Gibt es einen Fehler bei den neueren Zwecken und Korrelationen, die dem HR-Diagramm zugeordnet sind? (Und würde eine dritte Massenachse den beiliegenden Fehler korrigieren?)

7

Als ich jünger war, habe ich mir HR-Diagramme angesehen und angefangen, mit dem HR-Diagramm zu experimentieren.

Als ich RV Tauri-Sterne fand, wollte ich verschiedene Gruppen von Sternen im HR-Diagramm darstellen.

Dies sind Sterne zwischen 0,4 und 9 Sonnenmassen; Sie haben das Ende ihres "Lebens" erreicht und die Fusionsschale eines solchen geschwollenen Sterns rückt in Richtung seiner Oberfläche vor (wenn er trifft, beginnt sich der planetare Nebel zu bilden), wodurch er sich erwärmt und weiter anschwillt. Diese Phase tritt nach den Phasen Asymptotic Giant Branch / Red Clump auf (AGB für Sterne mit hoher Metallizität, RC für Sterne mit niedriger Metallizität).

Unter Berücksichtigung der obigen Informationen sind RV Tauri-Sterne an der Oberfläche sowohl leuchtender als auch heißer als rote Riesen (und AGB / RC-Sterne). Sie sollten links oben von der letzteren der oben genannten Gruppen erscheinen (angesichts der Umkehrung von die Temperaturachse). Alles schien gut zu sein.

Aber dann habe ich das gesehen:

Zusätzliche Korrelationen

Mein Wissen über Astrophysik sagt mir, dass aufgrund von Sternwinden und der Gleichung E = MC ^ 2 die Masse eines Sterns (nach "Geburt") normalerweise mit der Zeit abnimmt (es sei denn, er erhält Materie von einem anderen Stern). Befinden sich die RV-Tauri-Sterne jedoch über und links von den roten Riesen, bedeutet dies, dass laut Grafik jedes Mal, wenn ein Stern zum RV-Tauri-Stadium wandert, eine Zunahme der Masse auftritt.

Ich weiß, dass alle Graphen ihre Grenzen haben, aber in meinen Augen war es falsch zu behaupten, dass diese Korrelationen in Stein gemeißelt waren. Nur Achsen könnten Daten jemals perfekt anzeigen (sie behandeln verschiedene Dateneinheiten als separate einfache Kennzahlen, nicht als "instabilere" zusammengesetzte Kennzahlen). Also habe ich eine dritte Massenachse hinzugefügt (da dies ein ganzes Problem ist, das mit dem Zeichnen der evolutionären "Spuren" von Sternen zu tun hat); Es ist bekannt, dass dies die Sternentwicklung am stärksten beeinflusst. Folgendes habe ich mir ausgedacht:

3DHRD

Ich habe dies getan, um zu zeigen, dass das HR-Diagramm allgemeine Trends von Sternen zeigt (nicht die evolutionären, die Wissenschaftler behaupten).

Meine Frage:

War dies ein gültiger Fehler im HR-Diagramm - und wenn ja, ist Masse die beste Achse, um sie hinzuzufügen?

--BEARBEITEN--

Das HR-Diagramm ist nicht fehlerhaft, das respektiere ich. Ich weiß auch, dass es immer Ausreißer geben wird. Aber die zusätzliche Korrelation der Masse scheint dafür zu fehlerhaft zu sein (wie oben ausgeführt). Meine neue Frage: Ist die Zuordnung dieser zusätzlichen Korrelationen falsch?

Graviton
quelle
1
Ich habe den Eindruck, dass die Helligkeits-Massen-Beziehung nur für Hauptreihensterne gilt.
Py-ser
Sie haben vollkommen recht @ Py-ser, das ist eigentlich die Definition für Main Sequence Star.
Joan.bdm
Aber wenn es nur für die Hauptsequenz gilt, was ist dann mit anderen Sternen wie roten Riesen, Überriesen und den oben genannten RV Tauri-Sternen?
Graviton
Ein Stern, der sich in einer Riesenphase befindet, bedeutet nicht, dass er massereicher ist als andere Sterne, sondern bezieht sich nur auf seinen Radius und seine Oberflächentemperatur . Deshalb sind Red Giants, Supergiants und Tauri-Stars nicht in der MS. Das HR-Diagramm bezieht sich nur für MS auf die Masse. astro.unl.edu/naap/hr/animations/hrExplorer.html
Joan.bdm
Beitrag aus folgendem Grund bearbeitet.
Graviton

Antworten:

5

Ihre Arbeit ist sehr, sehr interessant. Wenn Sie es veröffentlichen, kann es vorkommen, dass in Zukunft 3D-Diagramme verwendet werden. Bitte veröffentlichen Sie es.

Dies bedeutet jedoch nicht, dass das HR-Diagramm einen Fehler aufweist. Es ist richtig wie es ist: es zeigt Luminosity Vs. Farbe und ist dabei perfekt. Und dann kommt es vor, dass einige zusätzliche Beziehungen auftreten: Sterne sind nicht zufällig im HR-Diagramm verstreut, sondern gruppieren sich in Zweigen, und diese Zweige beziehen sich auf Phasen ihres Lebens. Die Position auf jedem Zweig hängt mit der Masse jedes Sterns zusammen. Dies ist keine allgemeine Beziehung für das gesamte Diagramm. Fast das gleiche passiert mit der Größe, aber dies hängt per Definition enger mit der Leuchtkraft zusammen.

Einladen
quelle
Ah, ich habe es nicht richtig formuliert ... Das HR-Diagramm passt zu seinem Zweck, aber es wurden zusätzliche Zwecke zugewiesen, und einige dieser Zwecke passen nicht dazu. Aber danke; Ich schätze es. (Ich kann das momentan nicht positiv bewerten; ich wünschte, ich könnte es, aber ich habe nicht genug Ruf).
Graviton
Oh ja, fast vergessen - wie soll ich das veröffentlichen? Ich war bereits mit dem Institut für Physik in Kontakt und sie wissen davon - aber wohin kann ich sonst gehen? (Übrigens habe ich Ihre Antwort positiv bewertet. :))
Graviton
Sie müssen einen Artikel über das 3D-Diagramm, seine Vorteile, einige Anwendungsfälle und ausgefallene Bilder schreiben und an ein akademisches Magazin senden.
Envite
Übrigens, seien Sie nicht verwirrt - ich habe meinen Namen geändert. Ich werde versuchen, meine Arbeit bei New Scientist einzureichen!
Graviton
@ DeathHammer000, Sie sollten einige professionelle Wissenschaftler um Hilfe bitten: Das Veröffentlichen von ernsthaften Dingen ist überhaupt keine leichte Arbeit, die jeder "Profane" leisten kann :) Ich empfehle Ihnen, sich mit einigen Universitäten oder Forschungsinstituten in Verbindung zu setzen und sie zu fragen .
Py-ser
2

Das Hertzsprung-Russell-Diagramm ist ein Beobachtungsinstrument . Die Achsen sind Dinge, die für die meisten Sterne beobachtet oder zumindest einigermaßen gut geschätzt werden können (also solche mit bekannter Entfernung sowieso). Wir können im Allgemeinen nicht die Massen von Sternen messen - nur die in einigen binären Systemen.

Das von Ihnen gezeigte Schema mit einem Pfeil, der angibt, dass die Masse mit zunehmender Leuchtkraft und Temperatur zunimmt, gilt für Sterne in der Hauptsequenz . Es ist im Allgemeinen nicht wahr. Während der Pfeil mit der zunehmenden Größe oben rechts immer korrekt ist, da er lediglich von den beiden anderen Achsen als abhängt .LR2T4

Wenn man dem HR-Diagramm eine dritte Achse hinzufügen würde - und das ist überhaupt keine schlechte Idee -, dann würde ich folgende Achsen wählen:

(i) Etwas, das die chemische Zusammensetzung der Photosphäre darstellt, wahrscheinlich die Gesamtmetallizität [M / H]. Dies hat den Vorteil, dass es für eine große Anzahl von Sternen messbar ist, und dies zunehmend angesichts der sehr großen spektroskopischen Untersuchungen, die derzeit an vielen Teleskopen (SDSS, Gaia-ESO, RAVE, LAMOST usw.) durchgeführt werden. Andererseits Sterne mit ähnlichen Massen Da sich verschiedene Zusammensetzungen in der Leuchtkraft-Temperatur-Ebene bereits ziemlich gut trennen, könnte eine andere Möglichkeit sein:

(ii) Oberflächengravitation. Sie haben Recht, dass Sterne mit unterschiedlicher Masse, aber ähnlichem Radius an mehr oder weniger derselben Stelle im HR-Diagramm erscheinen können. Sie haben jedoch unterschiedliche Oberflächengewichte. Dies kann anhand einer detaillierten Analyse der Spektren gemessen werden und würde eine interessante dritte Achse liefern.

Rob Jeffries
quelle
Ich verstehe, aber ich habe über evolutionäre Trends gesprochen. Für das, was es ist, ist die HRD ein zuverlässiger Graph. Ich mag auch die Idee, Ersatz für die dritte Achse zu haben, aber die Masse macht den Job. Ein alternatives Diagramm könnte daher in Betracht gezogen werden (oder es könnte ein E4-Lie-Graph entstehen, der als orthogonale 2D-Projektion eines 4D-Graphen fungiert).
Graviton
1
@ Graviton Ich wiederhole: Sie können die Masse für 99,99% der Sterne nicht messen. Wie würden Sie diese Sterne in einem HR-Diagramm mit der Masse als dritter Achse platzieren?
Rob Jeffries
Daran hatte ich nicht gedacht. Ich habe keine Ahnung, wie ich das auf andere Weise umsetzen soll. Ich kann also sagen, dass Sie in den meisten Punkten Recht haben. Es ist nur so, dass die Masse wahrscheinlich der größte Faktor bei der Entscheidung über das Schicksal eines Sterns ist. Sie können hier in mein Forum ( gravitonsforum.freeforums.net ) gehen und das Thema unter "Mainstream" finden, wenn Sie dies weiter diskutieren möchten; Ich bin interessiert.
Graviton
0

Ich komme nicht aus dem Astro-Hintergrund. Aber nach dem, was ich über das Diagramm verstanden habe, warum nicht versuchen, die dritte Achse Zeit zu sein? Ich hoffe, er hat einige Daten für das Zeitalter für Sterne in den Hauptsequenzen und das Alter für wenige Sterne in der Riesen- / WD-Region. Versuchen Sie, das verfügbare Sternalter als dritte Achse zu zeichnen und zu sehen, welche Daten Sie für den anderen Stern erhalten. Ich denke, Sie werden so etwas wie ein geneigtes Flugzeug mit einem Wellenmuster in der Nähe der instabilen Region bekommen.

Kalai
quelle
1
Weil man das Alter eines Sterns nicht beobachten kann . Der Vorschlag ist jedoch nicht unbegründet, um die theoretischen Positionen der Sterne zu veranschaulichen.
Rob Jeffries