Главная последовательность

Основная масса звезд на диаграмме ГР расположена вдоль диагонали на полосе идущей от правого нижнего угла диаграммы в левый верхний угол. Эта полоса называется главной последовательностью

Нижний угол занят мало массивными звездами начиная со звезд порядка 0.08

                                                                                               

солнечной массы, а верхний левый угол занимают звезды имеющие массу порядка 60-100 солнечных масс (вопрос об устойчивости звезд с массами больше 60-100Мsun остается открытым, хотя, похоже в последнее время имееются наблюдения таких звезд).

Фаза эволюции, соответствующая главной последовательности, связана с выделением энергии в процессе превращения водорода в гелий. Основное время жизни звезда проводит на главной последовательности и поэтому главная последовательность наиболее населенная группа на диаграмме ГР (до 90% звезд).

                                                                                                                                                                                               

 

Главная последовательность

Основные соотношения справедливые для звезд главной последовательности

Светимость звезды пропорциональна ее эффективной температуре и площади поверхности.

,

где s постоянная Стефана-Больцмана.

Зависимость масса-светимость для главной последовательности

Для звезд главной последовательности существует апроксимационное соотношение известное как зависимость масса-светимость. Это соотношение было выведено из наблюдательного определения масс и светимостей звезд главной последовательности, но оно также подтверждается расчетами звездных моделей для звезд главной последовательности. Светимость звезды грубо пропорциональна ее массе в степени 3.5 или 4:

L~ M3.5-4

Таким образом, звезда в два раза массивней Солнца имеет светимость в 11 раз большую, чем Солнце. Наиболее массивные звезды главной последовательности примерно в 60 раз массивней Солнца. Это соответствует светимости почти в миллион раз большей, чем у Солнца.

Время жизни на главной последовательности

Звезды проводят большую часть своей жизни на главной последовательности. В общем, более массивные звезды живут более быстрой жизнью, чем менее массивные. Казалось бы, что звезды, имеющие большее количество водорода для горения должны были бы расходовать его дольше, но это не так, они используют свои ресурсы быстрее.

Оценим время жизни звезды на ГП. Грубо говоря, оно равно отношению энергии, которая может быть излучена к скорости излучения, т.е.t~Mc2/L учитывая, что L~M3.5-4 получаем t~1/M2.5-3. Таким образом оцениваем время жизни Солнца на главной последовательности в 109 лет, тогда как звезда в 10 раз массивней Солнца будет житьвсего 37 лет.

 

 

Характеристики звезд главной последовательности

спектр.класс температура масса радиус светимость время на ГП
O >33,000 20-60 9-15 90,000-800,000? 10-1(106)
B 10,500-30,000 3-18 3.0-8.4 95-52,000? 400-11(106)
A 7,500-10,000 2.0-3.0 1.7-2.7 8-55 3(109)-440(106)
F 6,000-7,2000 1.1-1.6 1.2-1.6 2.0-6.5 7-3(109)
G 5,500-6,000 0.9-1.05 0.85-1.1 0.66-1.5 15-8(109)
K 4,000-5,250 0.6-0.8 0.65-0.80 0.10-0.42 17(109)
M 2,600-3,850 0.08-0.5 0.17-0.63 0.001-0.08 56(109)

Температура в К, масса, радиус и светимость по отношению к солнечным, время в годах.

 

Таблица звезд главной последовательности

спектральный класс

 звезда температура светимость масса радиус
O9.5 b Ориона С 33,000 30,000 18.0 5.90
B0 b Южного Креста 30,000 16,000 16.0 5.70
B2 Спика 22,000 8,300 10.5 5.10
B5 Ахернар 15,000 750 5.40 3.70
B8 Регул 12,500 130 3.50 2.70
A0 Сириус А 9,500 63 2.60 2.30
A2 Фомальгаут 9,000 40 2.20 2.00
A5 Альтаир 8,700 24 1.90 1.80
F0 . 7,400 9,0 1.60 1.50
F2 . 7,100 6,3 1.50 1.30
F5 Процион 6,400 4,0 1.35 1.20
G0 a Центавра A 5,900 1.45 1.08 1.05
G2 Солнце 5800 1.000 1.00 1.00
G5 m Кассиопеи 5,600 0.70 0.95 0.91
G8 t Кита 5,300 0.44 0.85 0.87
K0 Поллукс 5,100 0.36 0.83 0.83
K2 e Эридана 4,830 0.28 0.78 0.79
K5 a Центавра B 4,370 0.18 0.68 0.74
M0 . 3,670 0.075 0.47 0.63
M2 Лаланд 21185 3,400 0.03 0.33 0.36
M4 Росс 128 3,200 0.0005 0.20 0.21
M6 Вольф 359 3,000 0.0002 0.10 0.12

Температура в К, масса, радиус и светимость по отношению к солнечным, время в годах.

(Таблица из http://www.essex1.com/people/speer/main.html)

Строение звезд главной последовательности