Датский астроном Эйнар Гертцшпрунг глубоко интересовался звездной эволюцией. Почему звезды на небе различаются по цветам? Почему одни звезды яркие, а другие тусклые? Почему, хотя большинство звезд испускают свет равномерно, как наше Солнце, есть и такие светила, яркость которых то увеличивается, то уменьшается?

В начале XX века на все эти вопросы не было однозначного ответа. Герцшпрунг принялся сопоставлять известные ему физические характеристики звезд в поисках какой-либо закономерности. Вскоре он пришел к интересному заключению: красные звезды отчетливо делились на два типа. Первый — это звезды-гиганты, имеющие огромную светимость; другой тип красных звезд — маленькие, заметные только в телескоп, звезды, испускающие в сотни раз меньше света, чем наше Солнце. Красных звезд, которые светили бы с той же мощностью, что и наше Солнце, не существовало!

Это разделение на очень яркие и слабые звезды в полной мере относилось и к звездам оранжевого цвета, в меньшей степени к желтым звездам типа Солнца, но не было выявлено для голубых или белых звезд.

Позже в Америке к тому же заключению пришел астроном Генри Норрис Рассел (Рессел). Он построил диаграмму, на которой по горизонтали отложил температуру звезд, а по вертикали — светимость. Бо́льшая часть звезд легла на диаграмму в пределах узкой косой линии, в то время как некоторые светила оказались от нее справа вверху или же слева внизу.

диаграмма Герцшпрунга-Рессела

Диаграмма Герцшпрунга-Рессела. По оси Χ отмечены спектры (температура) звезд. По оси Υ — светимость в светимостях Солнца. Рисунок: Большая Вселенная

С тех пор эта зависимость называется диаграммой Герцшпрунга-Рессела, и многие ученые считают ее самой важной диаграммой в астрофизике. С ее помощью можно определять возраст звездных скоплений и целых галактик, а также еще много всяких интересных штук.

Изогнутая линия, на которой лежат 90% всех звезд, называется Главной последовательностью. Солнце также находится на ней. Простой взгляд на нее говорит нам о том, что мощность излучения для этих звезд зависит от температуры ее поверхности, а та, в свою очередь, от массы звезды. Желтые, оранжевые и красные карлики находятся на Главной последовательности. Более горячие звезды на ней также можно было бы назвать карликами, если бы термины «белый карлик» не закрепилось за совсем другими объектами.

Звезды-гиганты на диаграмме находятся справа вверху. Это самые яркие звезды во Вселенной. Их немного, так как стадия гиганта в жизни звезды краткосрочна, но именно эти звезды самые заметные, поскольку светят намного ярче других.

солнце в сравнении с красным гигантом

Сравнительные размеры Солнца и типичного красного гиганта. Рисунок: pics-about-space.com/Большая Вселенная

Наконец, внизу слева мы находим белые карлики — горячие звезды очень низкой светимости. Они испускают мало света потому, что площадь их поверхности очень мала. Белые карлики могут быть размером с Землю или даже еще меньше. Это остатки умерших звезд, их ядра, в которых уже прекратились процессы термоядерного синтеза.

А что мы видим на небе? Сейчас по вечерам в южной стороне неба виден Большой летний треугольник. Две звезды из трех, входящих в его состав, — звезды Главной последовательности. Это Вега и Альтаир. А вот Денеб — звезда сверхгигант. Более того, это, вероятно, самая яркая звезда из тех, что можно увидеть невооруженным глазом!

летний треугольник

Большой летний треугольник. Рисунок: Stellarium

Вообще большинство звезд, видимых на небе, это красные, желтые или оранжевые гиганты. Бетельгейзе и Канопус, Капелла и Альдебаран, Поллукс и Ригель — все это звезды-гиганты и даже сверхгиганты. Но самая яркая звезда ночного неба, Сириус, лежит, как и Солнце, на Главной последовательности. Здесь же находится и желтый карлик альфа Центавра. Конечно, эти звезды яркие лишь потому, что находятся очень близко к Солнцу. Находись они на том же расстоянии, что и Денеб, рассмотреть их можно было бы только в самые мощные телескопы!