Csillagászati színképosztályozás
A csillagászati színképosztályozás (szűkebb értelemben) a csillagok vizsgálatának, fejlődésük modellezésének fő módja a luminozitási osztályokba sorolásuk mellett. A színképosztályokba sorolás a spektrális tulajdonságaik alapján történik. Segítségével megbecsülhetjük a csillagok hőmérsékletét, a felszíni gravitációjukat, különféle fémek gyakoriságát (a csillagászok minden, a hidrogénnél és a héliumnál nehezebb elemet fémnek neveznek). A becslési eredmények összevethetők a kísérleti eredményekkel az elméletek helytállóságának ellenőrzésére, avagy új elméletek, modellek születhetnek belőlük. Emellett képet nyerhetünk a csillagok fejlődéséről is.
A csillagok színképében többnyire elnyelési vonalakat figyelhetünk meg, mivel a fényt kibocsátó fotoszféra fölött helyezkedik el a csillagok igen ritka légköre. A csillagok külső régióiban található elemek nyomvonalai úgy rakódnak a felszín eredetileg folytonos spektrumára, mint William Wollaston lángfestő kísérletében, aki alkohol lángjába helyezett nátriumsót, majd elemezte a kontinuumra rakódó nátriumvonalakat.
A csillagok színképében felismert vonalak helyzetét sokáig kézzel rögzítették, majd megpróbálták ezeket a kémiai elemek laboratóriumokban kapott emissziós vonalaival azonosítani. E módszer különösen eredményes volt a napkutatásban: így fedezte fel 1868-ban Pierre Janssen és Sir Joseph Lockyer egymástól függetlenül a Földön addig ki nem mutatott héliumot (Héliosz: Nap, görögül) a Nap légkörében. A kémiai analízis új módja lehetővé tette egyrészt a csillagokat felépítő kémiai elemek meghatározását (ezek 99%-a hidrogén és hélium, a maradék 1% főleg C, N és O), másrészt a csillagok színképosztályokba sorolását (latin eredetű kifejezéssel: spektrálklasszifikációt).
Az első színképosztályozási rendszer
szerkesztésA színképek osztályozásának rendszerét Pietro Angelo Secchi dolgozta ki 1863-ban, és a csillagok 3 csoportját különböztette meg felszíni hőmérsékletük csökkenő sorrendjében. A ma használatos, Harvard-féle rendszer Edward Charles Pickering, Alain Maury és Annie Jump Cannon eredményeképpen ezt bővítette ki az 1900-as években. Az osztályozás tulajdonképpen empirikus: minden színképosztályhoz rendel valamilyen felületi hőmérsékletet és az abszorpciós spektrumvonalak egy készletét. A felületi hőmérséklet csökkenő sorrendjében a csillagokat 7 fő- (O, B, A, F, G, K, M) és 3 mellékosztályba (R, N, S) soroljuk. Az O típusúak a forró kék, az M típusúak pedig a hideg, vörös csillagok. Később, a finomabb besorolás kedvéért, a színképosztályokon belül még 0-tól 9-ig alosztályokat is bevezettek. Ez alól kivétel az O típus, ahol az osztályozás O5-tel kezdődik. Henry Draper katalógusa szerint a 8 magnitúdónál fényesebb csillagok 99,78%-a az O, B, A, F, G, K, M 0 típusok valamelyikébe tartozik (ezen belül 17% O típusú). Az R, N, S színképosztályba mindössze a csillagok 0,05%-át sorolják. Ez a sorrend összhangban van a csillagok színképében található legfontosabb színképvonalak intenzitásaival:
- a hidrogén Balmer-sorozata
- az ionizált hélium és az ionizált vas vonalai
- a kálium abszorpciós vonala (393,3 nm)
- az ún. G-sáv (CH-molekula)
- a semleges kalcium 422,7 nm-es vonala
- 431 nm körüli fémvonalak
- A TiO molekula sávjai
Példaként felsoroljuk a fősorozatba tartozó csillagok különböző színképosztályainak fizikai adatait (a HRD alapján). A római számok a csillag színképére jellemző atomok ionizációs állapotaira utalnak; I: semleges atom, II: egyszeresen ionizált, III: kétszeresen ionizált atom.
Osztály | Hőmérséklet (K) | A csillag színe | Spektrális jellemzők | Tömeg | Sugár | Luminozitás | Példa |
---|---|---|---|---|---|---|---|
O | 30 000 – 50 000 | Kék | erős He I és He II abszorpciós vonalak | 60 | 15 | 1 400 000 | ε Orionis, Mintaka, ζ Puppis |
B | 10 000 – 30 000 | Kék | H I (Balmer-sorozat), He I abszorpciós vonalak | 18 | 7 | 20 000 | Rigel, Spica |
A | 7500 – 10 000 | Kékes-fehér | erős H (Balmer) vonalak, ionizált fémvonalak (K, Ca II) | 3,2 | 2,5 | 80 | Szíriusz, Vega, Deneb |
F | 6000 – 7500 | Sárgás-fehér | Balmer-sorozat, semleges és ionizált fémvonalak (Fe I, Fe II, Ti II, Ca I, Ca II, Mg I) |
1,7 | 1,3 | 6 | Canopus, Procyon |
G | 5000 – 6000 | Sárga | Itt a legerősebbek a H és K vonalak, előfordulnak Ca II (H és K) és Fe I vonalak is | 1,1 | 1,1 | 1,2 | Nap, Capella |
K | 3500 – 5000 | Narancs-sárga | erős K és Ca II (H és K) vonalak, Fe, Ti vonalak, CN CO és TiO sávok | 0,8 | 0,9 | 0,4 | Arcturus, Aldebaran, α Centauri, Antares |
M | 2000 – 3500 | Narancs-vörös | dominálnak az abszorpciós molekulavonalak (főleg TiO) és a semleges fémvonalak | 0,3 | 0,4 | 0,04 | Betelgeuze, Barnard csillag |
R | 3500 – 5400 | Vörös-infravörös | C2, CN és CH molekulák sávjai | S Camelopardalis, RU Virginis | |||
N | 1900 – 3500 | Infravörös | C2 és CH4 molekulák sávjai | R Leporis, Y Canum Venaticorum, U Hydrae | |||
S | 2000 – 3500 | Infravörös | Zr, Y, Ba, La, TiO, ScO, VO, ZrO, és YO vonalak | T Camelopardalis, U Cassiopeiae |
A színképosztályok sorrendjét az alábbi segítő mondatokkal (mnemonikokkal) jegyezhetjük meg.
- „Oly Barátságos A Fénylő Göncölszekér, Keresd Meg.”
- „Orosz Barátom Azt Felelte, Gépek Készítenek Mindent [Rám Ne Számíts].”
Angolul:
- „Oh, Be A Fine Girl, Kiss Me.” (legismertebb)
- „Optical Binary Affairs Fundamentally Generate Keplerian Marriages.”
- „Out Beyond Andromeda Fiery Gases Keep Making Really Nifty Stars.”
O színképtípusú csillagok
szerkesztésA csillagok színképosztályozásában az O típusú csillagok felszíni hőmérséklete a legmagasabb: 25–40 000 K. Sugárzási maximumuk az ultraibolya tartományba esik, a látható színképtartományban megfigyelve kék színűek. Az O színképtípusnak (kivételesen) 5 alosztálya van; a számozás O5-től O9-ig tart, ahol O5 az osztályon belüli legforróbb csillagokat jelöli. Domináns vonalak: a semleges hélium (O5-től O9-ig erősödik), az egyszeresen ionizált hélium, a kétszeresen ionizált nitrogén, a kétszeresen ionizált oxigén, a kétszeresen ionizált szén és a háromszorosan ionizált szilícium. Feltűnők a hidrogén Balmer-vonalai, habár a késői alosztályoknál nem olyan erősek. Mivel ezek a csillagok különösen forrók, ezért egyes vonalaik emissziósnak mutatkoznak. (Az erős ultraibolya sugárzásuk ionizálja a légkörük külső rétegeit.) A legritkábban ez a színképosztály fordul elő a fősorozati csillagoknál. Ennek az a magyarázata, hogy a fősorozatot gyorsan elhagyják, a rövid élettartamuk miatt. A fősorozati csillagok 0,00003125%-a tartozik ebbe az osztályba – ilyen csillagok például a ζ Puppis, a λ Orionis és a Trapéz-csillagok az Orion-ködben. A lenti ábrán egy O5 V spektráltípusú csillag színképe látható.
B színképtípusú csillagok
szerkesztésFelszíni hőmérsékletük 12 300–25 000 K közötti, színük kékesfehér. Dominánsak a hidrogén Balmer-sorozatának vonalai, ezek a B0 alosztálytól a B9-ig erősödnek. Megjelennek a semleges hélium vonalai; ezek a B2 típusban a legerősebbek. Előfordulnak ionizált fémvonalak: Mg II és Si II. Az ionizált oxigén- és szénatomok vonalai a B3 típusnál erősödnek. Ezen csillagok – O típusú csillagokkal alkotott – halmazait OB-asszociációnak nevezzük. A fősorozat csillagainak nagyjából 0,13% tartozik ebbe a színképosztályba, ilyenek például a Rigel, a Bellatrix, a Spica, az Orion csillagkép övcsillagai és a Pleiadok nyílthalmaz fényesebb csillagai. Az alábbi ábrán egy B2 II spektráltípusú csillag színképe látható.
A színképtípusú csillagok
szerkesztésAz A típusú csillagok felszíni hőmérséklete 7900–10 000 K, színük fehér. Spektrumukban erőteljesek a hidrogén Balmer-vonalai (legerősebbek az A0 típusnál) és az ionizált fémvonalak: Fe II, Mg II, Si II (legerősebbek az A5 típusnál). Gyengébbek a hélium és a kalcium vonalai. A fősorozati csillagok 0,63%-a ebbe az osztályba sorolható, ilyenek például a Vega, a Deneb és a Szíriusz. Az alábbi ábrán egy A2 I spektráltípusú csillag színképe látható.
F típusú csillagok
szerkesztésFelszíni hőmérsékletük 6000 és 7500 K közötti. Színképükben gyenge (F0-tól F9-ig gyengülő) hidrogénvonalak mellett a Fe és a Cr egyszeresen ionizált (F0-tól F9-ig erősödő) fémvonalait láthatjuk. A legerősebbek a kalcium H- és K-vonalai; e csillagok fehérek vagy sárgák. A fősorozat csillagainak 3,1%-a tartozik ebbe az osztályba – ilyen például a Canopus és a Procyon. Az alábbi ábrán egy F2 III spektráltípusú csillag színképe látható.
G színképtípusú csillagok
szerkesztésFelszíni hőmérsékletük 5-6000 K. Erről a színképosztályról tudunk a legtöbbet, mivel a mi Napunk is ebbe tartozik. A semleges hidrogén vonalai gyengülnek, a semleges fémek vonalai válnak a legerősebbeké. Az egyszeresen ionizált kalcium H- és K-vonala is látható. Rendkívül erős a G-sáv (valójában a CH és a Fe vonalainak csoportja). A fősorozat csillagainak 8%-a tartozik ide; a Nap mellett például a τ Ceti és a Capella. Az alábbi ábrán egy G5 III spektráltípusú csillag színképe látható.
K színképtípusú csillagok
szerkesztésFelületi hőmérsékletük 3000 és 5000 K közötti, színük narancssárga. Néhány közülük óriás vagy vörös óriás, de ide tartozik a fősorozat csillagainak 13%-a is (LeDrew). Bennük felerősödnek Mn I, Fe I, Si I semleges fémvonalai és a molekulasávok (főként TiO); a hidrogénvonalak már kevésbé jelentősek. Gyengülnek az ionizált fémek és az ionizált hidrogén vonalai. Ebbe az osztályba tartozik az Arcturus, az ε Eridani, az α Centauri B és az Aldebaran. Az alábbi ábrán egy K4 III spektráltípusú csillag színképe látható.
M színképtípusú csillagok
szerkesztésEz a csoport a Secchi-féle rendszer III. osztályának felel meg. Felszíni hőmérsékletük 2200–3500 K közötti. Színképük abszorpciós (CN, CH, CO, TiO, VO, MgH és H2) molekulasávokat és semleges fémvonalakat mutat. A fősorozat csillagainak több, mint 78%-a ebbe az osztályba sorolható – ilyen csillagok például a Betelgeuze (óriáscsillag), a Barnard-csillag (törpe), a Gliese 581 (vörös törpe), a LEHPM 2-59 [1] (szubtörpe) és a GSC 08047-00232 B jelű, késői M típusú barna törpe. [2]. A következő két ábrán egy M0 III illetve egy M6 V spektráltípusú csillag színképe látható.
A mellékág csillagai
szerkesztésAz R, N és S típusú csillagok a vörös óriások mellékosztályai. A Hertzsprung-Russell diagram aszimptotikus óriáságán helyezkednek el; magjukban már nincs hidrogénfúzió, aktív zónájuk egy, a mag körüli héjba szorul ki. Magjuk gyakorlatilag forró, degenerált hélium. A héjban keletkező hélium egészen addig növeli a héliumból álló mag tömegét, amíg abban a nyomás el nem éri a magfúzióhoz szükséges értéket, és akkor beindul a héliumégés, miközben a mag külső rétege továbbra is hidrogént éget. A hélium égéséből szén és oxigén keletkezik, és ezek a csillag magjában gyűlnek össze. A magban a hélium fúziója addig folytatódik, amíg a hélium egy bizonyos része el nem fogy. A csillagok ezen kettős héj-égését aszimptotikus óriáság-fázisnak nevezzük. Ez a fázis a csillagok életében igen rövid, mivel a héliumfúzió – és vele a csillag ideiglenes stabilitása a kettős héjégés állapotában – nem tart sokáig.
R színképtípusú csillagok
szerkesztésA G és az N osztály közötti, átmeneti jellegűek. Felszíni hőmérsékletük 3000 K alatti. Színképük hasonlít a K osztály csillagaiéhoz, de megfigyelhetőek bennük a K osztályra nem jellemző CN és CH ionok sávjai.
N színképtípusú csillagok
szerkesztésFelszíni hőmérsékletük 2000 K alatti. Az Angelo Secchi által bevezetett osztályozási rendszerben a IV. osztálynak felelnek meg. Színképük hasonlít a K osztály csillagaihoz, de a C2 molekulasávok is feltűnnek bennük. Az R és N színképtípusú csillagokat korábban a színképükre jellemző szénmolekulák miatt egy osztályba sorolták; ez volt a C osztály (széncsillagok). Később két különböző osztályra bontották, attól függően, hogy a színképsávjaikat milyen típusú szénmolekula okozza.[1]
S színképtípusú csillagok
szerkesztésAz M csillagok és a széncsillagok közötti, átmeneti jellegűek.[2] A Harvard-féle spektrálklasszifikációs rendszerben ezen színképosztály csillagainak felszíni hőmérséklete a legalacsonyabb (3000–2000 K). Nevüket a belsejükben lejátszódó, ún. s-folyamatról kapták, ugyanis ezekben a csillagokban nagy számban vannak jelen az s-folyamat végtermékei. Maga a folyamat egy szabad neutron befogása és az ezt kísérő béta-bomlás (a neutron egy protonra és elektronra bomlik), aminek következtében eggyel nagyobb rendszámú elem keletkezik. Az s-folyamat a vasnál nagyobb tömegszámú elemek kialakulásának egyik lehetséges mechanizmusa. Az ilyen csillagok színképében a titán-oxid (TiO), szkandium-oxid (ScO) és vanádium-oxid (VO) kettős vonalain túl a Zr, Y és Ba vonalai is megtalálhatóak. Domináns még a neutrális technécium vonala és jelentős a LaO molekulasáv. Az S színképosztályba sorolt csillagok színképük alapján az M típusú csillagokhoz hasonlítanak, de spektrumukban igen jellegzetesek a ZrO, YO és LaO molekulasávok, valamint a Zr, Mo, Ba, Tc és egyes ritkaföldfémek vonalai. Minden ismert S típusú csillag óriás vagy szuperóriás – ilyenek például az S Ursae Majoris és a HR 1105 jelű csillag.
Forró kék emissziós spektrumú csillagok osztályai
szerkesztésNéhány nagyon forró és kék csillag színképében a nitrogén és a szén emissziós vonalait láthatjuk. Ezek rendszerezésére a következő osztályokat állították fel:
W osztály. A W osztály a Wolf–Rayet-csillagokat (W-R csillagok) foglalja magában. Ezen csillagok leginkább az O típusúakhoz hasonlítanak. Színképükben a hidrogén és az ionizált hélium széles vonalai dominálnak, de láthatók benne a C, N és az O abszorpciós vonalai is.[3] Felszíni hőmérsékletük 70 000 K fölötti. A napjainkban elfogadott elméletek szerint ezek olyan kettős rendszerek tagjai, amelyekben a kísérő „elszippantotta” a Wolf–Rayet-komponens külső rétegeit, ezért az észlelt színképben a normál csillagfelszín összetétele helyett a jóval fejlettebb belső részekét (C, N, O vonalak) figyelhetjük meg. A spektrum széles vonalai a csillagtól távolodó, sebes gázáramban keletkeznek. Színképük domináns spektrumvonalai alapján három alosztályba sorolhatóak: WC (széngazdagok, például a γ Velorum A), WN (nitrogéngazdagok, például WR 124), WO (színképük emissziós szén-, nitrogén- és oxigénvonalakban gazdag, például WR93B). Mindhárom alosztályban megkülönböztetünk korai és késői típusokat, ezeket az alosztály utáni E, illetve L betűkkel jelöljük. Élettartamuk mindössze néhány millió év, luminozitásuk a Napénak 105-szerese. Tömegük 20 naptömegnél nagyobb, amiből gyorsan vesztenek a nagyon erős (2000 km/s-nál nagyobb sebességű) csillagszél hatására. Amíg a mi Napunk évente 10−14 naptömegnyit veszít tömegéből, addig a Wolf–Rayet-csillagok esetében az évi tömegvesztés elérheti a 10−5 naptömeget. Ezek a csillagok a nagy tömegű csillagok fejlődésének kulcsfontosságú állapotában tartanak: ez a szupernóva előtti (preszupernóva) fázis. A Tejútrendszerben körülbelül 230, a Nagy Magellán-felhőben 100, a Kis Magellán-felhőben pedig 12 Wolf–Rayet-csillagot ismerünk. A Wolf–Rayet-csillagokat 1867-ben egy francia csillagász, Charles Wolf (Párizsi Obszervatórium) fedezte fel spektroszkópiai úton. A legjobban ismert (legkönnyebben látható) Wolf–Rayet-csillag a Gamma Velorum (γ Vel), ami egy 40°-os deklinációjú fényes csillag.
Az OC, ON, BC, BN osztályok lényegében átmenetek a Wolf–Rayet-csillagok és a rendes forró csillagok O és B osztályai között. Az OC osztályba tartozik például a HD 152249, az ON-be a HD 105056, a BC-be a HD 2905 és BN-be a HD 163181 csillag.
OB osztály valójában nem egy színkép, hanem valamely ismeretlen, korai (minden bizonnyal O vagy B színképtípusú) csillagra utaló jelölés. Az OB csillagok rendkívül forróak és nagy tömegűek. Élettartamuk rövid, sugárzási maximumuk az ultraibolya tartományba esik. Sugárzásuk ionizálja az őket körülvevő óriás molekulafelhőben (giant molecular cloud – GMC) lévő csillagközi (intersztelláris) gázt, amivel H II régiókat hoz létre. Az OB csillagokat Cameron Reed katalogizálta 2003-ban.[4]
Hideg vörös és barna törpék osztályai
szerkesztésAz L és T osztályok az infravörösben sugárzó hideg csillagokra vagy barna törpékre utalnak, amelyek a vizuális tartományban nagyon halványak.
L osztály
szerkesztésFelszíni hőmérsékletük 1300 és 2000 K közötti. Tömegük gyakran nem éri el a 0,08 naptömeget, ezért barna törpék, amelyekben nem indulhat be tartós termonukleáris fúzió. Elnevezésük onnan ered, hogy hidegebbek az M típusú csillagoknál. Az L típusú csillagok nem azonosak a lítiumtörpékkel, színképük nem tartalmaz lítiumot. Színük sötétvörös, sugárzási maximumuk az infravörös tartományba esik. Légkörük elég hideg ahhoz, hogy színképükben fémhidridek és alkáliföldfémek színképvonalai ill. színképsávjai előforduljanak.[5][6] Ezen csillagok egy része rendes csillag, más részük pedig törpecsillag vagy barna törpe. Ilyen csillagok például a VW Hyi – 2MASSW J0746425+2000321 kettős[3], amelynek A komponense egy L típusú törpecsillag, B komponense pedig egy L típusú barna törpe. L típusú rendes csillagra példa a V838 Monocerotis.
T osztály
szerkesztésA T osztályba tartozó csillagok nagyon fiatalok és alacsony sűrűségűek. Többnyire csillagközi felhőkben fordulnak elő. Barna törpék, színképük komplex molekulákat, főként erős metánabszorpciós sávokat mutat.[5][6] Prototípusuk az 1995-ben felfedezett Gliese 229B.[7] Jelenlegi ismereteink szerint ez a leghidegebb színképosztály: effektív felszíni hőmérsékletük 1700 és 1200 K közötti. A 2MASS, az SDSS és az NTT deepfield égboltfelmérő programokban már több mint 2 tucat ilyen égitestet fedeztek fel. Ilyen típusú csillag például az ε Indi Ba & ε Indi Bb, amely egy erős metánvonalakat mutató hideg barna törpekettős.
Y osztály
szerkesztésAz Y típusú csillagok sokkal hidegebbek, mint a T törpék. Ilyen égitesteket sokáig nem találtak, csak elméletileg modelleztek.[8] Az első ilyen objektum (CFBDS J005910.83-011401.3) felfedezését 2008 áprilisában jelentették be, felszíni hőmérséklete mindössze 350 °C, légkörében kimutatták a barna törpékre jellemző metán mellett a csak az óriásbolygókra jellemző ammóniát is.[9]
A fehér törpék osztályozása
szerkesztésA legtöbb csillag életének végső stádiuma a fehér törpe állapot. A csillagoknak ez a kihűlési fázisa akár évmilliárdokig is eltarthat, ezért ezen égitestek előfordulása gyakori. Egyes becslések szerint a tejútrendszerbeli számuk meghaladja a fősorozati csillagokét. Alosztályokba való besorolásuk éppen emiatt szükséges. A fehér törpék megkülönböztetésére a „D-színképosztályt” vezették be. A besorolás az „atmoszférájuk” összetétele szerint történik. Az elsődleges jellemzők alapján megkülönböztetünk DA, DB, DO, DC, DQ, DZ, és DX osztályokat, amelyeket az alábbi tulajdonságok jellemzik:
DA: színképükben csak a hidrogén Balmer-sorozata figyelhető meg, annak ellenére, hogy hőmérsékletük alapján látni kellene fémek (kalcium, magnézium, vas) vonalait is. Semleges héliumvonalak nem jellemzőek.
DB: színképük alapján „atmoszférájuk” héliumban gazdag, a spektrumban a semleges hélium (hélium I) vonalai találhatóak meg. Hidrogén- és fémvonalakat nem mutat. Ez arra utal, hogy a fejlődésük végső fázisában vannak. Ebbe az alosztályba sorolható a Szíriusz B csillag.
DO: ionizált héliumban gazdag külső réteg, egyszeresen ionizált héliumvonalakat mutat.
DC: a fentebb említett típusok gyenge vonalai jellemzik a spektrumot, amely lényegében folytonos (kontinuum).
DQ: szénben gazdag „atmoszféra”, a szén atomi és molekuláris vonalai jellemzőek.
DZ: fémben gazdag „légkör” vagy külső réteg, magnézium (Mg I), kalcium (Ca I, Ca II) és/vagy vas (Fe I) vonalak találhatóak a spektrumban. Semleges hidrogén- és héliumvonalakat nem mutat a színképük.
DX: a spektrumvonalak nem eléggé tiszták, az égitest így a fenti osztályok egyikébe sem sorolható be.
A fehér törpék D osztályának 1-től 10-ig terjedő alosztályai vannak, ahol 1 a 37 500 K és 9 az 5500 K fölötti légköri hőmérsékletet jelzi. (A szám az effektív felszíni hőmérséklet Teff = 50 400 K alapján van definiálva.)[10] Másodlagos légköri jellemzők alapján a fehér törpéket a P, H, E és V osztályokba sorolhatjuk, amelyek a következőképpen jellemezhetőek:
P: mágneses fehér törpék, detektálható polarizációval.
H: mágneses fehér törpék, detektálható polarizáció nélkül
E: emissziós vonalakat mutatnak
V: változó színképet mutatnak
A rendszerezésbe, a fent említett osztályokon kívül, kiterjesztett fehér törpe osztályokat is bevezettek:
DAB: semleges hidrogénben és semleges héliumban gazdag fehér törpék
DAO: semleges hidrogénben és ionizált héliumban gazdag fehér törpék
DAZ: hidrogénben gazdag hideg fémes fehér törpék
DBZ: héliumban gazdag hideg fémes fehér törpék
DAV vagy zz Ceti: hidrogénben gazdag pulzáló fehér törpék
DBV vagy V777 Her: héliumban gazdag pulzáló fehér törpék
DOV vagy PG 1159: héliumban gazdag pulzáló fehér törpék
A fehér törpék első színképosztályozása Gerard Kuiper nevéhez fűződik (1941),[11] azóta különböző klasszifikációs rendszereket javasoltak.[12][13]
Spektrális jellegzetességek
szerkesztésVannak olyan csillagok, amelyeknek a spektruma nagyjából megfelel valamely színképosztálynak, de az átlagtól eltérő jellegzetességek is megtalálhatók bennük. Ilyenkor a jellegzetességet egy-egy betűvel jelöljük:
Rövidítés | Leírás |
---|---|
bizonytalan spektrális tulajdonságú csillag | |
leírhatatlan spektrális különlegességek | |
speciális különlegességek | |
ún. kompozitspektrum, ami az egymásra rakódott színképek eredője, egy csillag színképében több színképosztály markáns jegyei figyelhetőek meg. | |
emissziós vonalak (jelenlétüket csak olyan színképosztályú csillagok esetén jelzik külön, amelyeknél az emissziós vonalak megjelenése szokatlan) | |
tiltott emissziós vonalak | |
„fordított” emissziós vonalak, a vonalak közepe gyengébb, mint a szélei | |
változásokat mutató spektrális emisszió | |
NIII és HeII ionizált emissziós vonalak találhatók a színképben | |
gyenge emissziós héliumvonalak | |
nincs benne a hélium emissziós vonala | |
gyenge héliumvonalak | |
a csillagközi kalcium vonalai is fellelhetők benne. | |
a fémvonalak az ionizált Ca-nak a H- és K-vonalához képest erősek. Ezeket a csillagokat fémcsillagoknak is nevezzük. | |
diffúz spektrumvonalak | |
a csillag színképére rárakódik a körülötte lévő köd színképe. | |
különösen diffúz spektrumvonalak | |
pekuliáris (különleges) csillagok, amelyeknek egyedi tulajdonságaik is vannak. | |
pekuliáris spektrum, hasonlít a nóvák spektrumához | |
kék- és vöröseltolódást mutató vonalak | |
éles vonalak | |
„shell” csillag B és F közötti fősorozati csillagok gázburkától eredő emissziós spektrumvonalak. | |
különösen éles vonalak | |
változó spektrum | |
gyenge vonalak | |
fémszegény csillagok | |
A vagy F színképtípusú óriások gyenge kalcium H és K vonalakkal, prototípusuk a δ Delphini | |
A vagy F színképtípusú csillagok, spektrumuk hasonlít a rövid periódusú változókhoz, prototípusuk a δ Scuti | |
A csillag luminozitására utaló jelölések | |
fősorozati csillagok/törpecsillagok színképe | |
óriáscsillagok színképe | |
szubtörpék színképe | |
fehér törpék színképe (például WA5) | |
Ha a spektrum anomális erősségű fémvonalakat mutat | |
abnormálisan erős báriumvonalak | |
abnormálisan erős kalciumvonalak | |
abnormálisan erős krómvonalak | |
abnormálisan erős európiumvonalak | |
abnormálisan erős héliumvonalak | |
abnormálisan erős higanyvonalak | |
abnormálisan erős mangánvonalak | |
abnormálisan erős szilíciumvonalak | |
abnormálisan erős stronciumvonalak | |
Fehér törpék spektrális jellegzetességei | |
polarizált fény | |
mágneses mező | |
változócsillag | |
létezik spektrális különlegesség |
A spektrum megadásánál ezenkívül fel szokás tüntetni a színképosztály jele előtt, hogy a csillag törpe (d: dwarf) vagy óriás (g: giant)
A Henry Draper-féle katalógus és az azt kiegészítő Henry Draper Extentions (HDE) 360 ezer csillag színképtípusát tartalmazza. Ennek több, mint 200 000 csillagát Miss Annie Cannon osztályozta 1911 és 1914 között. Ez a fajta spektrálklasszifikáció azonban még nem elegendő ahhoz, hogy pontos képet nyújtson a csillag légkörében uralkodó állapotokról.
A Hertzsprung–Russell diagram
szerkesztésA színképosztályozás megalkotását követően Einar Hertzsprung és tőle függetlenül Henry Norris Russell megfigyelték, színképtípusú csillagoknak azonos hőmérséklet mellett is lehet különböző a spektrumuk. Ezt a problémát már nem tudták az alosztályokba való sorolással megoldani, így készítettek egy újabb osztályozást, amely a csillagok luminozitásán (fényességén) alapul. Megvizsgálva a csillagok színképtípusát és hőmérsékletét, arra a következtetésre jutottak, hogy a luminozitás alapján is osztályokba sorolhatóak a csillagok. Az ezt kifejező diagramot a két csillagász tiszteletére Hertzsprung–Russell diagramnak nevezték el. A diagram függőleges tengelyén az abszolút fényesség vagy a luminozitás (Nap-luminozitás egységekben) szerepel, vízszintes tengelyén pedig a színképtípus, vagy a felszíni hőmérséklet.
A csillagok életútjuk során mind luminozitásukat, mind színképüket változtatják. Ezen a lassú változáson kívül, bizonyos köztes fejlődési fázisban, az úgynevezett változócsillagok, gyors színkép és luminozitás-módosulást is mutathatnak. A luminozitási osztályok érzékeltetésére a Hertzsprung–Russell diagramot sematikus sávokra osztották, amelyekben az egyes luminozitási osztályok képviselői helyezkednek el.
A csillagok kémiai összetétele
szerkesztésA színképelemző műszerek fejlődésével és a csillagok légkörének modellezésével egyre több csillag légkörének kémiai összetételét állapították meg. Ez alapján arra következtetésre jutottak, hogy a hidrogéntől és a héliumtól eltekintve, a csillagok légköre a hibahatáron belül azonos összetételű. Ha a nehezebb elemeket (a héliumnál nehezebb összes elemet a csillagászatban fémnek hívják) vizsgáljuk, ritkaságnak számítanak azok a csillagok, amelyek légköre a Napétól jelentősen eltérő kémiai összetételű. Ez jellemző az extragalaxisok csillagaira is. A Nap légköre tehát kémiai összetétel szempontjából etalonként szolgál.
A csillagok kémiai összetételének megállapítására a legegyszerűbb módszer a növekedési görbe meghatározása. A növekedési görbe megadja, hogy valamely meghatározott kémiai elem meghatározott színképvonalának ekvivalens szélessége hogyan függ az elem atomjainak térfogategységenkénti számától. A növekedési görbe alakja ugyanis függ a csillag légkörének modelljétől, aminek segítségével kapott kémiai összetétel csak bizonyos pontossággal adható meg. Vannak csillagok, amelyeknek kémiai összetétele jelentősen eltér a kozmikus elemgyakoriságtól. Ezeket anomális kémiai eloszlású csillagoknak nevezzük. Ilyenek például:
Ap v. Bp csillagok: spektrumukban alapján a ritka földfémek (például lantán, cérium, európium) túlpopuláltságot mutatnak. Légkörük hőmérséklete 9 – 10 000 K. Sokukban jelentős a mágneses tér, a jelenleg mért legnagyobb térerősség az ilyen csillagokban a földi érték hetvenezerszerese. Mivel e csillagok színképében általában a hidrogén vonalai uralkodnak, a fémek anomális mennyisége a színképet csak kevéssé változtatja meg. Az anomáliára még nincs egységesen elfogadott magyarázat.
Am csillagok: spektrumuk alapján a kalcium-alulpopuláltságot, a Fe csoport pedig túlpopuláltságot mutat.
Báriumcsillagok: G8-K2 színképosztályú óriáscsillagok, légkörük s-folyamat során keletkezett izotópokról árulkodik: Ba II és Ba III-vonalak 455,4 nm-nél, Sr II és Y II vonalak. Spektrumukra jellemzőek még CH, CN és C2 molekulasávok. A báriumcsillagok osztályát William Bidelman and Philip Keenan definiálta.[14] Radiális sebességük kísérleti tanulmányozásából arra következtettek, hogy minden báriumcsillag kettőscsillag.[15][16][17] Az IUE (International Ultraviolet Explorer – nemzetközi ultraibolya felfedező) műhold több báriumcsillag-rendszerben fehér törpéket talált.
Pekuliáris vörös óriások: rendszerint a szén, valamint a periódusos rendszer 6. és 7. periódusába tartozó elemek gyakorisága haladja meg messze az átlagosat. Ezekben a késői típusú csillagokban az anomális elemgyakoriságok a színképet jelentős mértékben megváltoztatják, lehetetlenné téve ezzel a klasszikus osztályba való besorolásukat. A leggyakoribb anomáliák számára külön osztályokat nyitottak: a C típusú csillagokban rendszerint a szén mennyisége haladja meg az oxigénét, az S típusra pedig erős cirkónium-oxid sávok jellemzőek.
C típusú csillagok: széncsillagoknak is nevezzük őket, általában K vagy M színképtípusúak, az átlagosnál több szenet tartalmaznak ami miatt C betűvel jelölik őket. Színképükben többnyire C2, cián és szénhidrogén-gyök vonalak fordulnak elő, bennük a szén és az oxigén elemgyakorisága 4-5-ször nagyobb, mint a normális csillagok esetében. A szénvegyületek a spektrum kék részében az intenzitást jelentősen gyengítik, így ezek a csillagok vörösek. Az R típusú csillagok felszíni hőmérséklete magasabb és inkább a K típusú csillagokra hasonlítanak, míg az N típusúak hidegebbek, fizikai tulajdonságaik miatt inkább az M csillagokhaz állnak közelebb. A széncsillagok többsége óriás vagy szuperóriás, de előfordulnak közöttük fősorozati csillagok (törpék) is. Több alosztályba soroljuk őket, megkülönböztetünk klasszikus (C-R, C-N) és nem klasszikus (C-J, C-H, C-Hd) osztályokat. A C-R, C-N és C-H osztályokat 1993-ban vezette be Philip Keenen a Morgan-Keenan osztályozási rendszer kiegészítésénél. Ehhez adták hozzá a C-J és C-Hd alosztályokat.[18] Csak később vezették be a ma is használatos rendszert.[19]
- C-R: Színképük alapján a késői G vagy a korai K típusú csillagoknak felelnek meg. Néhány C-H típusú csillag kivételével a széncsillagok közül a legforróbbak. Színképük erős izotópsávokat mutat, az I. populációs csillagok közé tartoznak. A legelfogadottab elméletek szerint vörös óriások. Ilyen csillag például az S Camelopardalis.
- C-N: A széncsillagok legjobban ismert alosztálya, mivel az egyedüli típus, amelyek – főként infravörös tartományban – könnyen detektálható. Színképük alapján a késői K és M csillagoknak felelnek meg. Színképük erős diffúz spektrumvonalakat mutat a látható kék tartományban. A ritka I. populációhoz tartoznak, elméleteink szerint az aszimptotikus óriáság (AGB) csillagai. Ilyen csillag például az R Leporis.
- C-J: a hideg C csillagok egyik alcsoportja, magas a 13C-tartalma. Színképük erős szénhidrogén-gyök és C2 sávokat mutat. Ilyen csillag például az Y Canum Venaticorum.
- C-H: A II. populáció fényes óriás csillagai, hasonlítanak a C-R csillagokhoz. Színképük erős abszorpciós CH-sávokat mutat. Többnyire kettős rendszerekben fordulnak elő. Ilyen csillagok például a V Arietis és a TT Canum Venaticorum[19]
- C-Hd: HdC-csillagoknak is nevezik őket, rövidítésük a Hydrogen deficient C stars angol kifejezésből ered, tehát hidrogénhiányos fényes óriáscsillagok. Hasonlítanak a késői G típusú csillagokhoz, színképükben a hélium dominál, de előfordulnak benne CH és C2 színképsávok is. A ritka I. korongpopulációhoz tartoznak. Ilyen csillag például a HD 137613.
MS és SC osztályok: az M és S, illetve az S és C osztály közötti átmenetek, a nevük is innen ered. Az M – MS – S – SC – N sorban jobbra haladva nő a csillagokban a szén gyakorisága. Átmeneti jellegű csillag az R Serpentis, ST Monocerotis (fősorozat – MS), a CY Cygni és a BH Crucis (SC).
Héliumcsillagok: hélium-túlpopuláltságot mutatnak de ugyanakkor a nehezebb elemek is megtalálhatóak a színképükben. Mindezektől függetlenül normális csillagok, légkörükben a nehézségi gyorsulás akkora vagy kisebb, mint a Nap felszínén. Két nagy osztályba soroljuk őket. Az egyik osztályba körülbelül egyharmad részük tartozik. Ezek szélsőséges hidrogénhiányukkal tűnnek ki, szemben a másik osztállyal, ahol a hidrogén mennyisége normálisnak mondható.
L típusú csillagok:Felszíni hőmérsékletük 1300 és 2500 K közötti. Törpecsillagok vagy szubcsillagok feltűnő szénhidrogén és alkálifém vonalakkal. L törpéknek vagy lítiumtörpéknek is nevezik őket, mivel több ilyen objektumban nem játszódik le nukleáris fúzió. Színük sötétvörös, infravörös tartományban a legfényesebbek. Légkörük elég hideg ahhoz, hogy szénhidrogén és alkálifém vonalakat tartalmazzon a színképük. L típusú csillagok: 2MASSW J0746425+2000321 kettős (A komponense egy L típusú törpecsillag, B komponense egy L típusú barna törpe.)
T Tauri csillagok: fiatal képződmények, világító és sötét ködök környezetében találhatóak, feltehetően ezekből keletkeztek. Névadójuk prototípusuk, a Bika csillagkép T Tauri változócsillaga. Szabálytalan (irreguláris) fényességváltozásokat mutatnak. Felszíni hőmérsékletük 3500-7000 K. Színképük az erős emissziós vonalak mellett ún. tiltott vonalakat is tartalmaz, amelyek csak extrém alacsony sűrűség mellett jöhetnek létre. A színképvonalak jellegzetessége még a kékeltolódás, ami anyagkiáramlásra utal. A flercsillagokhoz hasonlóan még valamivel a főág fölött vannak, amit csak később érnek el. A T Tauri csillagok többnyire csoportokban fordulnak elő, amelyek – hasonlóan az OB asszociációkhoz – sűrű csillagközi felhők szomszédságában helyezkednek el. Infravörös sugárzásuknak köszönhetően nagy számban fedeztek fel ilyen objektumokat az Ophiuchus-porködben.
Mágneses csillagok: színképvonalaik (Si, He, Ca, Ba, Mg, Sr, Ti) intenzitás-változásával egyidejűleg változik a fényességük. Szinte minden mágneses csillag ezen kívül mágneses térerősség-változásokat mutat, alkalmanként pedig pólusátfordulás is megfigyelhető. A térerősségváltozások néha szigorú periodikusságot mutatnak, néha pedig szabálytalan változásokat figyelhetünk meg. A Canes Venatici (Vadászebek) csillagkép legfényesebb csillaga esetében például – 0,14 és + 0,16 T közötti mágneses térerősségváltozás figyelhető meg 5 és fél napos periódussal. A mágneses tér változásával együtt 0,2 magnitúdós fényességváltozást mutat.
Az anomális kémiai összetétel magyarázata
szerkesztésA legújabb csillagászati kutatások arra következtetnek, hogy az anomális kémiai összetétel hátterében a csillaganyag enyhe „keveredése”, vagy éppen ennek hiánya áll.
- Túl erős a csillagban az anyag keveredése, amit a csillag egészét átható konvekció vagy a nukleáris égéstermékek légkörbe kerülése okoz. Feltehetően ezzel magyarázható a pekuliáris vörösóriásoknál és a HdC-csillagoknál jelentkező anomália.
- A csillag légköre – a lassú forgás, erős mágneses tér miatt – szokatlanul nyugodt. A turbulencia hiánya miatt létrejön a molekuláris diffúziós egyensúly, az atomok és ionok súly és fotonbefogási keresztmetszet szerinti elkülönülése. Feltehetően ez a jelenség okozza a fémvonalas csillagoknál a rendellenességet.
- A csillag környezetéből is vehet fel szokatlan összetételű anyagot, például az intersztelláris térből vagy a kettőscsillagok a komponensükről.
A fehér törpék kivétel nélkül anomális összetételűek: 80%-uk színképében kizárólag hidrogén vonalak, 10%-uk színképében csak a hélium széles vonalai (DA-, DB-, DO-típusok) találhatóak, további 10%-uk pedig – a hidrogén és hélium mellett – fémvonalakat (is) mutat. A fehér törpék anomális kémiai összetételében a fent felsorolt folyamatok mindegyike szerepet játszik.
A Yerkes színképosztályozási rendszer
szerkesztésOsztály | Alosztályok | Leírás | Példák |
---|---|---|---|
hiperóriások | ε Carinae (Ia-0, pekuliáris spektrum) | ||
fényes szuperóriások | Deneb (A2Ia színkép), Betelgeuse (M2 Ib) | ||
fényes óriások | β Scuti vagy HD 173764 (G4 IIa), HR 8752 (G0 Iab), HR 6902 (G9 IIb) | ||
(normális) óriások | ρ Persei (M4 IIIa), δ Reticuli (M2 IIIab), Pollux (K2 IIIb) | ||
szubóriások | ε Reticuli (K1-2 IVa-III), HR 672 A (G0.5 IVb), AD Leonis (M4 Vae színkép) | ||
fősorozatbeli csillagok (törpék) | Nap (G2 V) | ||
szubtörpék | Kapteyn-csillag (HD 33793), Groombridge 1830, 2MASS J05325346+8246465 | ||
fehér törpék | Szíriusz B | ||
Kiegészítő jelölések | |||
színképe alapján a csillag átmenet az I és II osztályok között | |||
Ia színképtípusnál fényesebb csillagok | |||
a csillag M IV vagy M IV típusú |
Idővel kiderült, hogy azonos színképosztályú csillagokhoz többféle tömeg és luminozitásérték is tartozhat, így szükségessé vált, hogy az osztályozásban a felületi hőmérsékleten kívül a csillagfejlődésben elfoglalt állapotukat is hozzárendeljék a csillagokhoz. William W. Morgan, Philip C. Keenan és Edith Kellman, a Yerkes Obszervatórium kutatói, kidolgozták a csillagok kétdimenziós spektrálklasszifikációját.[20] A Harvard-féle osztályozáshoz hasonlóan ez is empirikus rendszer, itt római számokkal jelzett luminozitási osztályokat különböztetünk meg. (A luminozitást a képletből számíthatjuk ki, ahol L a luminozitás, a Stefan–Boltzmann állandó, R a csillag sugara, Teff pedig az effektív felületi hőmérséklete. A tömeg és a luminozitás között a fősorozati csillagoknál durván az alábbi összefüggés áll fenn: .) A csillagok asztrofizikai állapotára tehát nem csak színképtípusuk, de luminozitási osztályuk is jellemző. Napunk például G2V típusú csillag, ahol a G2 jel csillagunk sárgás színére utal, a V szám pedig arra, hogy a Nap fősorozati csillag. Az MKK-rendszer további finomítására 1930-ban William Morgan az I. luminozitási osztályon belül bevezette az Ib, Iab, Ia, Ia-0 alosztályokat. Az egyes luminozitási osztályba tartozó csillagok gyakorisága eltérő. A statisztikai vizsgálatokból azt a következtetést vonhatjuk le, hogy minden egyes szuperóriásra jut körülbelül 10³ óriáscsillag, 107 fősorozati törpe, 104 szubtörpe, és durva becslések alapján 106 fehér törpe.
Később, 1953-ban a standard csillagok és az osztályozás kritériumainak többszörös átdolgozása után, a rendszerezési sémát a három asztrofizikusról MKK-osztályozásnak nevezték el.[21]
A csillagok életútjuk során mind luminozitásukat, mind színképüket változtatják. Ezen a lassú változáson kívül, bizonyos köztes fejlődési fázisban, az úgy nevezett változócsillagok, gyors színkép- és luminozitásmódosulást is mutathatnak. A luminozitási osztályok érzékeltetésére a Hertzsprung-Russell diagramot sematikus sávokra osztották, amelyekben az egyes luminozitási osztályok képviselői helyezkednek el. Az MMK-féle osztályozásban olyan spektrumvonalakat is figyelembe vesznek, amelyek tulajdonságaiból a csillag felszíni gravitációjára lehet következtetni. Egy óriáscsillag felszíni gravitációs gyorsulás a sokkal kisebb, mint egy törpecsillag esetében ( és az óriáscsillagok esetében a sugár sokkal nagyobb mint a törpék esetében).
A kisebb gravitációs gyorsulás kisebb sűrűséget és gáznyomást eredményez, ami befolyásolja az adott gázban kialakuló színképvonalak profilját.
Az MKK-osztályozás gyakorlatban a Yerkes Színképatlasz standardcsillagaival való összehasonlítás alapján, becsléssel történik.
Egyéb színképosztályozási rendszerek
szerkesztésSecchi-féle osztályozás
szerkesztésAngelo Secchi elsőként javasolta (1863-1867) a csillagok osztályokba való sorolását.
- I osztály: fehér vagy kék csillagok, színképükben erős hidrogénvonalak és fémvonalak mutatkoznak. (modern A osztály)
- II. osztály: erősen hidrogénszegény sárga csillagok, fémvonalakat mutatnak. (modern G és K osztály)
- III. osztály: narancssárga színű csillagok, összetett színképsávokkal. (modern M osztály)
- IV. osztály: vörös csillagok, jelentős mértékben mutatnak szénvonalakat és -sávokat. (széncsillagok)
- V. osztály: emissziós vonalakat mutatnak.
Ennek az osztályozási rendszernek a továbbfejlesztésével született meg a Harvard-féle klasszifikáció. [4]
Chalonge-Barbier-Divan-féle osztályozási rendszer
szerkesztésA két leggyakrabban használt osztályozási rendszeren (Harvard- és Yerkes-féle) kívül még többféle létezik, ezek közül legfontosabb a Daniel Chalonge, Martial Barbier és L. Divan asztrofizikusok által kidolgozott szisztéma. Az előző kettővel ellentétben itt az osztályozás alapjául szolgáló mennyiségeket fotometriai úton mérni lehet: a spektrumok a Balmer-ugrás nagysága (D), helyzete (λ1) és a Φb kék gradiens számhármassal jellemezhetőek. Tapasztalati alapon egyértelmű kapcsolatot sikerült megállapítani a színképtípus, a luminozitási osztály illetve a Chalonge-paraméterek között.
Az UBV-rendszer
szerkesztésAz UBV-rendszer – ami Harold Johnson-féle rendszer néven is ismert – lényegében a csillagok fotometriai osztályozását jelenti. Az U, B és V jelzések a csillag UVB- rendszerben mért ultraibolya, kék és vizuális magnitúdóját jelentik. Ennek a módszernek a felfedezése (1950) Harold Johnson és William Wilson Morgan amerikai csillagászok nevéhez fűződik.
Ezt a módszert a halvány csillagok statisztikai vizsgálatára alkalmazzák. Az eljárás lényege az, hogy viszonylag széles hullámhossztartományban a színkép legjellemzőbb helyeiről vesznek mintát a csillagok fényéből. Az így kapott fényességértékeket a tartományra jellemző színekre utaló indexszel látják el, és színfényességnek nevezik. Legtöbbször a fent említett három tartományban szokás fényességet mérni.
Ha a különböző tartományokban számított abszolút fényességek különbségét képezzük, akkor az ún. színindexeket kapjuk. Háromszín-rendszer esetén ezek közül kettő független, amit általában így jelölünk: U – B és B – V. A színindexek használata megkönnyíti a csillagok fejlődésének tanulmányozását és segít meghatározni távolságukat és korukat. Ebből pedig következtetni tudunk a csillagközi tér esetleges fényelnyelésére is. A színindexek szoros kapcsolatban állnak a csillag felszíni hőmérsékletével azzal együtt változnak. Az O és B típusú csillagok esetében a kék és a vizuális fényrend különbsége negatív, az A típusnál nulla, az F, G, K és M színképosztályba tartozó csillagok esetében pedig egyre nagyobb pozitív érték.
A csillagok színképosztályának megállapítása a gyakorlatban. Standardcsillagok
szerkesztésEgy nagy látószögű Schmidt-távcső fényútjába néhány fokos prizmát helyeznek, így a fotolemezen megjelenik minden csillagnak a színképe. Az így kapott spektrumok felbontása azonban nagyon gyenge, részletes tanulmányozásra nem alkalmas, viszont megfelel a spektrálklasszifikáció törvényeinek. Minden színképosztályhoz és alosztályhoz tartoznak standardcsillagok, melyeknek spektráltípusa adott. Ismeretlen spektráltípusú csillagok esetében a színképosztályokba történő besorolásnál az adott műszerrel először a standardcsillagról kell objektívprizmás felvételt készíteni, majd a kapott spektrumot a csillagéval összehasonlítani.
Az alábbi táblázat a különböző színképosztályokhoz tartozó standardcsillagokat mutatja:
Színképosztály | Standardcsillag(ok) | Színképosztály | Standardcsillag(ok) |
---|---|---|---|
BD 4o1302 | π Sagittarii | ||
BD 44o3639 | α Canis Minoris | ||
S Monocerotis, g Sagittae | β Virginis | ||
λ1 Orionis, A Cygni | α Aurigae | ||
10 Lacertae, BD 34o98 | Nap | ||
ε Orionis | χ Geminorum | ||
β Canis Maioris | α Bootis | ||
γ Orionis | β Cancri | ||
π4 Orionis | α Tauri | ||
q Tauri | β Andromedae | ||
β Persei | α Orionis | ||
λ Aquilae | π Aurigae | ||
α Canis Maioris | ρ Persei | ||
γ Ursae Maioris | BD10o5057 | ||
τ3 Eridani | BD+5o5223 | ||
β Trianguli | BD-3o1685 | ||
δ Geminorum | 19 Piscium |
Az aszteroidák színképosztályozása
szerkesztésA kisbolygók (aszteroidák) – hasonlóan a csillagokhoz – színképük alapján osztályozhatóak. Az osztályozás itt azonban nem csak a felszínt alkotó anyagoktól, hanem a felszín állapotától is függ. Ez alapján a következő osztályokba csoportosíthatóak:
A típus: extrém vörös színű aszteroidák erős abszorpciós vonalakkal, amelyek olivin jelenlétére utalnak. Felszínüket 1 µm vastag olivinréteg borítja. Előfordulásuk ritka a belső aszteroida övben.
B típus: tulajdonságaikban a C típusra hasonlítanak, albedójuk viszont nagyobb. Látható spektrumtartományban kék színűek. Nagyon ritka típus. Az aszteroidák C csoportjába tartoznak.
C típus: Színképük kondrit és hidratált szilikátok jelenlétére utal. Előfordulásuk gyakorisága 75%. Főleg a Naptól távol gyakoriak. Igen sötétek, geometriai albedójuk 0,065 alatti.
D típus: Színképük szilikátok és szén jelenlétére utal. Albedójuk nagyon alacsony. A külső aszteroidaövben, és azon kívül találhatóak. Ilyen típusú aszteroidák például a 152 Atala, 588 Achilles, 624 Hektor és a 944 Hidalgo.
E típus: nagy albedójúak, ensztatit akondritok olvadásos-üvegesedéses folyamatokkal. A Naphoz közelebb gyakoribb.
F típus: általánosságban a B típushoz hasonlítanak. Gyenge abszorpciós vonalakat mutatnak az ultraibolya tartományban.
G típus: általánosságban hasonlít a C típusra, de azzal ellentétben az ultraibolya tartományban spektruma 0,5 μm-nél kisebb hullámhosszakon erős abszorpciós vonalakat tartalmaz.
J típus: színképük hasonlít a V típushoz, de velük ellentétben 1 μm-en vastag abszorpciós sávot mutatnak. Ilyen típusú aszteroidák például a 2442 Corbett, a 3869 Norton, a 4005 1979 TC2 és a 4215 1987 VE1.
K típus: viszonylag ritka.
L típus: a vörös színképtartományban a legfényesebbek. Viszonylag ritka típus. Ide sorolhatóak a 387 Aquitania, 102 Miriam, 274 Philagoria, 728 Leonisis és a 980 Anacostia aszteroidák.
M típus: egyike a három alapvető aszteroida-típusnak az S és C típusok mellett. Spektrumuk alapján fémekből (vas, nikkel stb.) állnak. Valószínűleg nagy, ősi aszteroidák ütközéssel feltárt magjai. Viszonylag fényesek, albedójuk 0,1 – 0,2. Ilyen típusú aszteroidák például a 369 Aëria és a 132 Aethra.
P típus: színképük szilikátok és szén jelenlétére utal. Albedójuk rendszerint alacsony. A külső aszteroidaövben illetve azon kívül találhatóak.
Q típus: színképük alapján átmenetet képeznek az S és V típusok között. Viszonylag ritka aszteroidák, a belső aszteroidaövben találhatóak. Felszínüket erős, 1 mikrométer vastag olivin- és piroxinréteg alkotja. Ilyen típusúak például az 1862 Apollo és a 2063 Bacchus.
R típus: színképük alapján átmenetet képeznek a V és az A típusú aszteroidák között. A belső aszteroidaövben találhatóak, fényesek. Az IRAS infravörös csillagászati műhold több ilyen aszteroidát talált, ilyenek például a 4 Vesta, 148 Gallia, 246 Asporina, 349 Dembowska, 571 Dulcinea és a 937 Bethgea.
S típus: a legheterogénebb osztály, a Naphoz relatíve közel (nagyjából a Föld távolságában) jellemzők. Albedójuk 0,07–0,23 közé esik. Különböző szilikátok alkotják, felszínükön gyakran figyelhetünk meg sok port, vagy olvadásos-üvegesedéses folyamatok nyomát, amit a fiatal Nap erős sugárzása okozott. Hét alosztályukba ezek alapján lehet további besorolásukat végezni. Az aszteroidák hozzávetőleg 17%-a ebbe a típusba sorolható. A legnagyobb ilyen típusú aszteroida a 15 Eunomia (kb. 330 km hosszú).
V típus: bazalt anyagú égitestek, jól meghatározott (a Vesta kisbolygóhoz hasonló) pályán keringenek, és valószínűleg a Vesta töredékei. Vesztoidáknak is nevezik őket.
Jegyzetek
szerkesztés- ↑ Classification of Stellar Spectra: Some History
- ↑ Philip C. Keenan 1954 Astrophysical Journal, vol. 120, p.484
- ↑ Wolf-Rayet stars: stellar classification
- ↑ B. Cameron Reed (2003), CATALOG OF GALACTIC OB STARS, The Astronomical Journal, vol.125, p.2531–2533
- ↑ a b Kirkpatrick et al, J. Davy (1999. július 10.). „Dwarfs Cooler than M: the Ddefinition of Spectral Type L Using Discovery from the 2-µ ALL-SKY Survey (2MASS)”. Astrophysical Journal 519 (2), 802–833. o, Kiadó: The University of Chicago Press. [2007. május 27-i dátummal az eredetiből archiválva]. ISSN 0004-637X. (Hozzáférés: 2007. május 19.)
- ↑ a b Kirkpatrick, J. Davy (2005). „New Spectral Types L and T”. Annual Reviews of Astronomy and Astrophysics 43 (1), 195–246. o, Kiadó: Annual Reviews. ISSN 0066-4146.
- ↑ S. Kulkarni (Caltech); D.Golimowski (JHU): Cassini Astronomers Announce First Clear Evidence of a Brown Dwarf. HubbleSite.org NewsCenter, 1995. november 29. (Hozzáférés: 2007. november 21.)
- ↑ Y-Spectral class for Ultra-Cool Dwarfs, N.R.Deacon and N.C.Hambly, 2006
- ↑ Az első Y törpe: átmeneti égitest a csillagok és bolygók között Archiválva 2008. április 21-i dátummal a Wayback Machine-ben – Hírek.csillagászat.hu Archiválva 2010. február 8-i dátummal a Wayback Machine-ben; Szulágyi Judit, 2008. április 18.
- ↑ White Dwarf (wd) Stars. [2008. július 31-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2010. október 2.)
- ↑ List of Known White Dwarfs, Gerard P. Kuiper,Publications of the Astronomical Society of the Pacific 53, #314 (August 1941), pp. 248–252.
- ↑ The Spectra and Luminosities of White Dwarfs, Willem J. Luyten, Astrophysical Journal 116 (September 1952), pp. 283–290.
- ↑ Stellar atmospheres, Jesse Leonard Greenstein, in Stars and Stellar Systems, vol. 6, Stellar Atmospheres, ed. J. L. Greenstein, Chicago: University of Chicago Press, 1960.
- ↑ Bidelman, W.P., & Keenan, P.C. Astrophysical Journal, vol. 114, p. 473, 1951
- ↑ McClure, R.D., Fletcher, J.M., & Nemec, J.M. Astrophysical Journal Letters, vol. 238, p. L35
- ↑ McClure, R.D. & Woodsworth, A.W. Astrophysical Journal, vol. 352, pp. 709-723, April 1990.
- ↑ Jorissen, A. & Mayor, M. Astronomy & Astrophysics, vol. 198, pp. 187-199, June 1988
- ↑ Revised MK spectral classification of the red carbon stars - Keenan, Philip C.
- ↑ a b Spectral Atlas of Carbon Stars (Barnbaum+ 1996). [2009. május 19-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2018. július 21.)
- ↑ Morgan, William Wilson; Keenan, Philip Childs; Kellman, Edith (1943), "An atlas of stellar spectra, with an outline of spectral classification", Chicago, Ill., The University of Chicago press
- ↑ Phillip C. Keenan, William Wilson Morgan (1973. december 2.). „SPECTRAL CLASSIFICATION”. Annual Reviews of Astronomy and Astrophysics 11, 29–50. o, Kiadó: Annual Reviews.[halott link]
Lásd még
szerkesztés- Nap
- csillag
- Csillagászati színképelemzés – az asztrofizika egyik legeredményesebb vizsgálati módszere
- Asztrofizika – a csillagok állapothatározói
- Hertzsprung-Russell diagram – alapvető összefüggés a csillagok állapothatározói között
Irodalom
szerkesztés- B. Cameron Reed (2003), CATALOG OF GALACTIC OB STARS, The Astronomical Journal, vol.125
- Bidelman, W.P., & Keenan, P.C. Astrophysical Journal, vol. 114
- Jorissen, A. & Mayor, M. Astronomy & Astrophysics, vol. 198
- Morgan, William Wilson; Keenan, Philip Childs; Kellman, Edith (1943), "An atlas of stellar spectra, with an outline of spectral classification", Chicago, Ill., The University of Chicago press.
- Kirkpatrick et al, J. Davy (1999. július 10.). „Dwarfs Cooler than M: the Ddefinition of Spectral Type L Using Discovery from the 2-µ ALL-SKY Survey (2MASS)”. Astrophysical Journal 519.
- McClure, R.D. & Woodsworth, A.W. Astrophysical Journal, vol. 352
- McClure, R.D., Fletcher, J.M., & Nemec, J.M. Astrophysical Journal Letters, vol. 238
További információk
szerkesztésMagyar nyelvű
szerkesztés- Színképek osztályozása
- ELTE: A csillagok színe, spektrálklasszifikáció
- Vinkó József-Szatmáry Károly-Kaszás Gábor-Kiss László: A csillagok színképe
- Hebling János, Almási Tibor: Képalkotás és spektroszkópia THz-es sugárzással: a csillagászattól az orvosi alkalmazásokig. Magyar Tudomány 2005. 12. sz. ISSN 0025-0325 (teljes szöveg elérhető itt [5])
- Vinkó József – Szatmáry Károly – Kaszás Gábor – Kiss László: A csillagok színképe. Meteor Csillagászati évkönyv 1998 (kiadja a Magyar Csillagászati Egyesület [6])
- Nyerges Gyula: A csillagok színképe – Előadás a Polaris Csillagvizsgálóban, 2008. március 11.
Angol nyelvű
szerkesztés- Jacqueline Mitton: Cambridge Dictionary of astronomy
- A. David Thackeray: Astronomical spectroscopy