De temperatuur, lichtsterkte en straal van sterren kunnen tegen elkaar afgezet worden, er wordt dan een vast patroon gevonden.

Je kunt dit weergeven in een diagram. Dit diagram noemen we een Hertzsprung-Russell Diagram. Het HR-diagram kun je vinden in Tabel 33 van de Binas.

Temperatuur

Op de horizontale as staat de logaritmische schaal van de temperatuur uitgezet. De logaritmische schaal kun je op de volgende manier omrekenen. Voor de temperatuur van onze zon lezen we bijvoorbeeld log(T) = 3,77, de temperatuur is dan: 10 3.77 = 5,89 x 10 3 Kelvin.

Lichtsterkte

Op de verticale as staat L/L⊙. Dit is de lichtsterkte van de betreffende ster gedeeld door de lichtsterkte van de zon. Als de waarde bijvoorbeeld 4 is, dan weet je dat de lichtsterkte van deze ster 4 keer zo groot is als de lichtsterkte van de zon. De zon ligt op sterkte 0. Dit houdt in dat de zon een lichtsterkte heeft van 10 0 = 1. Kijken we bijvoorbeeld naar de ster Sirius, dan heeft deze een waarde van 1.4. Deze ster heeft dus 10 1.4 = 25.12 keer grotere lichtsterkte dan de zon.

Zo werkt de app

• Stel je eerste vraag

Straal van sterren

Wat het HR-diagram zo bijzonder maakt, is dat er ook nog een derde grootheid valt af te lezen in het diagram. Dit is de straal van de ster. De straal wordt hier weer bepaald door deze te delen door de straal van de zon. De schaal heeft geen logaritmische schaal. De zon ligt daarom logischerwijs dus op waarde 1, omdat de zon 1 keer de straal van de zon heeft. Om de waarde van de straal af te lezen in het diagram, kun je doortellen vanaf de onderste waarde naar boven of van de bovenste waarde naar onderen. Sirius B heeft bijvoorbeeld 0.009 keer de straal van de zon.

Levenscyclus van sterren

Sterren in verschillende fasen van hun ontwikkeling vallen op verschillende plekken in het HR-diagram. De plek waar op sterren vallen is voorspelbaar, omdat sterren ongeveer dezelfde levenscyclus doorlopen. Sterren ontstaan uit grote gaswolken die nevels heten. De zon valt met ongeveer 90% van de sterren in een band die van linksboven tot rechtsonder liggen. Dit is de hoofdreeks. Een ster komt in de hoofdreeks als hij eenmaal stabiel is na ontstaan uit nevel. Gedurende deze fase wordt waterstof in de kern gefuseerd tot helium. Als de waterstof op is, stort de ster in elkaar. Dit zorgt voor een enorme toename in temperatuur waardoor helium in de kern kan fuseren tot koolstof en zuurstof. Bij dit proces komt zoveel energie vrij dat de ster enorm uitzet. Door het enorme uitzetten koelt de ster zoveel af dat deze rood licht gaat uitzenden. Lichtere sterren, zoals de zon, zetten uit tot rode reuzen. Zwaardere sterren zetten uit tot rode superreuzen. Deze categorieën zijn ook terug te vinden in het HR-diagram.

Einde van een ster

Wanneer ook de helium opraakt, stort de ster geheel in elkaar. Als een rode reus in elkaar stort, wordt de kern in elkaar geperst tot een klein, zwaar object dat een witte dwerg heet. De buitenste lagen schieten de ruimte in als planetaire nevel. In deze witte dwergen vindt geen kernfusie meer plaats. Het licht dat nog wordt uitgezonden is thermische afkoeling. De oppervlaktetemperatuur is erg hoog, maar door het kleine oppervlak straat een witte dwerg 100 tot 10.000 keer zo weinig licht uit als de zon. Onze zon fuseert op dit moment nog waterstof in de kern. De zon is nu ongeveer halverwege de levenscyclus van een ster, dat al zo’n 4,5 miljard jaar aan de gang is en nog ongeveer 5 miljard jaar zal duren.

Wanneer een rode superreus in elkaar stort, is de implosie vele malen krachtiger. De kern wordt in elkaar geperst tot een neutronenster of een zwart gat. Een zwart gat is zo zwaar dat zelfs licht er niet aan kan ontsnappen. De buitenste lagen worden met enorm veel energie de ruimte ingeschoten. Dit wordt dan een supernova genoemd.

Oefenvragen

Noem de kenmerken van een ster die linksboven in het HR-diagram staat.

Bereken de temperatuur, straal en lichtsterkte van Aldebaran.

Leerlingen die hier vragen over hebben, keken ook naar:

Het zonnestelsel

Levensloop van sterren

Het zonnestelsel