الفلك

أنواع الطيف الشمسي والنجوم القزمة

أنواع الطيف الشمسي والنجوم القزمة


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

في الصفحة التالية ،

http://www.uni.edu/morgans/astro/course/Notes/section2/spectraltemps.html

يذكر ماين ، عمالقة و سوبر جاينتس.

لكن بالنسبة للنجوم القزمة (مثل D ، Sd) ، هل يمكنني تطبيق التسلسل الرئيسي على النوع الشمسي؟

بالنسبة للأنواع الأخرى ، IV ، II ، هل يمكنني تطبيق التسلسل الرئيسي / Subgiant / Giant على النوع؟

إذا نظرت إلى صفحة الويب المرتبطة ، فسترى أنها تشير إلى الأنواع (V ، III ، I) ولكن على سبيل المثال أين سيكون Procyon (F5IV-V) ، Sargas (F1II) مناسبًا أو يجب أن يكون هناك جدول مختلف للأنواع IV ، الثاني؟

هل سيكون للمجموعات (D ، sd ، IV ، m II) جدول مختلف؟ سوف يتناسب Rigil Kentaurus (G2V) مع التسلسل الرئيسي.


نظام التصنيف النجمي الحديث ثنائي الأبعاد ، حيث ينقل أحد المحاور فئة طيفية ، وينقل الآخر فئة اللمعان. الأنواع الطيفية هي كما يلي:

  • نوع O ، "أزرق" ، $ geq 30000 $ mathrm {K} $
  • من النوع B ، "blue-white" ، 10000-30000 $ $ mathrm {K} $
  • نوع أ ، "أبيض" ، 7500-10000 دولار أمريكي mathrm {K} $
  • F-type، "yellow-white"، 6000-7500 $ $ mathrm {K} $
  • نوع G ، "أصفر" ، $ 5200-6000 $ mathrm {K} $
  • نوع K، "برتقالي" ، $ 3700-5200 $ mathrm {K} $
  • M-type، "red"، 2400-3700 $ $ mathrm {K} $

هناك أيضًا بعض الأنواع الطيفية الممتدة ، بما في ذلك D للأقزام البيضاء ، و C لنجوم الكربون ، وعدة أنواع أخرى للأقزام البنية. ما ورد أعلاه هو الغالب.

يتكون محور الحجم من المجموعات التالية:

  • نوع 0 ، "hypergiants"
  • النوع الأول ، "العملاقون"
  • النوع الثاني ، "العمالقة الساطعة"
  • النوع الثالث ، "عمالقة"
  • من النوع الرابع ، "العمالقة الفرعية"
  • نوع V ، "الأقزام" (هذه هي النجوم ذات التسلسل الرئيسي)
  • نوع VI ، "الأقزام الفرعية"
  • النوع السابع ، "الأقزام البيضاء"

عند استخدام هذه الأنظمة ، يتم دمج فئة طيفية مع رقم يتراوح من 0 إلى 9 والذي يرمز إلى الموقع بين الفئات الطيفية المجاورة ، ثم يتم إلحاق فئة اللمعان.

على سبيل المثال ، الشمس هي نجمة من النوع G2V. هذا يعني أنه نجم من النوع G في التسلسل الرئيسي. ويمكن بعد ذلك أيضًا أن يشار إليه بشكل غير رسمي باسم "القزم الأصفر".

النظام أكثر تعقيدًا من هذا ، وهناك العديد من اللواحق الإضافية والرموز الأخرى لتوضيح الفروق الدقيقة للنجوم الفردية. هذا يغطي الأساسيات بشكل جيد ، ومع ذلك.


أنواع الطيف الشمسي والنجوم القزمة - علم الفلك

لم يتم الحصول على العلاقة بين الكتلة والفئة الطيفية للنجوم ذات التسلسل الرئيسي للأقزام الأكثر برودة من M6 حاليًا ، والطبيعة الحقيقية للأجسام المصنفة على أنها M7 أو M8 أو M9 أو لاحقًا (سواء كانت نجمية أو شبه نجمية) غير معروفة. في هذا البحث ، يتم تقدير الأنواع الطيفية للمكونات في خمسة أنظمة ثنائية منخفضة الكتلة بناءً على قياسات بقع الأشعة تحت الحمراء المنشورة مسبقًا ، والقياس الضوئي بالأشعة تحت الحمراء / بالأشعة تحت الحمراء ، وبيانات المنظر ، جنبًا إلى جنب مع أطياف مركبة عالية الإشارة إلى ضوضاء مكتسبة حديثًا للأنظمة و علاقات فرق الحجم المنقحة للأقزام M. بالنسبة لاثنين من هذه الثنائيات ، يكون للثنائي كتلة أصغر (أقل من 0.09 كتلة شمسية) من أي جسم له كتلة مقاسة ديناميكيًا ونوع طيفي معروف ، وبالتالي يوسع العلاقة الطيفية / الكتلة إلى كتل أقل مما كان ممكنًا في السابق. تتوافق البيانات المأخوذة من مكونات الكتلة الأعلى (0.09 كتلة شمسية أقل من M أقل من 0.40 كتلة شمسية) مع النتائج السابقة لأقل جسمين كتلة - على الرغم من وجود أخطاء في الكتلة يمكن أن تضعها على جانبي قزم M / قزم بني خط (الكتلة حوالي 0.08 كتلة شمسية) - وُجد أن لها أنواع طيفية ليست أكثر برودة من M6.5 فولت. يشير استقراء لعلاقة الفئة / الكتلة الطيفية المحدثة بحد احتراق الهيدروجين إلى أن الكائنات من النوع M7 وما بعده قد كن ممتازا. وينتظر التأكيد المباشر لذلك اكتشاف ثنائي قريب ومتأخر جدًا يمكن قياس الكتل الديناميكية من أجله.


"بصمات" النجوم

أفضل أداة لدينا لدراسة ضوء النجم هي طيف النجم. طيف النجم يشبه بصمة النجم. تمامًا مثل كل شخص لديه بصمات أصابع فريدة ، كل نجم له طيف فريد من نوعه. يمكن استخدام الأطياف لتمييز نجمين عن بعضهما البعض ، لكن الأطياف يمكنها أيضًا إظهار القواسم المشتركة بين نجمين.

يشبه طيف النجم طيف الألوان الذي تراه في أقواس قزح. تضيء النجوم بألوان مختلفة. يظهر أدناه طيف الضوء المرئي - الطيف الذي تراه في قوس قزح.

يحدد الطول الموجي للضوء لونه. يقاس الطول الموجي على الطيف أعلاه بوحدات تسمى أنجستروم 1 أنجستروم = أو 0.0000000001 ، أو 1 × 10-10 ، أمتار.

لا تصدر النجوم نفس القدر من الضوء عند كل طول موجي. إذا قمت بعمل رسم بياني بألوان قوس قزح مثل الرسم البياني أعلاه لنجم ، فستكون بعض أجزاء الرسم البياني أكثر سطوعًا من الأجزاء الأخرى. استخدم العلماء الرسوم البيانية لقوس قزح لسنوات عديدة ، لكن في العشرين عامًا الماضية ، بدأوا في استخدام الرسم البياني x-y لإظهار طيف النجم. يُظهر المحور السيني الطول الموجي للضوء. يوضح المحور y مدى سطوع الضوء عند هذا الطول الموجي. اليوم ، عندما يقول العلماء "طيف" ، فعادة ما يقصدون هذا الرسم البياني x-y.

يحتوي الطيف النموذجي للنجم على الكثير من القمم والوديان. يمكنك أن ترى طيف نجم نموذجي أدناه.

اضغط على الصورة لرؤيتها بالحجم الكامل

العديد من هذه القمم والوديان عليها ملصقات. قد تتعرف على بعض هذه الملصقات كرموز للعناصر الكيميائية. كل نجم لديه مجموعة مختلفة من القمم والوديان التي يمكن استخدامها لتقسيم النجوم إلى "أنواع طيفية" مختلفة.

تُعطى الأنواع الطيفية التي يستخدمها علماء الفلك بالأحرف O ، B ، A ، F ، G ، K ، M (وهناك بعض الأنواع الطيفية الجديدة التي تمت إضافتها في العامين الماضيين. المزيد عن تلك الأنواع لاحقًا!) على سبيل المثال ، شمسنا من نوع G star.

قبل أن تكتشف ما تعنيه هذه الأحرف ، خذ لقطة في تطوير نظامك الخاص لتصنيف النجوم بناءً على أطيافها.


رسم توضيحي للقزم البني القريب

تشير ملاحظات قزم بني قريب إلى أنه يتمتع بجو مرقش مع سحب متناثرة وبقع داكنة غامضة تذكرنا بالبقعة الحمراء العظيمة لكوكب المشتري ، كما هو موضح في مفهوم هذا الفنان. الكائن البدوي ، المسمى 2MASS J22081363 + 2921215 ، يشبه اليقطين الهالوين المنحوت ، مع ضوء يهرب من داخله الساخن. الأقزام البنية أضخم من الكواكب لكنها أصغر من أن تحافظ على الاندماج النووي الذي يمد النجوم بالطاقة.

على الرغم من أنه لا يبعد سوى 115 سنة ضوئية ، إلا أن القزم البني بعيد جدًا بحيث لا يمكن تصوير أي ملامح. بدلاً من ذلك ، استخدم الباحثون مخطط الطيف متعدد الأجسام لاستكشاف الأشعة تحت الحمراء (MOSFIRE) في مرصد دبليو إم كيك في هاواي لدراسة الألوان وتغيرات السطوع في بنية سحابة طبقة كعكة القزم البني ، كما يظهر في ضوء الأشعة تحت الحمراء القريبة. جمعت MOSFIRE أيضًا البصمات الطيفية للعديد من العناصر الكيميائية الموجودة في السحب وكيف تتغير بمرور الوقت.

العمل الفني: NASA و ESA و STScI و Leah & # 32 Hustak & # 32 (STScI)

تلسكوب هابل الفضائي التابع لناسا هو مشروع تعاون دولي بين ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية. يُجري معهد علوم تلسكوب الفضاء AURA & rsquos في بالتيمور بولاية ماريلاند عمليات علوم هابل.


محتويات

أدرج نظام أطلس يركيس المنقح (Johnson & amp Morgan 1953) [11] 11 نجمًا قياسيًا طيفيًا قزمًا من النوع G ، ومع ذلك ، لم تنج كل هذه النجوم حتى يومنا هذا كمعايير.

"نقاط الربط" لنظام التصنيف الطيفي MK بين النجوم القزمة ذات التسلسل الرئيسي من النوع G ، أي تلك النجوم القياسية التي ظلت دون تغيير على مر السنين ، هي beta CVn (G0V) ، والشمس (G2V) ، و Kappa1 Ceti (G5V ) ، 61 Ursae Majoris (G8V). [12] تشمل نجوم MK الأساسية الأخرى HD 115043 (G1V) و 16 Cygni B (G3V). [13] تغيرت اختيارات معايير قزم G4 و G6 بشكل طفيف على مر السنين بين المصنفين الخبراء ، ولكن الأمثلة المستخدمة غالبًا تشمل 70 Virginis (G4V) و 82 Eridani (G6V). لا توجد حتى الآن أي معايير متفق عليها بشكل عام حول G7V و G9V.


أنواع النجوم

نجم لعازر

بقايا مستعرات عظمى والتي ، بدلاً من إجبارها على الدخول في وضع النجم النيوتروني ، تبقى كنجم عادي. بعد التوسع إلى مرحلة العملاق الأحمر ، تنهار نجوم لازاروس وتخضع للمستعر الأعظم للمرة الثانية.

النجم النيوتروني

عادة من النوع B-0 ويبلغ قطرها بضعة كيلومترات فقط. غالبًا ما ينفجر نجم التسلسل الرئيسي المبكر الذي أكمل عمليات الاحتراق النووي. القوة التفاعلية للانفجار والجاذبية الذاتية للنجم تقذف إلكترونات الغلاف (كما في القزم الأبيض) والبوزيترونات النووية. هذا يترك نواة نيوترونيوم ، ربما تكون مغطاة بقشرة رقيقة من المادة المتحللة.

السكان

النجوم هي نجوم قديمة أسفل التسلسل الرئيسي (النجوم من الفئة F و G و K و M) وقصيرة في العناصر الأثقل. تتكون أنظمة الكواكب المصاحبة لنجوم المجموعة الأولى بشكل أساسي من عمالقة الغاز بدون أقمار صناعية مرافقة.

السكان 2

النجوم هي نجوم أصغر تظهر آثارًا لعناصر أثقل وهيدروجين وهليوم. تشمل أنظمة الكواكب المصاحبة لنجوم السكان 2 عمالقة الغاز ، عوالم صخرية ، رفقاء الأقمار الصناعية وأصداف الكواكب والمذنبات.

النجم العملاق الأحمر

مرحلة العملاق الأحمر شائعة في تطور العديد من النجوم الأقل كتلة. عندما يتم استنفاد قلب الهيدروجين ، يؤدي انهيار الجاذبية إلى إشعال قشرة الهيدروجين المحترقة خارج اللب. يتسع غلاف النجم إلى ما هو أبعد من حد الفوتوسفير. جو النجم بارد نسبيًا.

هارب ستار

نجم بسرعة تختلف اختلافا كبيرا عن النجوم المجاورة له.

سوبرنوفا

عندما يستنفد نجم شاب ضخم نواة الهيدروجين ، فإنه يخضع لمرحلة ثانية من انهيار الجاذبية. تؤدي الزيادة الناتجة في درجة الحرارة الأساسية إلى احتراق نووي هارب للهيليوم والكربون والنيتروجين وانفجار ينفجر الطبقة الخارجية للنجم في الفضاء. انفجارات السوبرنوفا هي المصدر الرئيسي للمعادن والعناصر المجرية الأخرى.

نجمة T Tauri

أحد مظاهر تشكل النجم أثناء خضوعه للاحتراق النووي الأولي.


القمم والوديان الطيفية

إذا كان الإشعاع الحراري هو المصدر الوحيد للضوء من نجم ، فإن طيف النجم سيكون منحنيًا سلسًا لطيفًا. ومع ذلك ، فإن الأطياف الفعلية الملاحظة من النجوم لها سلسلة من القمم والوديان كما هو موضح في الطيف أدناه ، مما يعني أن بعض ضوءها يأتي من & # 8220 إشعاع غير حراري & # 8221 & # 8211 من الضوء المنبعث أو الممتص من خلال عملية أخرى غير التدافع العشوائي من الذرات. في القسم التالي ، ستتعرف على ماهية هذه العملية.

الطيف أدناه ، من قاعدة البيانات الطيفية SDSS ، هو مثال نموذجي على طيف النجم:

العديد من هذه القمم والوديان عليها ملصقات. قد تتعرف على بعض هذه الملصقات كرموز للعناصر الكيميائية.

لكل نجم نمط فريد من القمم والوديان ، ويمكن تجميع هذه الأنماط في & # 8220 أنواع طيفية & # 8221 من النجوم. يُشار إلى الأنواع الطيفية التقليدية بالأحرف O و B و A و F و G و K و M (وقد تمت إضافة بعض الأنواع الطيفية الجديدة في العامين الماضيين & # 8230 المزيد في تلك اللاحقة!)

قبل أن تكتشف ما تعنيه هذه الأحرف ، جرب تطوير نظامك الخاص لتصنيف النجوم بناءً على أطيافها.


أنواع الطيفية

باستخدام تقنية التحليل الطيفي ، يمكن تصنيف النجوم حسب لونها (أو درجة حرارتها) في سلسلة من الأحرف التي تشير إلى النوع الطيفي. يُشار إلى أهم النجوم بالحرف O ، مع تقدم التسلسل عبر B ، A ، F ، G ، K إلى أروع النجوم M (انظر الشكل 1). يتم سرد خصائص وأمثلة لكل نوع طيفي أدناه. يتم تقسيم كل نوع طيفي بشكل أكبر من خلال الأرقام من 0 إلى 9 بحيث يكون نجم B0 أكثر زرقة (وبالتالي أكثر سخونة) من نجم B9 ، والذي بدوره يكون أكثر زرقة قليلاً من نجم A0.

الشكل 1: مقارنة بين أطياف الفئات النجمية المختلفة ، من اليسار إلى اليمين (400 إلى 700 نانومتر ، 4000 إلى 7000 أنجستروم). يتم عرض ثلاثة عشر تصنيفًا نجميًا عاديًا متبوعًا في الأسفل بثلاثة تصنيفات أكثر تخصصًا. يمكن رؤية خطوط الامتصاص على أنها نطاقات عمودية داكنة.
الائتمان: NOAO / AURA / NSF
  • النجوم من النوع O لديها درجات حرارة سطحية تتراوح بين 30.000 و 40.000 كلفن باستخدام قانون فيينا ، نرى أن هذه النجوم لها ذروة طول موجة انبعاث في الجزء فوق البنفسجي من الطيف الكهرومغناطيسي. في المتوسط ​​، 1 من كل 3 ملايين نجمة هي نجمة من النوع O. النجم الشرقي (من أوروبا ، أقصى اليسار) في Orion's Belt ، Alnitak ، يُصنف على أنه النوع الطيفي O9.5.
  • النجوم من النوع ب لديها درجات حرارة سطحية بين 10000 و 30.000 كلفن في المتوسط ​​، حوالي 1 من 800 نجم هي نجوم من النوع B. Rigel ، النجم الأكثر سطوعًا وزرقة في Orion هو من النوع الطيفي B8.
  • النجوم من النوع A. لديها درجات حرارة سطح بين 7500 و 10000 كلفن في المتوسط ​​، حوالي 1 من كل 160 نجمة هي من النجوم من النوع A. Vega ، ألمع نجم في Lyra هو من النوع الطيفي A0. عندما يتم أخذ الأطياف ، فإن النجوم من النوع A هي التي تعرض أقوى خطوط الهيدروجين ، ولكن هذا مؤشر على درجة حرارة النجم أكثر من مؤشر وفرة الهيدروجين (التي تكون بشكل عام 70-80٪ من الكتلة الكلية للنجم بشكل عام. نجوم التسلسل).
  • النجوم من النوع F. لديها درجات حرارة سطح بين 6000 و 7500 كلفن في المتوسط ​​1 من كل 30 نجمة هي نجوم من النوع F. Procyon ، ألمع نجم في Canis Major هو من النوع الطيفي F5.
  • جي-نوع النجوم لديها درجات حرارة سطح بين 5200 و 6000 كلفن في المتوسط ​​1 من كل 12 نجمة هي نجوم من النوع G. شمسنا من النوع الطيفي G2.
  • ك-نوع النجوم لديها درجات حرارة سطح بين 3700 و 5200 كلفن في المتوسط ​​1 من كل 8 نجوم هي نجوم من النوع K. بولوكس ، الجزء السفلي من النجمين اللامعين في برج الجوزاء من النوع الطيفي K0.


تعرف على المزيد حول تقنية التحليل الطيفي.

اقرأ المزيد عن قانون فيينا وكيفية ارتباطه بالطيف الكهرومغناطيسي.


أطياف الامتصاص من النجوم

الضوء الذي يتحرك إلى الخارج عبر الشمس هو ما يسميه علماء الفلك الطيف المستمر لأن المناطق الداخلية للشمس ذات كثافة عالية. ومع ذلك ، عندما يصل الضوء إلى المنطقة منخفضة الكثافة من الغلاف الجوي الشمسي والتي تسمى الكروموسفير ، يتم امتصاص بعض ألوان الضوء. يحدث هذا لأن الكروموسفير بارد بدرجة كافية لكي ترتبط الإلكترونات بالنواة هناك. وهكذا ، فإن ألوان الضوء التي تتوافق طاقتها مع فرق الطاقة بين مستويات طاقة الإلكترون المسموح بها يتم امتصاصها (ويعاد إصدارها لاحقًا في اتجاهات عشوائية). وهكذا ، عندما يأخذ علماء الفلك أطياف الشمس والنجوم الأخرى ، فإنهم يرون طيف امتصاص بسبب امتصاص الكروموسفير.


القمم والوديان الطيفية

إذا كان الإشعاع الحراري هو المصدر الوحيد للضوء من نجم ، فسيكون طيف النجم منحنى سلسًا لطيفًا. ومع ذلك ، فإن الأطياف الفعلية الملاحظة من النجوم لها سلسلة من القمم والوديان كما هو موضح في الطيف أدناه ، مما يعني أن بعض ضوءها يأتي من إشعاع "غير حراري" - الضوء المنبعث أو الممتص من خلال عملية أخرى غير التدافع العشوائي للذرات. في القسم التالي ، ستتعرف على ماهية هذه العملية.

يعتبر الطيف أدناه ، من قاعدة البيانات الطيفية SDSS ، مثالًا نموذجيًا على طيف النجم:

اضغط على الصورة لرؤيتها بالحجم الكامل

العديد من هذه القمم والوديان عليها ملصقات. قد تتعرف على بعض هذه الملصقات كرموز للعناصر الكيميائية.

لكل نجم نمط فريد من القمم والوديان ، ويمكن تصنيف هذه الأنماط في "أنواع طيفية" من النجوم. يُشار إلى الأنواع الطيفية التقليدية بالأحرف O و B و A و F و G و K و M (وقد تمت إضافة بعض الأنواع الطيفية الجديدة في العامين الماضيين. المزيد عن تلك الأنواع لاحقًا!)

قبل أن تكتشف ما تعنيه هذه الأحرف ، خذ لقطة في تطوير نظامك الخاص لتصنيف النجوم بناءً على أطيافها.


شاهد الفيديو: الطيف الكهرومغناطيسي وانواع الانتثار - 2 (شهر فبراير 2023).