Hva er forbindelsen mellom en stjernes Surface & sin farge?
I de tidlige årene av det 20. århundre, astronomer Ejnar Hertzsprung og Henry Norris Russell uavhengig utviklet et klassifiseringssystem for stjerner. De klassifiseres lysstyrken --- den totale lysmengden --- stjerner i forhold til en annen åpenbar fantastisk egenskap: sin farge. Hertzsprung og Russell arbeid lever videre i "HR Diagram" som la stjerner basert på deres farge, alt over blå, hvit, gul, oransje og røde stjerner. Fargene er nært knyttet til forholdene på overflaten av stjernen.
The Furnace
En stjerne er en sydende masse av hydrogen og helium, så varmt på sitt interiør som elektronene har blitt strippet bort fra atomene. Temperaturene er så høye på stjernens kjerne som protoner og nøytroner krasje inn i hverandre med nok energi til å holde sammen, til slutt krasje igjen og igjen for å skape helium, slippe fusjonsenergi underveis.
Energy Gjør It Out
Energi fra fusjon i stjernens kjerne gjør sin vei ut --- i tusenvis, eller millioner av år --- til de kjøligere ytre lag av stjernen. Det som starter som høyenergi gammastråler i sentrum av stjernen blir reflektert rundt og kopiert i en rekke andre former for energi. De ytre lagene har intakte hydrogenatomer --- med ett elektron i bane rundt en proton. Energien fra det indre av den stjerne til slutt ender opp i elektronene rundt hydrogenatomer, og de gir opp at energi i form av lys.
The Energy Distribution
De hydrogenatomer på overflaten av stjernen blir fanget av tyngdekraften, begrenset til en sfære på plass. Innenfor denne sfære, atomene konstant krasjer inn i hverandre. Noen atomer vil ha mye energi, men da de vil krasje og spretter av andre. Med hver krasj, noe av energien går til andre atomer. På denne måte blir energien fordeles på de hydrogenatomer. Den gjennomsnittlige energi av alt som bevegelse er temperaturen.
black Stråling
Måten energien i de ytre lagene av stjernen er delt mellom atomene er underlagt reglene i kvantemekanikk. Som regulerer den måten atomene kan fordele energien seg imellom. Når et atom får ekstra energi, det blir kvitt det ekstra energi ved å sende ut lys. Energien følger et mønster som kalles sort legeme stråling. Ulike energilampen er på forskjellige bølgelengder --- så fargen på lyset fra stjernen avhenger av energien i de ytre lagene av stjernen. Temperaturen er et mål på den energi.
Tilbake til HR Diagram
Når Hertzsprung og Russell gjort sitt spektralklasse i form av stjerne farge, ble de også å lage en klassifisering i form av temperatur. Den hotteste blå stjerner har en temperatur på 40,000K (71500 ° F), gulaktige stjerner som vår sol har en temperatur på ca. 5,800K (10000 ° C), og de kuleste røde stjerner har en temperatur på 3000 K (5000 ° F) . Verken Hertzspung eller Russell hadde noen anelse om hva de forskjellige fargene representert --- men nå vet vi at fargen er relatert til størrelse og stjernens fasen av livet.