Có phải chính Main Sequence là một trình tự thời gian?

Các ngôi sao được vẽ bằng độ sáng và nhiệt độ bề mặt phù hợp với các mẫu trong sơ đồ Hertzsprung hạ Russell . Một tập hợp đường chéo thô của âm mưu này được gọi là chuỗi chính. Đây có phải là một chuỗi thời gian? Có một manh mối trong phần vật lý xuất sắc của bài viết trên wikipedia rằng câu trả lời là không, nhưng nó đã từng được nghĩ như vậy:

Việc chiêm ngưỡng sơ đồ khiến các nhà thiên văn học suy đoán rằng nó có thể chứng minh sự tiến hóa của sao, gợi ý chính là các ngôi sao sụp đổ từ những người khổng lồ đỏ thành những ngôi sao lùn, sau đó di chuyển dọc theo dòng chính trong suốt cuộc đời của họ.

Vì vậy, từ "trình tự" trong trường hợp này bây giờ có nghĩa chỉ là một thứ tự cụ thể, và không phải là một sự tiến triển theo thời gian mà bất kỳ một ngôi sao nào tạo ra? Có phải trình tự chính chỉ là một loại cao nguyên trong quá trình tiến hóa của sao mà các ngôi sao trải qua một khoảng thời gian đáng kể?

Đây có phải là một chuỗi thời gian?

Không hẳn vậy. Ít nhất là không phải trong ý nghĩa của một ngôi sao trượt dọc theo chuỗi chính. Điều đó không xảy ra. Thay vào đó, một ngôi sao vẫn ít nhiều đậu tại một vị trí trên dãy chính trong suốt vòng đời của nó như là một ngôi sao chuỗi chính.

Một protostar sáng hơn và mát hơn ngôi sao chuỗi chính không tuổi mà nó sẽ trở thành. Khi một ngôi sao "bốc cháy" (bắt đầu nung chảy hydro (không phải deuterium)) là khi một ngôi sao bước vào chuỗi chính. Đây là nơi ngôi sao dành phần lớn cuộc đời của nó. Trong trường hợp các ngôi sao nhỏ, các ngôi sao có khối lượng nhỏ hơn khoảng 40% khối lượng Mặt trời, đây là nơi ngôi sao sẽ dành toàn bộ cuộc đời của nó như một ngôi sao. Những ngôi sao nhỏ trở nên mờ hơn và mờ hơn khi có tuổi.

Các ngôi sao lớn hơn không trộn kỹ từ lõi trong cùng đến các vùng ngoài cùng. Những ngôi sao lớn hơn này tạo ra một tro helium khi chúng già đi. Sự hợp nhất hydro này cuối cùng đã kết thúc khi tất cả hydro trong lõi đã được hợp nhất thành helium. Đó là khi ngôi sao khởi hành chuỗi chính. Không giống như những ngôi sao nhỏ, những ngôi sao lớn hơn sẽ sáng hơn (phát sáng hơn) khi có tuổi.

Những ngôi sao lớn hơn (những ngôi sao lớn hơn 40% khối lượng mặt trời) có thể tăng gấp đôi hoặc gấp ba độ sáng khi chúng già đi. Đó là mức tăng cường độ thứ ba đến một nửa độ lớn và nhỏ so với mười một hoặc mười hai bậc độ chênh lệch độ lớn thể hiện trên biểu đồ HR giữa sao lùn đỏ nhỏ nhất và người khổng lồ xanh lớn nhất. Điều này có nghĩa là một khi một ngôi sao không nhỏ bước vào chuỗi chính, thì ít nhiều nó vẫn ở vị trí đó trên chuỗi chính cho đến khi nó rời khỏi chuỗi chính.

Không, Chuỗi chính giống như một vạch xuất phát . Hầu hết các ngôi sao dành một thời gian dài cho một điểm của nó ( 10 tỷ năm cho mặt trời) trong khi chúng hợp nhất hydro thành helium. Sau đó, họ đi lang thang ra khỏi nó.

Trong sơ đồ này , đường màu đen là Chuỗi chính. Các dòng màu hiển thị trình tự thời gian. Sự tiến bộ này qua thời gian của một ngôi sao riêng lẻ được gọi là quá trình tiến hóa của nó .

Các số dọc theo đường màu đen là khối lượng mặt trời (1 = mặt trời). Sơ đồ này được phát triển thông qua một chuỗi các hình ảnh của người dùng Wikimedia Rursus , GAS và Jesusmaiz.

Chuỗi chính chủ yếu là một cao nguyên mà một ngôi sao đạt được sau khi nó được hình thành hoàn toàn nhưng trước khi nó bắt đầu cạn kiệt hydro để tạo ra các phản ứng tổng hợp thông thường. Và vâng, trình tự chủ yếu là một thứ tự - theo khối lượng, không phải tuổi. Tôi nói chủ yếu là vì tuổi tác có một số ảnh hưởng (xem phần từ bài viết trên Wikipedia về trình tự chính liên quan đến sự thay đổi độ sáng của nhiệt độ ). Kết quả là các ngôi sao già nóng hơn và sáng hơn một chút so với các ngôi sao trẻ.

Đối với hầu hết các ngôi sao, phần lớn ánh sáng phát ra là bức xạ vật đen . Lượng năng lượng mà một ngôi sao tạo ra rất phức tạp (như được giải thích trên trang về mối quan hệ độ sáng khối lượng ) nhưng điểm mấu chốt là đối với các ngôi sao có khối lượng lớn hơn, năng lượng phát ra tăng đáng kể so với diện tích bề mặt của nó và do đó nóng hơn . Trang về bức xạ vật đen có một lời giải thích hay bao gồm một hình ảnh nhiệt độ cho thấy nhiệt độ bề mặt của các ngôi sao nhỏ hơn màu đỏ và khi khối lượng tăng, cam, vàng, xanh lục và xanh lam.

Tốc độ tổng hợp cao hơn (so với kích thước) giải thích tại sao các ngôi sao lớn hơn hết hydro nhanh hơn các ngôi sao nhỏ hơn.

Câu trả lời ngắn

Câu trả lời là không. Trình tự chính là một chuỗi trong khối lượng (và không phải là một chuỗi trong thời gian).

Những ngôi sao lớn nhất nằm ở phía trên bên trái (vì chúng là ngôi sao sáng nhất và nóng nhất / xanh nhất). Các ngôi sao có khối lượng thấp nhất được đặt ở phía dưới bên trái (vì chúng mờ hơn và mát hơn / đỏ hơn).

Theo trình tự chính từ trên cùng bên trái xuống dưới cùng bên phải là một chuỗi từ khối lượng cao đến thấp.

Một chút nền tảng

Các nhà thiên văn học Hertzsprung và Russel là những người đầu tiên lưu ý rằng độ sáng và màu sắc của các ngôi sao không chỉ là ngẫu nhiên, mà phần lớn các ngôi sao cho thấy mối quan hệ hẹp giữa độ sáng và màu sắc. Các ngôi sao sáng nhất thường xanh hơn (= nóng hơn) và các ngôi sao mờ hơn thường đỏ hơn (= mát hơn).

Khi vẽ các thuộc tính của các ngôi sao trong sơ đồ cho thấy độ sáng trên trục tung và màu (hoặc nhiệt độ) trên trục hoành, hóa ra phần lớn các ngôi sao nằm trong một dải khá hẹp trong sơ đồ này. Chúng tôi gọi đây là quy định trình tự chính, đơn giản vì hầu hết các ngôi sao nằm trên nó. (Có những trường hợp ngoại lệ, ví dụ người khổng lồ đỏ và sao lùn trắng không nằm trong chuỗi này, nhưng những điều này hiếm hơn). Bây giờ chúng ta gọi sơ đồ này là sơ đồ Hertzsprung-Russel.

Hầu hết các ngôi sao nằm trên chuỗi này vì họ dành khoảng 90% thời gian sống ở đó mà không thay đổi nhiều. Mặt trời cũng là một trong nhiều ngôi sao trên dãy chính. Tất cả các ngôi sao trên dãy chính được cung cấp năng lượng từ phản ứng tổng hợp hạt nhân hydro trong các trung tâm nóng của chúng. Đây là một nguồn nhiên liệu hiệu quả cho một ngôi sao, nó tồn tại đến 90% vòng đời.

Các mô hình máy tính đã giúp các nhà thiên văn học hiểu cách các ngôi sao di chuyển qua sơ đồ Hertzsprung-Russel khi chúng già đi. Khi các ngôi sao hết nhiên liệu hydro trong trung tâm của chúng, chúng bắt đầu thay đổi và chúng rời khỏi chuỗi chính. Đây là khi chúng có thể phát triển để trở thành người khổng lồ đỏ. Những thay đổi tương đối nhanh. Đây là lý do tại sao chúng ta không thấy nhiều ngôi sao cách xa chuỗi chính. Các dấu vết về cách các ngôi sao di chuyển qua sơ đồ khi chúng lớn lên được gọi là các dấu vết tiến hóa. Những dấu vết tiến hóa này có thể được coi là một chuỗi thời gian.