Csillagok spektrális osztályozása – spektrum, hőmérséklet és típusok (M–O)

Fedezze fel a csillagok spektrális osztályozását (M–O): spektrum, hőmérséklet és típusok részletes magyarázata, a Nap G-osztályától az O csillagokig.

A csillagászatban a csillagok osztályozása a csillagok hőmérséklet szerinti csoportosítása. A csillagok hőmérséklete a spektrumuk, azaz a csillag által kibocsátott fény hullámhossz-összetételének vizsgálatával mérhető.

A csillagokat színük és spektrumuk alapján színtípusokba vagy spektrális osztályokba sorolják. Általában a csillag hőmérséklete határozza meg a színét, a vörösektől a kék-fehérekig. A fő spektrális típusokat betűkkel jelölik: M, K, G, F, A, B, O. Az M csillagok a leghidegebbek, az O csillagok pedig a legforróbbak. A teljes rendszerben vannak ritkább vagy különleges típusok is, például W (Wolf–Rayet), R, N és S (szén- és S-típusú csillagok).

A Földhöz legközelebbi csillag, a Nap G osztályú csillag (pontosabban G2V), ami azt jelenti, hogy közepesen meleg, sárgás fő- sorozati csillag.

Mi határozza meg a spektráltípust?

A spektráltípust elsősorban a csillag felszíni effektív hőmérséklete határozza meg. A spektrum vonalai (abszorpciós és emissziós vonalak) azt mutatják, mely elemek és ionizációs állapotok fordulnak elő a csillag légkörében, és ezek jelenléte erősen hőmérsékletfüggő. Emellett befolyásolja a csillag kémiai összetétele, felületi gravitációja és forgása is.

A–O típusok rövid ismertetése (M → O)

• M — Legkisebb felszíni hőmérsékletű csillagok (kb. 2400–3700 K). Színük vöröses; spektrumukban erősek a molekuláris sávok (például TiO). Példák: vörös óriások (Betelgeuse: M2Iab) és sok törpe (Proxima Centauri: M5–M6).
• K — Hidegebb, narancssárgás csillagok (~3700–5200 K). Spektrumukban fémvonalak és molekuláris jelek is megjelennek; gyakoriak a szubóriások és fő- sorozati csillagok.
• G — Közepes hőmérsékletű, sárgás csillagok (~5200–6000 K). Jellemzőek a fémvonalak (vas, magnézium), a Nap például G2V osztályú.
• F — Melegebb, fehéres csillagok (~6000–7500 K). Ionizált fémvonalak (pl. Fe II) és gyengébb hidrogénvonalak látszanak.
• A — Világos fehér csillagok (~7500–10000 K). Erősek a Hidrogén Balmer-vonalak; példák: Sirius (A1V), Vega (A0V).
• B — Kék-fehér, forró csillagok (~10000–30000 K). Jellemzőek a He I vonalak és bizonyos ionizált fémvonalak.
• O — Legforróbb, kék csillagok (>30000 K, gyakran 30 000–50 000+ K). Erősek a He II és ionizált fémvonalak; nagyon fényesek, rövid élettartamúak, és gyakran erőteljes csillagszéllel rendelkeznek.

Altípusok és további jelölések

A fenti betűkön belül a csillagokat további számozással (0–9) finomítják: a 0 jelzi az adott betűosztály legmelegebb tagjait, a 9 pedig a hidegebb végét. Például a G2 a G-tartomány egyik középső altípusa.

Emellett a Morgan–Keenan (MK) rendszer luminositási osztályokat is használ római számokkal: I (szuperóriás), II (fényes óriás), III (óriás), IV (alóriás), V (fősorozat / törpe). Így a Nap G2V: G-típusú, 2-es altípusú, fősorozati csillag.

Spektrális vonalak és fizikai okok

A spektrumban megfigyelhető abszorpciós vagy emissziós vonalak az adott elem vagy molekula elektronátmeneteit jelzik. Példák:

• A erős Balmer-hidrogénvonalak az A-típusokra jellemzők.
• A He I és He II vonalak a nagyon forró B és O típusoknál jelennek meg.
• A TiO molekulasávok erősek a hideg M csillagoknál.
• Az erősebb fémvonalak (pl. Fe, Ca) G és K típusoknál hangsúlyosak.

Különleges spektrális típusok

• W — Wolf–Rayet csillagok: erős széles emissziós vonalakkal, nagy tömegvesztéssel és forró, ionizált légkörrel rendelkeznek.
• R és N — régebbi rendszerek szerint széncsillagok különböző altípusai (ma gyakran C-típusként jelölik őket).
• S — S-típusú csillagok: molekuláris spektrumukban különleges s-process elemek (pl. ZrO) jelennek meg, átmenetet képeznek az M és C típusok között.

Összefoglalás

A spektrális osztályozás (M–O és további típusok) a csillagok fizikai tulajdonságainak, elsősorban a felszíni hőmérsékletnek és kémiai jellegzetességeinek rendszerezésére szolgál. A betűk és számozások segítenek finom kategóriákat megadni, a luminositási osztály pedig a csillag fényességi és felületi gravitációs viszonyaira utal. Ezek az osztályok együtt lehetővé teszik a csillagok fejlődési állapotának és fizikai jellemzőinek összehasonlítását.

Harvard spektrális osztályozás

A harvardi osztályozási rendszer egydimenziós osztályozási rendszer. A csillagok felszíni hőmérséklete körülbelül 2000 és 40 000 kelvin között változik. Fizikailag az osztályok a csillag légkörének hőmérsékletét jelzik, és általában a legmelegebbtől a leghidegebbig sorolják fel őket, ahogyan az a következő táblázatban is szerepel:

Megjegyzés: A hagyományos színleírás csak a csillagspektrum csúcsát írja le. A szem által látott tényleges látszólagos színek azonban világosabbak, mint a hagyományos színleírások.

Osztály	Felszíni hőmérséklet (kelvin)	Conventionalcolor leírás	Tényleges látszólagos szín	Tömeg(naptömeg)	Sugár(napsugár)	Fényerősség (bolometrikus)	Hydrogenlines	Az összes fősorozatú csillagok
O	≥ 33,000 K	kék	kék	≥ 16 M ☉	≥ 6,6 R ☉	≥ 30,000 L ☉	Gyenge	~0.00003%
B	10,000-33,000 K	kék fehér	mélykék fehér	2.1-16 M ☉	1.8-6.6 R ☉	25-30,000 L ☉	Közepes	0.13%
A	7,500-10,000 K	fehér	kék fehér	1,4-2,1 M ☉	1,4-1,8 R ☉	5-25 L ☉	Erős	0.6%
F	6,000-7,500 K	sárga fehér	fehér	1,04-1,4 M ☉	1,15-1,4 R ☉	1,5-5 L ☉	Közepes	3%
G	5,200-6,000 K	sárga	sárgásfehér	0,8-1,04 M ☉	0,96-1,15 R ☉	0,6-1,5 L ☉	Gyenge	7.6%
K	3,700-5,200 K	narancs	halványsárga narancs	0,45-0,8 M ☉	0,7-0,96 R ☉	0,08-0,6 L ☉	Nagyon gyenge	12.1%
M	2,000-3,700 K	piros	világos narancssárga piros	≤ 0,45 M ☉	≤ 0,7 R ☉	≤ 0,08 L ☉	Nagyon gyenge	76.45%
R	1,300-2,000 K	piros []	piros []	Ismeretlen	Ismeretlen	Ismeretlen	Nagyon gyenge	Ismeretlen
N	1,300-2,000 K	piros []	piros []	Ismeretlen	Ismeretlen	Ismeretlen	Nagyon gyenge	Ismeretlen
S	1,300-2,000 K	piros []	piros []	Ismeretlen	Ismeretlen	Ismeretlen	Nagyon gyenge	Ismeretlen

Az egyes osztályoknál megadott tömeg, sugár és fényesség csak az életük fősorozati szakaszában lévő csillagokra vonatkozik, így a vörös óriásokra nem. Az O-tól M-ig terjedő színképosztályokat arab számok (0-9) tagolják. Például az A0 az A osztály legforróbb csillagait, az A9 pedig a leghidegebbeket jelöli. A Nap a G2 osztályba tartozik.

A Hertzsprung-Russell-diagramot gyakrabban használják a csillagászatban, mert három fontos változót kapcsol össze: az abszolút fényességet, a fényességet és a felszíni hőmérsékletet. A csillagászatban ugyanolyan fontos, mint a kémia számára a periódusos rendszer.

Hagyományos és látszólagos színek

A hagyományos színleírások hagyományosak a csillagászatban, és a színeket egy A osztályú csillag átlagos színéhez viszonyítva jelölik, amelyet fehérnek tekintünk. A látszólagos színleírások azt jelentik, amit a megfigyelő látna, ha a csillagokat sötét égbolt alatt, szemsegédeszköz nélkül vagy távcsővel próbálná leírni.

Maga a Nap fehér, bár néha sárga csillagnak is nevezik. Ez az emberi optikai érzékszervek fejlődésének természetes következménye: az a válaszgörbe, amelyik a napfény ellen a legnagyobb hatékonyságot nyújtja, a Napot definíció szerint fehérnek fogja érzékelni, bár megfigyelők között van némi szubjektív eltérés.

·        

R136a1, egy nagy tömegű Wolf-Rayet csillag

·        

A Hubble Űrteleszkóp képe az M1-67 ködről és a WR 124 Farkas-sugárzású csillagról a közepén.

·        

A korai típusú csillagok helyes mozgása -/+ 200 000 év alatt

·        

UGC 5797, egy emissziós vonalú galaxis, ahol hatalmas fényes kék csillagok keletkeznek.

·        

Egy O-típusú csillag spektruma

·        

B-típusú csillagok az Ékszerdoboz-halmazban

·        

A Vega, egy A-típusú csillag, összehasonlítva a Nappal

·        

Polaris, egy F-típusú csillag

·        

A kései típusú csillagok mozgása az apex (balra) és az antapex (jobbra) körül -/+ 200 000 év alatt

·        

A Nap, egy G-típusú csillag

·        

Arcturus, egy K-típusú vörös óriás az M-típusú Antareshez képest.

·        

Betelgeuse, egy M-típusú vörös óriáscsillag.

·        

VY Canis Majoris, egy M-típusú hiperóriás

·        

R Sculptoris, egy széncsillag.

·        

A törpék színképei (V. fényességosztály) standard színképtípusokra Pickles (1998) alapján.

·        

Útmutató a Secchi spektrális típusaihoz ("152 Schjellerup" az Y Canum Venaticorum)

·        

A Hubble által felbontott Sirius A és B (DA2 típusú fehér törpe)

A csillagok osztályozása O-tól M-ig.


A Hertzsprung-Russell-diagram a csillagok osztályozását az abszolút magnitúdóval, a fényességgel és a felszíni hőmérséklettel hozza összefüggésbe.

Harvard spektrális osztályozás

A harvardi osztályozási rendszer egydimenziós osztályozási rendszer. A csillagok felszíni hőmérséklete körülbelül 2000 és 40 000 kelvin között változik. Fizikailag az osztályok a csillag légkörének hőmérsékletét jelzik, és általában a legmelegebbtől a leghidegebbig sorolják fel őket, ahogyan az a következő táblázatban is szerepel:

Megjegyzés: A hagyományos színleírás csak a csillagspektrum csúcsát írja le. A szem által látott tényleges látszólagos színek azonban világosabbak, mint a hagyományos színleírások.

Osztály	Felszíni hőmérséklet (kelvin)	Conventionalcolor leírás	Tényleges látszólagos szín	Tömeg(naptömeg)	Sugár(napsugár)	Fényerősség (bolometrikus)	Hydrogenlines	Az összes fősorozatú csillagok
O	≥ 33,000 K	kék	kék	≥ 16 M ☉	≥ 6,6 R ☉	≥ 30,000 L ☉	Gyenge	~0.00003%
B	10,000-33,000 K	kék fehér	mélykék fehér	2.1-16 M ☉	1.8-6.6 R ☉	25-30,000 L ☉	Közepes	0.13%
A	7,500-10,000 K	fehér	kék fehér	1,4-2,1 M ☉	1,4-1,8 R ☉	5-25 L ☉	Erős	0.6%
F	6,000-7,500 K	sárga fehér	fehér	1,04-1,4 M ☉	1,15-1,4 R ☉	1,5-5 L ☉	Közepes	3%
G	5,200-6,000 K	sárga	sárgásfehér	0,8-1,04 M ☉	0,96-1,15 R ☉	0,6-1,5 L ☉	Gyenge	7.6%
K	3,700-5,200 K	narancs	halványsárga narancs	0,45-0,8 M ☉	0,7-0,96 R ☉	0,08-0,6 L ☉	Nagyon gyenge	12.1%
M	2,000-3,700 K	piros	világos narancs piros	≤ 0,45 M ☉	≤ 0,7 R ☉	≤ 0,08 L ☉	Nagyon gyenge	76.45%
R	1,300-2,000 K	piros []	piros []	Ismeretlen	Ismeretlen	Ismeretlen	Nagyon gyenge	Ismeretlen
N	1,300-2,000 K	piros []	piros []	Ismeretlen	Ismeretlen	Ismeretlen	Nagyon gyenge	Ismeretlen
S	1,300-2,000 K	piros []	piros []	Ismeretlen	Ismeretlen	Ismeretlen	Nagyon gyenge	Ismeretlen

Az egyes osztályoknál megadott tömeg, sugár és fényesség csak az életük fősorozati szakaszában lévő csillagokra vonatkozik, így a vörös óriásokra nem. Az O-tól M-ig terjedő színképosztályokat arab számok (0-9) tagolják. Például az A0 az A osztály legforróbb csillagait, az A9 pedig a leghidegebbeket jelöli. A Nap a G2 osztályba tartozik.

A Hertzsprung-Russell-diagramot gyakrabban használják a csillagászatban, mert három fontos változót kapcsol össze: az abszolút fényességet, a fényességet és a felszíni hőmérsékletet. A csillagászatban ugyanolyan fontos, mint a kémia számára a periódusos rendszer.

Hagyományos és látszólagos színek

A hagyományos színleírások hagyományosak a csillagászatban, és a színeket egy A osztályú csillag átlagos színéhez viszonyítva jelölik, amelyet fehérnek tekintünk. A látszólagos színleírások azt jelentik, amit a megfigyelő látna, ha a csillagokat sötét égbolton, szem segítsége nélkül vagy távcsővel próbálná leírni.

Maga a Nap fehér, bár néha sárga csillagnak is nevezik. Ez az emberi optikai érzékszervek fejlődésének természetes következménye: az a válaszgörbe, amelyik a napfény ellen a legnagyobb hatékonyságot nyújtja, a Napot definíció szerint fehérnek fogja érzékelni, bár megfigyelők között van némi szubjektív eltérés.

·        

R136a1, egy nagy tömegű Wolf-Rayet csillag

·        

A Hubble Űrteleszkóp képe az M1-67 ködről és a WR 124 Farkas-sugárzású csillagról a közepén.

·        

A korai típusú csillagok helyes mozgása -/+ 200 000 év alatt

·        

UGC 5797, egy emissziós vonalú galaxis, ahol hatalmas fényes kék csillagok keletkeznek.

·        

Egy O-típusú csillag spektruma

·        

B-típusú csillagok az Ékszerdoboz-halmazban

·        

A Vega, egy A-típusú csillag, összehasonlítva a Nappal

·        

Polaris, egy F-típusú csillag

·        

A kései típusú csillagok mozgása az apex (balra) és az antapex (jobbra) körül -/+ 200 000 év alatt

·        

A Nap, egy G-típusú csillag

·        

Arcturus, egy K-típusú vörös óriás az M-típusú Antareshez képest.

·        

Betelgeuse, egy M-típusú vörös óriáscsillag.

·        

VY Canis Majoris, egy M-típusú hiperóriás

·        

R Sculptoris, egy széncsillag.

·        

A törpék színképei (V. fényességosztály) standard színképtípusokra Pickles (1998) alapján.

·        

Útmutató a Secchi spektrális típusaihoz ("152 Schjellerup" az Y Canum Venaticorum)

·        

A Hubble által felbontott Sirius A és B (DA2 típusú fehér törpe)

A csillagok osztályozása O-tól M-ig.


A Hertzsprung-Russell-diagram a csillagok osztályozását az abszolút magnitúdóval, a fényességgel és a felszíni hőmérséklettel hozza összefüggésbe.

Kérdések és válaszok

K: Mi az a csillagosztályozás?

K: Hogyan mérhető egy csillag hőmérséklete?

K: Mi a hét fő spektrális típus?

K: Melyik csillagtípus a leghidegebb?

K: Melyik csillagtípus a legforróbb?

K: Léteznek még más típusok is a hét fő típuson kívül?

K: Milyen osztályba sorolják a Földhöz legközelebbi csillagunkat, a Napot?

Keresés betűvel