Stjärnor: Hertzsprung-Russell-diagrammet

Natthimlen är täckt av miljoner stjärnor. Vad vi ser från jorden är bara en bråkdel av alla stjärnor i universum. För oss framstår dom som små ljusa punkter på himlen, men faktum är att deras skillnader är lika stora som avstånden mellan dem. Hur lyckas människor studera och förstå dem? Det här är Ejnar Hertzsprung, en dansk astronom.

Det är i början av 1900-talet, och Hertzsprung är upptagen med att jämföra stjärnor han kan se från jorden. Han försöker hitta ett samband mellan hur ljusa stjärnorna är – deras luminositet – och deras temperatur. På egen hand i Amerika, studerar Henry Norris Russell samma ämne och kommer till liknande slutsatser. Resultatet av deras studier är ett diagram som vi idag kallar Hertzsprung- Russell-diagrammet, för att hedra de två forskarna. Grafen ser ut så här.

Horisontalaxeln representerar yttemperaturerna hos stjärnorna, markerade med färger. De hetaste stjärnorna är blå och vi hittar dem på vänstra sidan av diagrammet. Stjärnor med medeltemperatur är vita och gula och landar i mitten. De svalaste stjärnorna är röda och dem hittar vi på den högra sidan av diagrammet. Vertikalaxeln visar en stjärnas luminositet – hur ljus stjärnan verkligen är.

De ljusstarkaste stjärnorna är högst upp, och de ljussvagaste stjärnorna längst ner. De flesta stjärnorna i diagrammet råkar vara nära den här diagonala linjen, som går från övre vänstra hörnet till nedre högra hörnet. Det här är huvudserien i diagrammet. Både luminositet och temperatur är relaterad till en stjärnas massa, så om vi tittar på huvudserien kan vi jämföra olika stjärnors massor! Stjärnor i det nedre högra hörnet är inte bara ljussvagare och svalare, utan har också en mycket lägre massa än de i mitten eller i övre vänstra hörnet.

De små, svala och ljussvaga stjärnorna längst ner i högra hörnet har till och med ett eget namn. De kallas röda dvärgar. Men stjärnorna som tillhör huvudserien är inte alla stjärnor vi känner till. Det finns också några stjärnor som både är väldigt heta och extremt ljusstarka, mycket ljusare än de flesta stjärnor. De kallas blå jättar och blå superjättar.

De finns i det övre vänstra hörnet av diagrammet, något utanför huvudserien. Blå jättar är också väldigt tunga, till och med tyngre än mycket större stjärnor som hör till det övre högra hörnet av diagrammet. Stjärnorna i övre högra hörnet är svalare, men skiner fortfarande väldigt starkt. Det beror på att de har en enorm yta som avger ljus. De kallas röda jättar och röda superjättar.

Och slutligen, här i det nedre vänstra hörnet har vi extremt tunga och täta kärnor av stjärnor. De är väldigt heta, men de är så små att de framstår som mycket ljussvaga. De kallas vita dvärgar. Vad sägs om en stjärna som vår sol? Var tror du den hamnar i det här diagrammet?

Med sin medelstarka ljusstyrka och måttliga yttemperatur är solen mitt i huvudserien, lite till höger! Hertzsprung-Russell-diagrammet organiserar stjärnorna baserat på deras luminositet och temperatur. Det låter oss jämföra olika stjärnor och observera mönster och skillnader mellan dem. Genom att veta en stjärnas plats i diagrammet, kan forskare göra gissningar och dra slutsatser om dess massa, storlek och till och med livslängd, utveckling och öde. På det här sättet har Hertzsprung- Russell-diagrammet hjälpt astronomer och astrofysiker att studera stjärnor i över hundra år!