Spektrální klasifikace
Spektrální klasifikace je klasifikace hvězd založená na jejich spektrálních charakteristikách. Spektrální třída hvězdy především popisuje ionizaci její chromosféry, a tudíž umožňuje změřit její teplotu. Záření z hvězdy jde rozložit za pomocí difrakční mřížky a sledovat její spektrální čáry, z tohoto lze usoudit například chemické složení hvězdy. Teplota hvězd může být klasifikována na základě Wienova posunovacího zákona, což je však nepřesné u vzdálených hvězd.
Dnes je většina hvězd řazena v posloupnosti podle písmen O, B, A, F, G, K, M. Jde tedy o posloupnost teplotní, tudíž hvězdy třídy O jsou nejteplejší a M nejchladnější. Existuje ještě jemnější dělení, kdy se k písmenu přidává číslo 0-9, které udávají rozdíl mezi dvěma spektrálními třídami. V Morganově-Keenanově systému rozdělení je ještě zohledňována luminozitní třída, která se určuje podle profilu spektrálních čar ionizovaných prvků, citlivých na tlak v atmosféře. Přidává se ke spektrálnímu typu v podobě římských číslic I – VII. Například Slunce patří do třídy G2V.
Secchiho spektrální klasifikace
[editovat | editovat zdroj]První rozdělení hvězd podle spekter provedl už v roce 1862 italský astronom Angelo Secchi, který roztřídil 4000 hvězdných spekter do čtyř kategorií (později do pěti) a stal se tak zakladatelem spektrální klasifikace hvězd.
- Třída I: Bílé až modré hvězdy, jako je Vega nebo Altair. Převládají čáry vodíku a kovů. V dnešní době se jedná o hvězdy ze začátku spektrální třídy F.
- Třída II: Žluté hvězdy, jako je například Slunce, Arcturus nebo Capella. Čáry Balmerovy série vodíku jsou slabší, ale stále převládají spolu s kovy. V moderním dělení tato třída odpovídá pozdní třídě F, jakož i třídám G a K.
- Třída III: Oranžové až červené hvězdy se složitými pásy molekulárních spekter, například Betelgeuze a Antares. To odpovídá moderní třídě M.
- Třída IV: Červené hvězdy s významným podílem uhlíkových pásu (uhlíkové hvězdy).
- Třída V: Hvězdy s emisními spektry, jako třeba Sheliak a Navi.
Harvardská spektrální klasifikace
[editovat | editovat zdroj]Harvardská spektrální klasifikace je jednodimenzionální klasifikační schéma, jež vymyslela astronomka Annie Jump Cannon.[1] Původní klasifikace spekter používala písmena od A v abecedním pořádku, ale postupem času se zjistilo, že některé spektrální třídy neexistují. Výsledná posloupnost vypadá takto (W –) O – B – A – F – G – K – M (– L – T – Y). V závorkách jsou uvedeny málo se vyskytující třídy. Podtřídy se vyjadřují číslicemi 0 až 9 (např. G5). 0 označuje nejteplejší hvězdu ve třídě, 9 nejchladnější. Například hvězda třídy O2 je teplejší než hvězda třídy O9 a obě jsou teplejší než hvězda třídy B0. Někdy jsou k údaji o spektru připojeny i poznámky v podobě malého písmene, např. e – emisní čáry, p – pekuliární (zvláštní) vzhled spektra (B4e, A3p). U hvězdy spektrální třídy O a B převládají čáry helia, uhlíku a kyslíku, u třídy A pak čáry vodíku. Pro hvězdy typu F a G jsou charakteristické čáry kovů, zejména železa. U chladnějších hvězd tříd K a M se objevují čáry a především pásy, náležející víceatomovým molekulám.
Třída | Povrchová teplota (K) | Barva hvězdy | Typ hvězdy | Příklady hvězd | Hmotnost * (MS) |
Poloměr * (RS) |
Zářivý výkon * (LS) |
---|---|---|---|---|---|---|---|
O | 50000 – 30000 | modrá | modří nadobři | Naos (ζ Pup), Meissa (λ Ori), Alnitak (ζ Ori), Mintaka (δ Ori) | 20 – 50 | 15 | 1 400 000 |
B | 30000 – 11000 | modrobílá | nadobři, bílí trpaslíci | Spica (α Vir), Regulus (α Leo), Rigel (β Ori), jasné Plejády | 3,2 – 17 | 7 | 20 000 |
A | 11000 – 7500 | bílomodrá | nadobři, bílí trpaslíci, hvězdy hl. posloupnosti |
Vega (α Lyr), Sirius (α CMa), Deneb (α Cyg), Altair (α Aql) | 1,8 – 3,2 | 2,5 | 80 |
F | 7500 – 6000 | žlutobílá | nadobři, hvězdy hl. posloupnosti |
Canopus (α Car), Prokyon (α CMi), Polárka (α UMi), Alrakis (μ Dra) |
1,2 – 1,7 | 1,3 | 6 |
G | 6000 – 5000 | žlutá | nadobři, hvězdy hl. posloupnosti |
Slunce, Capella (α Aur), Rigil (α Cen) | 0,8 – 1,1 | 1,1 | 1,2 |
K | 5000 – 3500 | oranžová | červení nadobři, červení obři, hvězdy hl. posloupnosti |
Pollux (β Gem), Dubhe (α UMa), Arcturus (α Boo), Aldebaran (α Tau) |
0,6 – 0,8 | 0,9 | 0,4 |
M | 3500 – 3000 | červená | červení nadobři, červení obři červení trpaslíci |
Antares (α Sco), Betelgeuze (α Ori), Barnadova hvězda, Proxima Centauri (α Cen C), Teide 1 (hnědý trpaslík) |
0,08 – 0,5 | 0,4 | 0,04
|
Morganova-Keenanova spektrální klasifikace
[editovat | editovat zdroj]Morganova-Keenanova klasifikace (MKK), někdy též nazývaná Yerkeská klasifikace, vznikla v roce 1943 na Yerkeské observatoři a podíleli se na ní William Wilson Morgan a Phillip Childs Keenan. MKK je založena nejen na spektrálních čarách závislých na teplotě na povrchu hvězdy (spektrální typ podle Harvardské klasifikace), ale i na svítivosti hvězdy. Morganova-Keenanova klasifikace je nejpoužívanější klasifikací hvězd. Třídy jsou obvykle řazeny podle teploty od nejteplejší po nejchladnější.
Třídy svítivosti
[editovat | editovat zdroj]![](http://178.128.105.246/cars-http-upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/5/5d/HR-diag-no-text-3.svg/400px-HR-diag-no-text-3.svg.png)
- 0 hyperobři
- I veleobři
- Ia-0 hyperobři nebo extrémně jasní veleobři, např. Eta Carinae
- Ia velmi jasní veleobři, např. Deneb
- Iab středně jasní veleobři, např. Betelgeuze
- Ib méně jasní (obyčejní) veleobři
- II jasní obři
- IIa β Scuti
- IIab HR 8752
- IIb HR 6902
- III normální obři
- IIIa ρ Persei
- IIIab δ Reticuli
- IIIb Pollux
- IV podobři
- IVa ε Reticuli
- IVab
- IVb HR 672
- V hvězdy hlavní posloupnosti (trpaslíci)
- Va AD Leonis
- Vab
- Vb 85 Pegasi
- VI podtrpaslíci (používáno zřídka)
- VII bílí trpaslíci
Třídy I až V se dělí na podtřídy: a – jasná, ab – normální, b – slabá.
Systém UBV
[editovat | editovat zdroj]Systém UBV, známý také jako Johnsonův systém, je fotometrický systém klasifikace hvězd podle jejich hvězdné velikosti. Písmena U, B a V znamenají ultrafialovou (ultraviolet), modrou (blue) a vizuální hvězdnou velikost (visual magnitude). Tuto metodu zavedli v 50. letech dvacátého století američtí astronomové Harold Lester Johnson a William Wilson Morgan.
Spektrální třídy
[editovat | editovat zdroj]Třída W
[editovat | editovat zdroj]Třída W (Wolfovy–Rayetovy hvězdy) patří k vysoce horkým (30 000 K – 100 000 K), hmotným (25-60 hmotností Slunce) a extrémně jasným hvězdám, ale velmi krátce žijícím (cca 10 – 50 miliónů let). Mají modrou barvu, ale maximum vyzařování je až v ultrafialovém spektru. Jsou zajímavé tím, že mají v atmosféře především helium místo vodíku. Třída W obsahuje široké emisní pásy (díky vysoké teplotě) vodíku, helia a dusíku nebo uhlíku.
Příklady: Gama Velorum Aa
Třída O
[editovat | editovat zdroj]Hvězdy třídy O patří k velmi horkým (okolo 30 000 K) a zároveň k velmi masivním hvězdám. Pro lidské oko mají namodralou barvu, ale maximum jejich vyzařovaného spektra je v ultrafialové oblasti. Jedná se o velice vzácně se nacházející spektrální třídu hvězd (asi 0,000 01% zastoupení). Hvězdy třídy O jsou asi desetkrát větší než Slunce a mají zhruba stotisíckrát větší zářivý výkon, ale naopak jejich životnost je velmi malá, řádově desítky milionů let. Tyto hvězdy mají silné, spojité spektrum s absorpčními čarami ionizovaného helia, Balmerovou sérií a neutrálním heliem.
Příklady: Hatysa, Meka, Menkib, Naos
Třída B
[editovat | editovat zdroj]Hvězdy třídy B patří k horkým (11 000 K – 30 000 K) a velmi jasným. Mají ostře modrou barvu. Stále se jedná o velice vzácně se nacházející spektrální třídu hvězd (asi 0,1% zastoupení). Hvězdy třídy B jsou asi pětkrát větší než Slunce a mají zhruba tisíckrát větší zářivý výkon. Jejich životnost je kolem sto milionů let. Tyto hvězdy mají dobře viditelné spektrum s čarami neutrálního helia a Balmerovou sérií a ionizovaného kyslíku.
Příklady: Rigel, Spica, Regulus
Třída A
[editovat | editovat zdroj]Hvězdy třídy A patří k horkým (7 500 K – 11 000 K). Mají modrobílou barvu. Jedná se o poměrně často se vyskytující spektrální třídu hvězd (asi 0,7% zastoupení). Hvězdy třídy A jsou asi o polovinu větší než Slunce a mají zhruba dvacetkrát větší zářivý výkon. Dožívají se kolem miliardy let. Tyto hvězdy jsou prominentní svojí dobře viditelnou Balmerovou sérií vodíku.
Příklady: Sirius, Vega, Altair
Třída F
[editovat | editovat zdroj]Hvězdy třídy F patří ke středně horkým (5 900 K – 7 500 K). Ze Země se většina jeví jako bílé hvězdy. Jedná se už o často nacházející spektrální třídu hvězd (asi 2% zastoupení). Hvězdy třídy F jsou asi o polovinu větší než Slunce a mají zhruba čtyřikrát větší zářivý výkon. Doba života je kolem tří miliard let. U této třídy již Balmerova série vodíku slábne a objevují se silné čáry ionizovaného vápníku a kovů (Fe I, Fe II, Cr I, Cr II).
Příklady: Prokyon, Canopus, Polaris (Polárka)
Třída G
[editovat | editovat zdroj]Hvězdy třídy G (někdy také nesprávně[zdroj?] jako žlutí trpaslíci) patří s teplotou 5 200 K – 5 900 K ke hvězdám podobným Slunci. Lidskému oku se jeví jako jasné, žluté hvězdy, což je zapříčiněno atmosférou (ve skutečnosti jsou bílé). Tato spektrální třída je už poměrně často se nacházející (asi 3,5% zastoupení). Hvězdy třídy G jsou co do velikosti a zářivého výkonu srovnatelné se Sluncem. Doba života je kolem deseti miliard let. U této třídy ještě nacházíme Balmerova sérií vodíku (velmi slabou) a velmi silné čáry ionizovaného vápníku a kovů, zejména železa a neutrálních kovů.
Příklady: Slunce, Alfa Centauri A, Capella, Tau Ceti
Třída K
[editovat | editovat zdroj]Hvězdy třídy K patří už ke chladnějším (3 900 K – 5 200 K) a mají oranžovou barvu. Jedná se o velmi často nacházející spektrální třídu hvězd (asi 8% zastoupení). Hvězdy třídy K jsou asi o polovinu menší než Slunce a mají asi pětinový zářivý výkon. Doba života je až 50 miliard let, a proto jsou velmi zajímavé z hlediska hledání života na jiných planetách, obíhajících hvězdy tohoto typu. U této třídy ještě můžeme občas najít Balmerovu sérií vodíku, ale bývá extrémně slabá nebo úplně chybí, objevují se silné čáry neutrálních kovů (Fe I, Mn I, Si I) a slabé absorpční molekulové pásy.
Příklady: Alfa Centauri B, Arcturus, Aldebaran
Třída M
[editovat | editovat zdroj]Hvězdy třídy M patří ke chladným (2 500 K – 3 900 K) a mají červenou barvu. Jedná se o zdaleka nejpočetnější spektrální třídu hvězd (asi 80% zastoupení). Hvězdy třídy M se nejčastěji vyskytují jako červení trpaslíci (velikost cca 0,3 poloměru Slunce) nebo jako červení obři (10 – 50 poloměrů Slunce). Doba života je až 200 miliard let. Tato třída obsahuje čáry neutrálních kovů (Ti, V) a silné molekulové pásy.
Příklady: Antares, Betelgeuse, Mira
Třída L
[editovat | editovat zdroj]Třída L patří k velmi chladným (1 300 K – 2 500 K) hvězdám, které ale ještě jsou schopné udržet v chodu termonukleární syntézu,. Mají červenou barvu, ale maximum vyzařování je až v infračerveném spektru. Třída L obsahuje pásy kovových hydridů, alkalických kovů a molekul.
Příklady: V838 Monocerotis
Třída T
[editovat | editovat zdroj]Třída T (hnědý trpaslík) patří k velmi chladným (700 K – 1 300 K). Teplota v nitru hnědých trpaslíků nedosahuje teploty potřebné k zažehnutí termojaderné fúze a proto již nejsou považovány za hvězdy. Mají tmavě červenou barvu, ale maximum vyzařování je až v infračerveném spektru. Třída T obsahuje velmi zřetelné spektrální pásy methanu.
Příklady: Epsilon Indi
Třída C
[editovat | editovat zdroj]Třída C (uhlíkové hvězdy) se skládá především z bývalých červených obrů a veleobrů, kteří se blíží konci svého života a mají přebytek uhlíku v atmosféře. Mají výrazně červenou barvu. Třída C obsahuje velmi zřetelné spektrální pásy uhlíku a různých uhlíkových molekul (CH, CN).
Příklady: La Superba (Gamma Canum Venaticorum)
Třída S
[editovat | editovat zdroj]Třída S (někdy také zirkoniové hvězdy) je složena pouze z modrých hvězd hlavní posloupnosti. Tyto hvězdy obíhají velmi blízko kolem centra naší Galaxie (<0,04 pc), a proto nám mohou velmi mnoho napovědět o černé díře v centru galaxie. Třída S se vyznačuje silnými spektrálními pásy oxidu zirkonu a titanu.
Příklady: Beta Camelopardalis
Třída D
[editovat | editovat zdroj]Hvězdná třída D (bílý trpaslík) se skládá ze zhroucených hvězd, které odhodily vnější vrstvu a už nejsou schopny nadále udržovat termojadernou fúzi, a tak jejich neaktivní jádra chladnou. Třída D má obvykle vodíkové nebo heliové spektrum, ale je možná i kombinace s kovovými spektry.
Příklady: Sirius B, Procyon B
Reference
[editovat | editovat zdroj]- ↑ Annie Jump Cannon [online]. Encyclopædia Britannica [cit. 2018-04-14]. Dostupné online. (anglicky)
Související články
[editovat | editovat zdroj]Externí odkazy
[editovat | editovat zdroj]Obrázky, zvuky či videa k tématu spektrální klasifikace na Wikimedia Commons
Encyklopedické heslo Vidmo v Ottově slovníku naučném ve Wikizdrojích
- web Astronomia