Diagrama de Hertzsprung-Russell
El diagrama de Hertzsprung-Russell es una gráfica de estrellas por brillo y temperatura superficial que revela la secuencia principal, las gigantes y las enanas blancas.
Definition
El diagrama de Hertzsprung-Russell, o diagrama H-R, es una gráfica que ordena las estrellas según qué tan brillantes y qué tan calientes son: estrellas calientes a la izquierda, estrellas frías a la derecha, estrellas brillantes arriba, estrellas tenues abajo, con la mayoría de las estrellas cayendo a lo largo de una franja diagonal llamada la secuencia principal. Con precisión, grafica la luminosidad (o magnitud absoluta) contra la temperatura superficial (o el tipo espectral o índice de color), con la temperatura disminuyendo hacia la derecha; cerca del $90\%$ de las estrellas están en la secuencia principal, las gigantes y supergigantes rojas ocupan la esquina superior derecha, y las enanas blancas la esquina inferior izquierda. Debido a que $L = 4\pi R^2 \sigma T^4$, las líneas de radio constante corren en diagonal a través del diagrama, razón por la cual las gigantes están arriba a la derecha y las enanas blancas abajo a la izquierda. La secuencia principal es una secuencia de masa, y el recorrido de una estrella a través del diagrama con el tiempo traza su evolución.
Example
El Sol se sitúa cerca de la mitad de la secuencia principal, Betelgeuse es fría pero muy brillante y se sitúa arriba a la derecha, y una enana blanca es caliente pero tenue y se sitúa abajo a la izquierda. Sirio A, a unos $9{,}900^\circ\text{C}$ y $25$ veces la luminosidad del Sol, se sitúa por encima y a la izquierda del Sol, mientras que su compañera Sirio B es más caliente pero solo tiene cerca de $1/40$ del brillo del Sol. Graficar un cúmulo globular muestra una secuencia principal que termina en un punto de bifurcación; la masa de bifurcación de alrededor de $0.8$ masas solares para los cúmulos más antiguos da edades de $12$ a $13$ mil millones de años.
Key Insight
El diagrama H-R no es un mapa de dónde están las estrellas en el espacio; es una gráfica de qué tipo de estrella es cada una. Una estrella fría solo puede ser muy brillante si es enorme, y una estrella caliente solo puede ser tenue si es diminuta, así que el diagrama revela el tamaño aunque el tamaño no sea uno de sus ejes. Hertzsprung y Russell lo construyeron de forma independiente alrededor de 1910 sin teoría alguna de la estructura estelar, y el hecho de que las estrellas cayeran en bandas en lugar de dispersarse al azar fue la pista de que las estrellas obedecen leyes físicas simples.