ഹെർട്സ്പ്രങ്-റസ്സൽ ആരേഖം

ഇംഗ്ലീഷ് വിലാസം

https://ml.wikipedia.org/wiki/Hertzsprung-Russell_diagram

An example of a Hertzsprung-Russell diagram for a set of stars that includes the Sun (center).

നക്ഷത്രങ്ങളുടെ ഉപരിതല താപനില, തേജസ്സ്, കേവല കാന്തിമാനം, ഇവയൊക്കെ തമ്മിലുള്ള ബന്ധം കാണിക്കുന്ന ഒരു ആരേഖം ആണ് ഹെർട്സ്പ്രങ്-റസ്സൽ ആരേഖം (Hertzsprung-Russell diagram). ഇതു HR ആരേഖം, HRD, Colour-Magnitude diagram, CMD എന്നിങ്ങനെ വിവിധ പേരുകളിൽ അറിയപ്പെടുന്നു.

1910-ൽ Ejnar Hertzspurg, Henry Norris Russel എന്ന രണ്ട് ശാസ്ത്രജ്ഞന്മാർ നക്ഷത്രങ്ങളുടെ തേജസ്സും (Luminosity) ഉപരിതലതാപനിലയും (Surface Temperature) തമ്മിലുള്ള ബന്ധത്തെപറ്റി നിരവധി പഠനങ്ങൾ നടത്തി. അവർ തങ്ങൾക്കു ലഭിച്ച വിവരങ്ങളിൽ നിന്നു ചില നിഗമനങ്ങളിൽ എത്തിച്ചേർന്നു. പഠനം നടത്തിയ നക്ഷത്രങ്ങളുടെ ഉപരിതല താപനിലയും തേജസ്സും ഉപയോഗിച്ച് അവർ ഒരു ആരേഖം (graph)‍ ഉണ്ടാക്കി. ഇതാണ് HR ആരേഖം (HR Diagram) എന്ന് അറിയപ്പെടുന്നത്. നക്ഷത്രങ്ങളുടെ പരിണാമം മനസ്സിലാക്കുന്നത് ഒരു കുതിച്ചു ചാട്ടം തന്നെ നടത്താൻ ഈ ആരേഖം സഹായിച്ചു.

ഈ ആരേഖത്തിന്റെ ഏറ്റവും വലിയ പ്രത്യേകത അതിലുള്ള ബിന്ദുക്കൾ ആരേഖത്തിൽ അവിടവിടെ ചിതറിക്കിടക്കുക അല്ല; മറിച്ച് പലസ്ഥലത്ത് പ്രത്യേകതരത്തിൽ കേന്ദ്രീകരിച്ച് കിടക്കുക എന്നുള്ളതാണ്. ഈ രേഖാചിത്രം ജ്യോതിശാസ്ത്രത്തിന്റെ പഠനത്തിനു അത്യാവശ്യം വേണ്ട ഒരു ഉപകരണമായി പിന്നീട് മാറി.

ആരേഖം

ഈ Hertzsprung-Russell ആരേഖം ഇതു വരച്ച റിച്ചാർഡ് പൗവ്വലിന്റെ (Richard Powell) അനുമതിയോടെ ഇവിടെ പ്രസിദ്ധീകരിക്കുന്നു. ഹിപ്പാർക്കസ് കാറ്റലോഗിൽ (Hipparcos catalog) നിന്നുള്ള 22,000 നക്ഷത്രങ്ങളേയും ഗ്ലീസ് കാറ്റലോഗിൽ (Gliese catalog) നിന്നുള്ള 1000 ത്തോളം സമീപ നക്ഷത്രങ്ങളേയും ഈ ആരേഖത്തിൽ ഉൾക്കൊള്ളിച്ചിരുന്നു. ആരേഖം സൂക്ഷ്മമായി നിരീക്ഷിച്ചാൽ നക്ഷത്രങ്ങൾ ആരേഖത്തിന്റെ ചില പ്രത്യേക ഭാഗങ്ങളിൽ മാത്രം കേന്ദ്രീകരിച്ചിരിക്കുന്നത് കാണാം. ഇതിൽ ഏറ്റവും പ്രധാനപ്പെട്ട ഭാഗം ആരേഖത്തിന്റെ കുറുകേ കിടക്കുന്ന മുഖ്യധാരനക്ഷത്രങ്ങൾ‍ ആണ്. വെള്ളക്കുള്ളന്മാരുടേയും സൂപ്പർ ജയന്റ് നക്ഷത്രങ്ങളുടേയും ഒക്കെ കൂട്ടങ്ങൾ വിവിധഭാഗത്ത് കാണാം. സൂര്യനെ മുഖ്യധാര നക്ഷത്രങ്ങളുടെ ഭാഗത്ത് തേജസ്സ് ഒന്നും ഉപരിതല താപനില 5780K ആയും ഉള്ള ബിന്ദുവിൽ കാണാം. സൂര്യന്റെ സ്പെക്ട്രൽ തരം G2V ആണ്.

ആരേഖത്തിന്റെ വിശദീകരണം

HR ആരേഖത്തിന്റെ കുറുകേകിടക്കുന്ന നാടയിൽ(Band) ആകാശത്തിലെ ഭൂരിഭാഗം നക്ഷത്രങ്ങളും വരുന്നു. ഈ നാടയെ മുഖ്യധാരാ നാട (Main Sequence band) എന്നു പറയുന്നു. ഈ നാട മുകളിൽ ഇടത്തേ അറ്റത്തുനിന്ന് ചൂടുകൂടിയ നീലനക്ഷത്രങ്ങളിൽ നിന്നു തൂടങ്ങി താഴെ വലത്തേ മൂലയിൽ ഉള്ള തണുത്ത ചുവന്ന നക്ഷത്രങ്ങളിൽ അവസാനിക്കുന്നു. ഒരു നക്ഷത്രത്തിന്റെ ഭൌതീക പ്രത്യേകതകൾ മൂലം അത് ഈ നാടയിൽ ആണ് ഉൾപ്പെടുന്നത് എങ്കിൽ അത്തരം നക്ഷത്രത്തെ Main Sequence star എന്നു പറയുന്നു. നമ്മൾ ഇന്നു ആകാശത്തു കാണുന്ന നക്ഷത്രങ്ങളിൽ ഭൂരിഭാഗവും ഈ വിഭാഗത്തിലാണ് പെടുക, ഉദാഹരണത്തിനു സൂര്യൻ, സിറിയസ്, വേഗ ഇതൊക്കെ മുഖ്യധാര നക്ഷത്രങ്ങൾ ആണ്.

HR ആരേഖത്തിൽ മുകളിൽ വലത്തേ മൂലയിൽ വേറെ രണ്ട് പ്രധാന കൂട്ടങ്ങൾ കാണുന്നു. ഭീമൻ നക്ഷത്രങ്ങൾ (Giants) മഹാഭീമൻ നക്ഷത്രങ്ങൾ (Super Giants) എന്നും ആണ് ഈ കൂട്ടത്തിന്റെ പേര്. തേജസ്സ് വളരെ കൂടുതലും എന്നാൽ താരതമ്യേന തണുത്തതുമായ നക്ഷത്രങ്ങൾ ആണ് ഈ രണ്ട് കൂട്ടത്തിലും വരുന്നത്. തേജസ്സ് $10^{3}L_{\bigodot }$ നു (അതായതു സൂര്യന്റെ $10^{3}$ ഇരട്ടി തേജസ്സ് ഉള്ള നക്ഷത്രങ്ങൾ) മുകളിലുള്ളതും ദ്രവ്യമാനം $100M_{\bigodot }$ ഓളം(സൂര്യന്റെ ദ്രവ്യമാനത്തിന്റെ 100 ഇരട്ടി) വരുന്നതും എന്നാൽ താരതമ്യേന തണുത്തതുമായ നക്ഷത്രങ്ങൾ ആണ് Super Giants എന്ന വിഭാഗത്തിൽ വരുന്നത്. തേജസ്സ് $10^{2}L_{\bigodot }$ മുതൽ $10^{3}L_{\bigodot }$ വരേയും ദ്രവ്യമാനം $10M_{\bigodot }$ സൂര്യന്റെ ദ്രവ്യമാനത്തിന്റെ 10 ഇരട്ടി) വരെ വരുന്നതും ആയ തണുത്ത നക്ഷത്രങ്ങൾ ആണ് ഭീമൻ (Giants) എന്ന വിഭാഗത്തിൽ വരുന്നത്. തിരുവാതിര നക്ഷത്രം മഹാഭീമൻ നക്ഷത്രത്തിനും, Aldebaran ഭീമൻ നക്ഷത്രത്തിനും ഉദാഹരണമാണ്.

HR ആരേഖത്തിൽ വേറെ ഒരു പ്രധാന കൂടിച്ചേരൽ ഉള്ളത് ഇടത്തേ മൂലയിൽ മുഖ്യധാരാനാടയ്ക്കു താഴെയാണ്. ഈ സമൂഹത്തിൽ പെടുന്ന നക്ഷത്രങ്ങളെ വെള്ളക്കുള്ളന്മാർ (White Dwarfs) എന്നാണ് വിളിക്കുന്നത്. ഇത്തരം നക്ഷത്രങ്ങൾക്ക് ഉപരിതല താപനില കൂടുതൽ ആണെങ്കിലും തേജസ്സ് കുറവായിരിക്കും.

ആരേഖം നക്ഷത്രങ്ങളുടെ ജീവിത രേഖ

വ്യത്യസ്ത തരത്തിലുള്ള നക്ഷത്രങ്ങൾ ഉണ്ട് എന്നതാണ് HR ആരേഖത്തിൽ നിന്നു നമുക്ക് ലഭിയ്ക്കുന്ന ഒന്നാമത്തെ പാഠം. നക്ഷത്രത്തിന്റെ ജീവിതത്തിലെ വിവിധ ഘട്ടങ്ങളെ ആണ് ഇത് സൂചിപ്പിക്കുന്നത്. അതായത് നമ്മുടെ ജീവിതത്തിനു ബാല്യം, യൌവനം, മധ്യവയസ്സ്, വൃദ്ധത എന്നിങ്ങനെ പല ഘട്ടങ്ങൾ ഉള്ളതു പോലെ. ചുരുക്കി പറഞ്ഞാൽ നക്ഷത്രത്തിന്റെ ജീവിത രേഖ ആണ് HR ആരേഖം എന്നു പറയാം.