Bagaimana Diagram H-R Menjelaskan Siklus Hidup Bintang?

Matahari menyediakan patokan yang berguna untuk menggambarkan bintang-bintang lain. Massa matahari tata surya ini memberi kita satuan untuk mengukur massa bintang lain. Demikian pula, luminositas matahari dan suhu permukaan menentukan pusat Diagram Hertzsprung-Russell (Diagram H-R). Merencanakan sebuah bintang pada bagan ini dengan andal memprediksi kualitas lain dari bintang tersebut, seperti massa dan usia.

Sumbu X dari Diagram H-R menunjukkan suhu permukaan bintang dalam derajat Kelvin. Suhu meningkat dari kanan ke kiri--mundur dari sebagian besar grafik yang mungkin biasa Anda gunakan. Diagram H-R menggunakan skala rasio; setiap tanda yang berjarak sama mewakili suhu dua kali lipat dari tetangganya di sebelah kanan.

Sumbu X juga dapat diberi label menurut kelas spektral, yang dapat diprediksi bervariasi dengan suhu permukaannya. Bintang-bintang terpanas tampak putih atau bahkan biru sedangkan yang paling keren tampak merah. Di antara ekstrem, Anda akan menemukan matahari tata surya ini. Warna bintang diklasifikasikan berdasarkan huruf, dari paling biru/terpanas hingga paling merah/terkeren: OBAFGKM.

Sumbu Y menunjukkan luminositas, atau kecerahan. Ini meningkat dari bawah ke atas sesuai dengan skala rasio. Satuan pengukuran yang paling umum adalah luminositas yang sama dengan matahari, sehingga label tengahnya adalah 1 (satu) dan label bergerak ke dua arah dengan pangkat 10.

Sumbu Y juga dapat diberi label dalam istilah "magnitudo mutlak." Istilah ini mengacu pada cahaya tampak yang akan tampak dipancarkan oleh sebuah bintang jika jaraknya 10 parsec dari bumi.

Fase urutan utama dari siklus hidup bintang adalah waktu di mana fusi hidrogen terjadi di intinya. Tetapi dalam hal Diagram H-R, "urutan utama" juga mengacu pada garis diagonal, sedikit melengkung S yang membentang antara sudut kiri atas dan kanan bawah di mana deret utama dipetakan. Mereka mempertahankan hubungan yang dapat diprediksi antara luminositas dan suhu: semakin terang, semakin panas. Kedua sifat ini meningkat dengan massa bintang; bintang yang ditunjukkan lebih dekat ke sudut kiri atas akan "lebih berat" daripada matahari kita, sedangkan bintang deret utama kanan bawah akan "lebih ringan".

Jika para astronom memplot bintang yang baru ditemukan di sudut kanan atas Diagram H-R, karena keduanya terang namun keren, mereka akan segera mengetahui fase siklus hidupnya yang dialami bintang tersebut. Inti raksasa merah, cukup panas untuk menggabungkan helium dan bahkan elemen yang lebih berat, telah mendorong lapisan cangkangnya begitu jauh sehingga bisa mendingin ke spektrum merah. Mereka berutang luminositas besar mereka bukan untuk suhu mereka, tetapi untuk ukuran mereka: bintang yang lebih besar memancarkan lebih banyak energi cahaya.

Anda bisa yakin dengan fase siklus hidup bintang yang sangat panas namun sangat redup. Kuadran kiri bawah Diagram H-R hampir secara eksklusif dimiliki oleh katai putih.

Setelah raksasa merah dengan massa yang sama dengan matahari kita membakar semua heliumnya, gravitasi memiliki kendali bebas untuk menekan intinya sejauh yang memungkinkan elektron karbon di dalamnya. Kepadatan yang besar ini menciptakan panas inti yang sangat besar. Dan karena hanya inti yang tersisa pada titik ini, suhu inti adalah suhu permukaan. Jadi, katai putih diplot ke kiri pada Diagram H-R. Meskipun panas, ukurannya yang kecil berarti lebih sedikit energi total yang terpancar - kurang luminositas, dan posisi yang lebih rendah pada diagram.

Seiring bertambahnya usia, katai putih akan mendingin, memancarkan semua panasnya dan tidak menghasilkan lagi. Posisinya pada Diagram H-R akan bergerak ke bawah ke arah kanan hingga menghilang dari pandangan.