكن باردًا ، فسيعرفون على الفور مرحلة دورة حياته التي يمر بها النجم. نواة العملاق الأحمر ، الساخنة بدرجة كافية لدمج الهيليوم وحتى العناصر الأثقل ، دفعت طبقات غلافها بعيدًا بحيث يمكن أن تبرد في الطيف الأحمر. إنهم مدينون لمعانهم الكبير ليس لدرجة حرارتهم ، ولكن لحجمهم: النجوم الأكبر تشع طاقة ضوئية أكثر.
الأقزام البيضاء
يمكنك أن تكون متأكدًا تمامًا من مرحلة دورة حياة نجم حار جدًا ولكنه خافت جدًا. ينتمي الربع السفلي الأيسر من مخطط HR بشكل حصري تقريبًا إلى الأقزام البيضاء.
بعد أن يحرق عملاق أحمر له كتلة مماثلة لشمسنا كل الهيليوم الخاص به ، فإن للجاذبية حرية ضغط قلبها بقدر ما تسمح إلكترونات الكربون الموجودة فيه. هذه الكثافة الكبيرة تولد حرارة جوهرية هائلة. ولأن اللب هو كل ما تبقى عند هذه النقطة ، فإن درجة حرارة اللب هي درجة حرارة السطح. وهكذا ، ترسم الأقزام البيضاء إلى اليسار على مخطط HR. على الرغم من الحرارة ، فإن صغر حجمها يعني كمية أقل من الطاقة المشعة - لمعان أقل ، وموضع أقل في الرسم التخطيطي.
مع تقدمه في السن ، يبرد القزم الأبيض ، ويشع كل حرارته بعيدًا ولا ينتج المزيد. سيتحرك موضعه في مخطط HR إلى أسفل نحو اليمين حتى يختفي من العرض.
