Klasyfikacja harvardzka widm gwiazdowych
6 Kwi 2005r. w Widma Gwiazd napisał/a Marcin SzulcPierwszy katalog Drapera widm gwiazdowych, zawierający widma przeszło 10 000 gwiazd, opublikowany został w roku 1890. W zasadzie przy klasyfikacji opierano się na regułach Secchiego, podzielono jednak widma na 16 klas oznaczając je kolejnymi literami alfabetu łacińskiego od A do Q. Przy wznowieniu prac klasyfikacyjnych w XX stuleciu ten sposób oznaczania zachowano, niektóre jednak klasy, jak np. C, D, E, H, porzucono jako niedostatecznie uzasadnione. Ostatecznie zachowano oznaczenia klas widmowych w kolejności: O, B, A , F, G, K i M, z dodatkiem później klas R, S, N dla niewielu gwiazd.
Pierwszy katalog Drapera widm gwiazdowych, zawierający widma przeszło 10 000 gwiazd, opublikowany został w roku 1890. W zasadzie przy klasyfikacji opierano się na regułach Secchiego, podzielono jednak widma na 16 klas oznaczając je kolejnymi literami alfabetu łacińskiego od A do Q. Przy wznowieniu prac klasyfikacyjnych w XX stuleciu ten sposób oznaczania zachowano, niektóre jednak klasy, jak np. C, D, E, H, porzucono jako niedostatecznie uzasadnione. Ostatecznie zachowano oznaczenia klas widmowych w kolejności: O, B, A , F, G, K i M, z dodatkiem później klas R, S, N dla niewielu gwiazd.
Widma gwiazd należące do siedmiu zasadniczych klas O, B, A , F, G, K, M dają się uszeregować w sposób ciągły. Z tego powodu wprowadzono podklasy przez dodanie cyfry 0 do symbolu klasy dla najbardziej typowego rodzaju jej widma i oznaczono podklasy pośrednie między sąsiednimi klasami przez umieszczanie przy literach oznaczających klasy widmowe cyfr od 1 do 9. W ten sposób widma gwiazd tworzą ciąg: O0, …, O9, B0, B1, …, B9, A0, A1, …, A9, F0, F1, …, F9, G0, G1, …,G9, K0, K1, …, K9, M0, M1, …, M9. Gwiazda oznaczona przez A5 ma widmo leżące w połowie między klasami A0 i F0, a gwiazda z widmem A2 jest znacznie bliższa A0 niż F0.
Gdy tworzono w Harvardzkim Obserwatorium Astronomicznym klasyfikację widm gwiazdowych, nie znano jeszcze przyczyn wywołujących zmiany w wyglądzie widma gwiazdy. Obecnie wiemy, że zmiany te w zasadzie wynikają ze zmiany temperatury, przy czym ciąg klas widmowych od O do M odpowiada temperaturze malejącej.
Za kryterium przynależności gwiazdy do określonej klasy widmowej bierzemy stosunek natężeń wybranych linii absorpcyjnych w widmie gwiazdy. Dla każdej podklasy stosunki te zostały dokładnie określone, poniżej zaś podana została ogólna charakterystyka poszczególnych klas widmowych.
Klasa O obejmuje widma gwiazd o najwyższej temperaturze. Na skutek wysokiej temperatury dostrzegamy w widmach tej klasy linie pierwiastków wysoko zjonizowanych. Gwiazd klasy O0 nie znamy. Byłyby to gwiazdy tak gorące że nawet hel byłby całkowicie zjonizowany, to znaczy atomy helu rozpadałyby się na jądra atomowe i elektrony. Znane z obserwacji widma ciągu 0 …M zaczynają się od klasy O5, którą charakteryzuje największe natężenie linii He II pojedynczo zjonizowanego i brak linii helu neutralnego nie zjonizowanego. Ponadto w widmach gwiazd klasy O występują linie absorpcyjne wysoko zjonizowanych pierwiastków jak Si IV, O III, N III itp. Linie wodoru serii Balmera są bardzo słabe. Z widmami klasy O spokrewnione są widma, w których występują szerokie linie emisyjne wodoru i innych pierwiastków. Widma te należą do gwiazd typu Wolfa–Rayeta, mających najwyższą temperaturę. Oznaczamy je literą W.
Gwiazdy klasy B noszą nazwę gwiazd helowych. Już w widmach klasy B0 linie helu zjonizowanego są bardzo słabe, natomiast duże natężenie maja linie helu neutralnego. Linie te osiągają maksimum natężenia w widmach klasy B9. Natomiast wzmacniają się przy zbliżaniu się do klasy A linii wodoru serii Balmera i linii zjonizowanego wapnia CA II, H i K. Przykładem gwiazd klasy B są epsilon ε Orionis(B0), α Virginis (Spica) (B1), β Orionis (Rigel) (B8).
W widmach gwiazd klasy 4 dominują linie wodoru serii Balmera osiągające największe natężenie w klasie A2. Rośnie stale od A0 do F0 natężenie linii H i K (Ca II). Pojawiają się linie neutralnego żelaza (Fe I) i innych metali neutralnych. Przykładem gwiazd klasy A mogą służyć Syriusz (A1) i Wega (A0).
W widmach klasy F nadal maleje natężenie linii absorpcyjnych wodoru serii Balmera, coraz liczniej natomiast zaczynają występować linie różnych metali neutralnych. Wzmacnia się natężenie linii H i K. Przykładem gwiazd klasy F mogą być: Procjon (F5) i α Persei(F5).
Klasa G obejmuje widma typu słonecznego. Najliczniej występują w nich linie metali, głównie metali neutralnych. Linie wodorowe serii Balmera słabną. Pojawiają się pasma nienasyconych cząsteczek chemicznych, jak CH i CN. Fioletowa część widma ciągłego słabnie. Do gwiazd klasy G należą: Słońce (G2) Kapella (G0).
W widmach gwiazd klasy K linie wodoru nadal słabną, wzmacnia się natomiast natężenie linii metali obojętnych. Natężenie niebieskiej części widma ciągłego maleje. Zwiększa się liczba pasm odnoszących się do związków chemicznych. Począwszy od klasy K5 dają się dostrzegać pasma tlenku tytanu (TiO). Do klasy K należą gwiazdy Arktur (A2) i Aldebaran (K5). Plamy słoneczne mają widmo zbliżone do widm gwiazdowych klas G8 – K2.
W widmach gwiazd klasy M występują liczne szerokie pasma odnoszące się do cząsteczek. Spośród nich wydzielają się szczególne pasma TiO. Charakterystycznymi jasnymi gwiazdami klasy M są Betelgeuse (M2) i Antares (M2). U wielu gwiazd klasy M występują od czasu do czasu jasne emisyjne linie wodorowe serii Balmera. Wszystkie te gwiazdy należą do kategorii gwiazd zmiennych i występowanie w ich widmie linii emisyjnych wiąże się ściśle ze zmiennością blasku.
Gwiazdy klas R, N i S są nieliczne. W widmach klas R i N występują związki węglowe, jak CN, CH i C2. Niekiedy ten rodzaj gwiazd, noszących nazwę gwiazd węglowych, obejmuje się jedną wspólną klasą oznaczaną literą C.
W widmach gwiazd klasy S obserwujemy pasma cząsteczkowe tlenku cyrkonu (ZrO), oraz tlenków itru (YO) i lantanu (LaO). Tlenki te występują tylko w widmach klasy S. Klasy R, N i S można uważać za odgałęzienia ciągu spektralnego O –M zgodnie z następującym schematem:
Podstawowym katalogiem zawierającym widma prawie wszystkich gwiazd jaśniejszych od 8m i wielu słabszych jest katalog Drapera (The Henry Draper Cataloque – skrót HD), opracowany w obserwatorium astronomicznym Uniwersytetu Harvarda na podstawie zdjęć fotograficznych wykonanych przy zastosowaniu pryzmatu obiektywowego. Podstawowy katalog w dziewięciu tomach wydany był w latach 1918 – 1924, w późniejszych zaś latach były wydawane uzupełniające wykazy widm. Katalogi te zawierają widma blisko 360 000 gwiazd. Stanowią one dotychczas główne źródło informacji o widmach jasnych gwiazd.
Referencje:
Eugeniusz Rybka: "Astronomia Ogólna" wyd. VI
Widma gwiazd należące do siedmiu zasadniczych klas O, B, A , F, G, K, M dają się uszeregować w sposób ciągły. Z tego powodu wprowadzono podklasy przez dodanie cyfry 0 do symbolu klasy dla najbardziej typowego rodzaju jej widma i oznaczono podklasy pośrednie między sąsiednimi klasami przez umieszczanie przy literach oznaczających klasy widmowe cyfr od 1 do 9. W ten sposób widma gwiazd tworzą ciąg: O0, …, O9, B0, B1, …, B9, A0, A1, …, A9, F0, F1, …, F9, G0, G1, …,G9, K0, K1, …, K9, M0, M1, …, M9. Gwiazda oznaczona przez A5 ma widmo leżące w połowie między klasami A0 i F0, a gwiazda z widmem A2 jest znacznie bliższa A0 niż F0.
Gdy tworzono w Harvardzkim Obserwatorium Astronomicznym klasyfikację widm gwiazdowych, nie znano jeszcze przyczyn wywołujących zmiany w wyglądzie widma gwiazdy. Obecnie wiemy, że zmiany te w zasadzie wynikają ze zmiany temperatury, przy czym ciąg klas widmowych od O do M odpowiada temperaturze malejącej.
Za kryterium przynależności gwiazdy do określonej klasy widmowej bierzemy stosunek natężeń wybranych linii absorpcyjnych w widmie gwiazdy. Dla każdej podklasy stosunki te zostały dokładnie określone, poniżej zaś podana została ogólna charakterystyka poszczególnych klas widmowych.
Klasa O obejmuje widma gwiazd o najwyższej temperaturze. Na skutek wysokiej temperatury dostrzegamy w widmach tej klasy linie pierwiastków wysoko zjonizowanych. Gwiazd klasy O0 nie znamy. Byłyby to gwiazdy tak gorące że nawet hel byłby całkowicie zjonizowany, to znaczy atomy helu rozpadałyby się na jądra atomowe i elektrony. Znane z obserwacji widma ciągu 0 …M zaczynają się od klasy O5, którą charakteryzuje największe natężenie linii He II pojedynczo zjonizowanego i brak linii helu neutralnego nie zjonizowanego. Ponadto w widmach gwiazd klasy O występują linie absorpcyjne wysoko zjonizowanych pierwiastków jak Si IV, O III, N III itp. Linie wodoru serii Balmera są bardzo słabe. Z widmami klasy O spokrewnione są widma, w których występują szerokie linie emisyjne wodoru i innych pierwiastków. Widma te należą do gwiazd typu Wolfa–Rayeta, mających najwyższą temperaturę. Oznaczamy je literą W.
Gwiazdy klasy B noszą nazwę gwiazd helowych. Już w widmach klasy B0 linie helu zjonizowanego są bardzo słabe, natomiast duże natężenie maja linie helu neutralnego. Linie te osiągają maksimum natężenia w widmach klasy B9. Natomiast wzmacniają się przy zbliżaniu się do klasy A linii wodoru serii Balmera i linii zjonizowanego wapnia CA II, H i K. Przykładem gwiazd klasy B są epsilon ε Orionis(B0), α Virginis (Spica) (B1), β Orionis (Rigel) (B8).
W widmach gwiazd klasy 4 dominują linie wodoru serii Balmera osiągające największe natężenie w klasie A2. Rośnie stale od A0 do F0 natężenie linii H i K (Ca II). Pojawiają się linie neutralnego żelaza (Fe I) i innych metali neutralnych. Przykładem gwiazd klasy A mogą służyć Syriusz (A1) i Wega (A0).
W widmach klasy F nadal maleje natężenie linii absorpcyjnych wodoru serii Balmera, coraz liczniej natomiast zaczynają występować linie różnych metali neutralnych. Wzmacnia się natężenie linii H i K. Przykładem gwiazd klasy F mogą być: Procjon (F5) i α Persei(F5).
Klasa G obejmuje widma typu słonecznego. Najliczniej występują w nich linie metali, głównie metali neutralnych. Linie wodorowe serii Balmera słabną. Pojawiają się pasma nienasyconych cząsteczek chemicznych, jak CH i CN. Fioletowa część widma ciągłego słabnie. Do gwiazd klasy G należą: Słońce (G2) Kapella (G0).
W widmach gwiazd klasy K linie wodoru nadal słabną, wzmacnia się natomiast natężenie linii metali obojętnych. Natężenie niebieskiej części widma ciągłego maleje. Zwiększa się liczba pasm odnoszących się do związków chemicznych. Począwszy od klasy K5 dają się dostrzegać pasma tlenku tytanu (TiO). Do klasy K należą gwiazdy Arktur (A2) i Aldebaran (K5). Plamy słoneczne mają widmo zbliżone do widm gwiazdowych klas G8 – K2.
W widmach gwiazd klasy M występują liczne szerokie pasma odnoszące się do cząsteczek. Spośród nich wydzielają się szczególne pasma TiO. Charakterystycznymi jasnymi gwiazdami klasy M są Betelgeuse (M2) i Antares (M2). U wielu gwiazd klasy M występują od czasu do czasu jasne emisyjne linie wodorowe serii Balmera. Wszystkie te gwiazdy należą do kategorii gwiazd zmiennych i występowanie w ich widmie linii emisyjnych wiąże się ściśle ze zmiennością blasku.
Gwiazdy klas R, N i S są nieliczne. W widmach klas R i N występują związki węglowe, jak CN, CH i C2. Niekiedy ten rodzaj gwiazd, noszących nazwę gwiazd węglowych, obejmuje się jedną wspólną klasą oznaczaną literą C.
W widmach gwiazd klasy S obserwujemy pasma cząsteczkowe tlenku cyrkonu (ZrO), oraz tlenków itru (YO) i lantanu (LaO). Tlenki te występują tylko w widmach klasy S. Klasy R, N i S można uważać za odgałęzienia ciągu spektralnego O –M zgodnie z następującym schematem:
R - N
/
O – B – A – F – G – K - M
\
S
/
O – B – A – F – G – K - M
\
S
Podstawowym katalogiem zawierającym widma prawie wszystkich gwiazd jaśniejszych od 8m i wielu słabszych jest katalog Drapera (The Henry Draper Cataloque – skrót HD), opracowany w obserwatorium astronomicznym Uniwersytetu Harvarda na podstawie zdjęć fotograficznych wykonanych przy zastosowaniu pryzmatu obiektywowego. Podstawowy katalog w dziewięciu tomach wydany był w latach 1918 – 1924, w późniejszych zaś latach były wydawane uzupełniające wykazy widm. Katalogi te zawierają widma blisko 360 000 gwiazd. Stanowią one dotychczas główne źródło informacji o widmach jasnych gwiazd.
Referencje:
Eugeniusz Rybka: "Astronomia Ogólna" wyd. VI
Komentarze użytkowników
( DODAJ SWÓJ )
Nikt jeszcze nie napisał komentarza do tego materiału.Napisz komentarz
Odpowiedz na pytanie zadane w sondzie.
Zjawiska oraz wydarzenia w nadchodzącym miesiącu.
Zagłosuj lub zgłoś swoją stronę.
Ostatnio pisaliście:
Twoje Imię
1.03.2021, 02:30