Tähtede klassifikatsioon: spektritüübid, temperatuur ja näited

Uuri tähtede spektritüüpe, temperatuuriskaala ja konkreetseid näiteid — M-st kuni O-ni. Selgitused ja Päikese G-klassi roll teaduse vaatevinklist.

Astronoomias on tähtede klassifikatsioon tähtede rühmitamine temperatuuri ja spektri järgi. Tähe temperatuuri ja keemilist koostist saab määrata, vaadeldes selle spektrit — st seda, millist tüüpi valgus (nt absorptsioon- või emissioonijooned ning kontinummüra) täht kiirgab. Spektri põhjal saab lisaks temperatuurile teada ka tähe pindvalgustugevuse, keemilised elemendid ja liikumise Doppleri-nihe järgi.

Peamised spektritüübid ja temperatuur

Tähed rühmitatakse peamiselt värvuse ja spektrijoonte järgi spektrilistesse tüüpidesse või klassidesse. Üldiselt määrab tähe temperatuur selle värvuse — alates punasest kuni sinivalgeni. Seitse põhilist spektriklassi on O, B, A, F, G, K ja M, kus M-tähed on kõige külmemad ja O-tähed kõige kuumemad. Iga pealklass jaguneb alusklassisüsteemis 0–9, mis võimaldab täpsemat temperatuuri määrangut (näiteks G2 on pisut kuumem kui G5).

• O: > ~30 000 K, sinakas, tugevad ioniseeritud heeliumi ja heledad ioniseeritud rändemoodulid; haruldased ja väga eredad.
• B: ~10 000–30 000 K, sinakas-valge, tugevad neutraalse ja ioniseeritud He ning He nõrgemad kui O-tähtedel.
• A: ~7 500–10 000 K, valge, väga tugevad Balmeri (H) absorptsioonijooned.
• F: ~6 000–7 500 K, valge-kollakas, Balmeri jooned nõrgemad, tugevamad metallilised jooned (Ca II jt).
• G: ~5 200–6 000 K, kollakas-valge, tugevad metallilised jooned ja CH "G-bänd"; meie Päike on G2V.
• K: ~3 700–5 200 K, oranžikas, tugevad metallilised jooned ja mõningad molekulaarsed tunnused.
• M: ~2 400–3 700 K, punakas, tugevad molekulaarbändid (nt TiO) — kõige külmemad peamised tähed.

Lisatüübid ja erandid

Lisaks varem nimetatud peaklassidele on olemas harvemini esinevad või eripärasemad spektritüübid:

• W – Wolf–Rayet tähed: väga kuumad, põnevad spektrid tugeva emissiooniga, näitavad sügavalt purunenud tuumaelustuse jooni.
• R ja N – süsinikurikkad (carbon) tähed: tugevad süsiniku molekulide (C2, CN) bändid, väga punased.
• S – S-tähed: sarnased punastele hiidtähtedele, kuid iseloomulikud ZrO (tsirkooniumoksiidi) bändid.

Heljuklassid (luminosity classes)

Spektritüüp ei anna ainult temperatuuri, vaid koos tähe säraga määratakse ka selle suurus/valgusseisund. Luminosity- ehk heljuklassid (I–V) eristavad superhiidusid, hiidtähti, subhiidusid ja peamise jada tähti:

• I — superhiidud (Ia, Ib)
• II — eredad hiidtähed
• III — hiidtähed
• IV — aladžungid / subjõudjad
• V — peamise jada tähed (tavaliselt nimetatakse neid "dwarf" või põhitähena)

Näiteks tähesüsteemide tüüpiline märkus "G2V" tähendab, et täht on G-klassi, alusklass 2 ja kuulub peamise jada (V) — nii on määratud ka Päike (G2V).

Spektri tõlgendamine: mis seda määrab

Spektraalanalüüs põhineb visuaal- ja elektroonilistel mõõtmistel, kus hinnatakse nii kontinumi kuju (ligikaudne mustkeha temperatuur) kui ka absorptsiooni- ja emissioonijoonte tugevust. Näiteks tugevad Balmeri H-jooned on iseloomulikud A-klassi tähtedele; M-klassi tähte näitab tugevalt molekulaarne TiO-bänd. Samuti võimaldab spekter määrata tähe keemilist koosseisu ja radiaalset kiirust Doppleri-nihe abil.

Ajalooline taust

Tänapäevase spektraalklassifikatsiooni aluse pani Harvardis töötanud astronoomide rühm, kus olulise panuse andsid Annie Jump Cannon ja teised — nad kehtestasid lihtsa, praktilise tähestikulise järjestuse (O–M), mis asendas varasemaid keerulisemaid skeeme.

Näited tuntud tähtedest

• Päike — G2V (meie kodutäht, kollakas)
• Vega — A0V (hele valge täht)
• Sirius A — A1V (taevalõime üks eredamaid tähti)
• Rigel — B8 Ia (sinakas superhiid)
• Betelgeuse — M2 Iab (punane hiidtäht, näide külmemast M-klassist)
• Arcturus — K1.5 III (oranž hiidtäht)
• Gamma Velorum süsteemis esinev WR-täht — näide Wolf–Rayet tüübist (W)
• R Leporis (Hind's Crimson Star) — näide R/N-tüüpi süsinikustähest
• Chi Cygni — tuntud S-tüüpi Mira-muutuv täht

Kokkuvõte

Tähtede klassifikatsioon spektri järgi on astronomias üks olulisi tööriistu, mis võimaldab järjestada tähti temperatuuri, keemilise koostise ja valguse järgi. See süsteem (O–M pluss haruldasemad tüübid nagu W, R, N, S), koos alusklasside (0–9) ja luminosity-klassidega (I–V), annab rikkaliku pildi tähestiku mitmekesisusest ning aitab mõista tähe elutsüklit, massi ja evolutsiooni.

Harvardi spektraalne klassifikatsioon

Harvardi liigitussüsteem on ühemõõtmeline liigitussüsteem. Tähtede pinnatemperatuur varieerub umbes 2000 kuni 40 000 kelvini. Füüsikaliselt näitavad klassid tähe atmosfääri temperatuuri ja tavaliselt loetletakse neid kõige kuumemast kõige külmemini, nagu on tehtud järgmises tabelis:

Märkus: Tavapärane värvikirjeldus kirjeldab ainult tähtede spektri tippu. Tegelikud näilised värvid, mida silm näeb, on siiski heledamad kui tavalised värvikirjeldused.

Klass	Pinnatemperatuur (kelvin)	Conventionalcolor kirjeldus	Tegelik näiv värvus	Mass(päikesemassid)	Raadius(päikeseraadiused)	Heledus (bolomeetriline)	Hydrogenlines	Fraktsioon kõigist põhijärjekorra tähtede arvust
O	≥ 33,000 K	sinine	sinine	≥ 16 M ☉	≥ 6,6 R ☉	≥ 30,000 L ☉	Nõrgad	~0.00003%
B	10,000-33,000 K	sinine valge	sügavsinine valge	2,1-16 M ☉	1,8-6,6 R ☉	25-30,000 L ☉	Keskmine	0.13%
A	7,500-10,000 K	valge	sinine valge	1,4-2,1 M ☉	1,4-1,8 R ☉	5-25 L ☉	Tugev	0.6%
F	6,000-7,500 K	kollane valge	valge	1,04-1,4 M ☉	1,15-1,4 R ☉	1,5-5 L ☉	Keskmine	3%
G	5,200-6,000 K	kollane	kollakasvalge	0,8-1,04 M ☉	0,96-1,15 R ☉	0,6-1,5 L ☉	Nõrgad	7.6%
K	3,700-5,200 K	oranž	kahvatukollane oranž	0,45-0,8 M ☉	0,7-0,96 R ☉	0,08-0,6 L ☉	Väga nõrk	12.1%
M	2,000-3,700 K	punane	heleoranž punane	≤ 0,45 M ☉	≤ 0,7 R ☉	≤ 0,08 L ☉	Väga nõrk	76.45%
R	1,300-2,000 K	punane []	punane []	Teadmata	Teadmata	Teadmata	Väga nõrk	Teadmata
N	1,300-2,000 K	punane []	punane []	Teadmata	Teadmata	Teadmata	Väga nõrk	Teadmata
S	1,300-2,000 K	punane []	punane []	Teadmata	Teadmata	Teadmata	Väga nõrk	Teadmata

Iga klassi puhul esitatud mass, raadius ja heledus on sobivad ainult põhiseeria tähtede puhul ja seega ei ole need sobivad punaste hiiglaste puhul. Spektriklassid O-M on jaotatud araabia numbritega (0-9). Näiteks A0 tähistab A-klassi kõige kuumemaid tähti ja A9 kõige jahedamaid tähti. Päike on klassifitseeritud G2 klassi.

Hertzsprung-Russelli diagrammi kasutatakse astronoomias sagedamini, sest see seostab kolme olulist muutujat: absoluutset heledust, heledust ja pinnatemperatuuri. See on astronoomias sama oluline kui perioodilisustabel keemias.

Tavapärased ja nähtavad värvid

Tavapärased värvikirjeldused on astronoomias traditsioonilised ja kujutavad värve A-klassi tähe keskmise värvuse suhtes, mida peetakse valgeks. Näiv värvikirjeldused on see, mida vaatleja näeks, kui ta püüaks tähti kirjeldada pimedas taevas ilma silmade abita või binokliga.

Päike ise on valge, kuigi mõnikord nimetatakse seda kollaseks täheks. See on inimese optiliste meelte evolutsiooni loomulik tagajärg: vastuskõver, mis maksimeerib üldist tõhusust päikesevalguse suhtes, tajub Päikest määratluse järgi valge värvusena, kuigi vaatlejate vahel on mõningaid subjektiivseid erinevusi.

·        

R136a1, massiivne Wolf-Rayet täht

·        

Hubble'i kosmoseteleskoobi pilt udukogust M1-67 ja Wolf-Rayet tähest WR 124 keskel.

·        

Varajase tüübi tähtede õige liikumine -/+ 200 000 aasta jooksul

·        

UGC 5797, emissioonijoonega galaktika, kus tekivad massiivsed heledad sinised tähed

·        

O-tüüpi tähe spekter

·        

B-tüüpi tähed Jewel Box Clusteris

·        

Vega, A-tüüpi täht, võrreldes Päikesega

·        

Polaris, F-tüüpi täht

·        

Hilise tüübi tähtede liikumine ümber apexi (vasakul) ja antapexi (paremal) -/+ 200 000 aasta jooksul

·        

Päike, G-tüüpi täht

·        

Arcturus, K-tüüpi punane hiiglane võrreldes M-tüüpi Antarese'ga

·        

Betelgeuse, M-tüüpi punane hiiglaslik täht.

·        

VY Canis Majoris, M-tüüpi hüperhiiglane

·        

R Sculptoris, süsinikutäht.

·        

Kääbuste spektrid (heledusklass V) standardsete spektritüüpide jaoks, võetud Pickles'i (1998) järgi.

·        

Secchi spektritüüpide juhend ("152 Schjellerup" on Y Canum Venaticorum)

·        

Sirius A ja B (valge kääbus DA2 tüüpi), mida Hubble lahutab.

Tähtede klassifikatsioon O-st M-ni.


Hertzsprung-Russelli diagramm seostab tähtede klassifikatsiooni absoluutse heleduse, heleduse ja pinnatemperatuuriga.

Harvardi spektraalne klassifikatsioon

Harvardi liigitussüsteem on ühemõõtmeline liigitussüsteem. Tähtede pinnatemperatuur varieerub umbes 2000 kuni 40 000 kelvini. Füüsikaliselt näitavad klassid tähe atmosfääri temperatuuri ja tavaliselt loetletakse neid kõige kuumemast kõige külmemini, nagu on tehtud järgmises tabelis:

Märkus: Tavapärane värvikirjeldus kirjeldab ainult tähtede spektri tippu. Tegelikud näilised värvid, mida silm näeb, on siiski heledamad kui tavalised värvikirjeldused.

Klass	Pinnatemperatuur (kelvin)	Conventionalcolor kirjeldus	Tegelik näiv värvus	Mass(päikesemassid)	Raadius(päikeseraadiused)	Heledus (bolomeetriline)	Hydrogenlines	Fraktsioon kõigist põhijärjekorra tähtede arvust
O	≥ 33,000 K	sinine	sinine	≥ 16 M ☉	≥ 6,6 R ☉	≥ 30,000 L ☉	Nõrgad	~0.00003%
B	10,000-33,000 K	sinine valge	sügavsinine valge	2,1-16 M ☉	1,8-6,6 R ☉	25-30,000 L ☉	Keskmine	0.13%
A	7,500-10,000 K	valge	sinine valge	1,4-2,1 M ☉	1,4-1,8 R ☉	5-25 L ☉	Tugev	0.6%
F	6,000-7,500 K	kollane valge	valge	1,04-1,4 M ☉	1,15-1,4 R ☉	1,5-5 L ☉	Keskmine	3%
G	5,200-6,000 K	kollane	kollakasvalge	0,8-1,04 M ☉	0,96-1,15 R ☉	0,6-1,5 L ☉	Nõrgad	7.6%
K	3,700-5,200 K	oranž	kahvatukollane oranž	0,45-0,8 M ☉	0,7-0,96 R ☉	0,08-0,6 L ☉	Väga nõrk	12.1%
M	2,000-3,700 K	punane	heleoranž punane	≤ 0,45 M ☉	≤ 0,7 R ☉	≤ 0,08 L ☉	Väga nõrk	76.45%
R	1,300-2,000 K	punane []	punane []	Teadmata	Teadmata	Teadmata	Väga nõrk	Teadmata
N	1,300-2,000 K	punane []	punane []	Teadmata	Teadmata	Teadmata	Väga nõrk	Teadmata
S	1,300-2,000 K	punane []	punane []	Teadmata	Teadmata	Teadmata	Väga nõrk	Teadmata

Iga klassi puhul esitatud mass, raadius ja heledus on sobivad ainult põhiseeria tähtede puhul ja seega ei ole need sobivad punaste hiiglaste puhul. Spektrilised klassid O-M on jaotatud araabia numbritega (0-9). Näiteks A0 tähistab A-klassi kõige kuumemaid tähti ja A9 kõige jahedamaid tähti. Päike on klassifitseeritud G2 klassi.

Hertzsprung-Russelli diagrammi kasutatakse astronoomias sagedamini, sest see seostab kolme olulist muutujat: absoluutset heledust, heledust ja pinnatemperatuuri. See on astronoomias sama oluline kui perioodilisustabel keemias.

Tavapärased ja nähtavad värvid

Tavapärased värvikirjeldused on astronoomias traditsioonilised ja kujutavad värve A-klassi tähe keskmise värvuse suhtes, mida peetakse valgeks. Näiv värvikirjeldused on see, mida vaatleja näeks, kui ta püüaks tähti kirjeldada pimedas taevas ilma silmade abita või binokliga.

Päike ise on valge, kuigi mõnikord nimetatakse seda kollaseks täheks. See on inimese optiliste meelte evolutsiooni loomulik tagajärg: vastuskõver, mis maksimeerib üldist tõhusust päikesevalguse suhtes, tajub Päikest määratluse järgi valge värvusena, kuigi vaatlejate vahel on mõningaid subjektiivseid erinevusi.

·        

R136a1, massiivne Wolf-Rayet täht

·        

Hubble'i kosmoseteleskoobi pilt udukogust M1-67 ja Wolf-Rayet tähest WR 124 keskel.

·        

Varajase tüübi tähtede õige liikumine -/+ 200 000 aasta jooksul

·        

UGC 5797, emissioonijoonega galaktika, kus tekivad massiivsed heledad sinised tähed

·        

O-tüüpi tähe spekter

·        

B-tüüpi tähed Jewel Box Clusteris

·        

Vega, A-tüüpi täht, võrreldes Päikesega

·        

Polaris, F-tüüpi täht

·        

Hilise tüübi tähtede liikumine ümber apexi (vasakul) ja antapexi (paremal) -/+ 200 000 aasta jooksul

·        

Päike, G-tüüpi täht

·        

Arcturus, K-tüüpi punane hiiglane võrreldes M-tüüpi Antarese'ga

·        

Betelgeuse, M-tüüpi punane hiiglaslik täht.

·        

VY Canis Majoris, M-tüüpi hüperhiiglane

·        

R Sculptoris, süsinikutäht.

·        

Kääbuste spektrid (heledusklass V) standardsete spektritüüpide jaoks, võetud Pickles'i (1998) järgi.

·        

Secchi spektritüüpide juhend ("152 Schjellerup" on Y Canum Venaticorum)

·        

Sirius A ja B (valge kääbus DA2 tüüpi), mida Hubble lahutab.

Tähtede klassifikatsioon O-st M-ni.


Hertzsprung-Russelli diagramm seostab tähtede klassifikatsiooni absoluutse heleduse, heleduse ja pinnatemperatuuriga.

Küsimused ja vastused

K: Mis on tähtede klassifikatsioon?

K: Kuidas saab mõõta tähe temperatuuri?

K: Millised on seitse peamist spektritüüpi?

K: Millist tüüpi täht on kõige külmem?

K: Millist tüüpi täht on kõige kuumem?

K: Kas lisaks nendele seitsmele põhitähele on veel teisi tüüpe?

K: Mis klassi kuulub meie Maale lähim täht - Päike -?

Otsing