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簡単なH-R図

星の光度と温度(または色)がわかったなら、H-R図上に点として星をプロットすること ができます。光度をy軸に、明るい星が上に来るようにしてプロットしてください。より明 るい星は小さな等級を持つので、等級をy軸にプロットすることにした場合は、上に行く ほど値は小さくなります! それで問題ありません、ただ星の光度は上ほど大きくなっているこ とを覚えておいてください。

温度をx軸にプロットしてください。しかし、星の本当の温度を知らないので、x軸に は代わりに色(伝統的なB-VまたはSDSSのG-R)をプロットすることになります。伝統的 には、より熱い星が図の左側に、より冷たい星が図の右側に置かれていました。右に行 くにつれて温度は下がるにもかかわらず、B-VやG-Rの値は大きくなります。したがって、 右に行くとB-VまたはG-Rの値が大きくなるようにH-R図を作らなければなりません。

最初に挑戦するH-R図は空の最も明るい星のH-R図です。下の表は全天で最も明るい 26の星を示しています。光度(大きすぎて視覚化するのが難しいのです)をプロットす る代わりに、星の絶対等級をプロットしてください。絶対等級はその星を10パーセク (約32光年)の距離から見たときの等級として定義されています。大きな光度を持つ星 はより多くの光を放つので、より明るくなり、より小さな絶対等級を持ちます。小さな 光度の星は光が少ないので、より暗くなり、より大きな絶対等級を持つのです

下の表は最も明るい26の星について、名前、見かけの等級、絶対等級そしてB-V色指 数を示しています。

星の名前 見かけの等級 絶対等級 B-V
太陽 -26.8 4.8 0.63
シリウス -1.46 1.4 0.0
カノープス -0.72 -2.5 0.15
アークトゥルス -0.04 0.2 1.23
ケンタウリ座アルファ星 -0.01 4.4 0.71
ベガ 0.00 0.6 0.0
カペラ 0.08 0.4 0.08
リゲル 0.12 -8.1 -0.03
プロキオン 0.38 2.6 0.42
ベテルギウス 0.41 -7.2 1.85
アケルナル 0.46 -1.3 -0.16
ハダル 0.63 -4.4 -0.23
アクルックス 0.76 -4.6 -0.24
アルタイル 0.77 2.3 0.22
アルデバラン 0.85 -0.3 1.54
アンタレス 0.92 -5.2 1.83
スピカ 1.00 -3.2 -0.23
ポルックス 1.14 0.7 1.0
フォーマルハウト 1.16 2.0 0.09
ベクルックス 1.20 -4.7 -0.23
デネブ 1.25 -7.2 0.09
レグルス 1.35 -0.3 -0.11
アダラ 1.50 -4.8 -0.21
シャウラ 1.60 -3.5 -0.22
ガクルックス 1.63 -1.2 1.59
カストル 1.98 0.5 0.03

もっとたくさんの星が欲しいなら、最も明るい314個の星のリストが ここ から利用できます。

 

課題 1. 最も明るい星についてH-R図を作って下さい。下の指示はMicrosoft Excelで図を作る方法 を示しています。他のグラフ描画ソフトを使う場合も、似たような指示に従ってください。

エクセルの新しいシートを開いてください。最初の列にB-Vという見出しをつけます。 最初の列には星のB-Vの値を入力します。二番目の列にはV(可視領域での絶対等級とい う意味です)という見出しをつけます。絶対等級の値を2番目の列に入力します。

グラフと作るために、データを含んでいるすべてのセルを 選択します。(列の見出しのセルを選択しないように注意してください)挿入メニュー からグラフを選択し、散布図を選びます。次へ、をクリックします。プレビューが現れ たら、次へ、をクリックします。最後に、軸に見出しをつけ、完了をクリックします。 グラフを新しいシートとして開いてください。小さな等級が明るい星を表すので、y軸の 順番を反転させる必要があります。これを行うためには、y軸をダブルクリックして、 目盛りのタブを選びます。ウィンドウの下のほうにある軸を反転するのチェックボック スにチェックを入れ、OKをクリックします。

問題 1.共通点を持って いるように見える星のグループが見えますか? そのようなグループを線で囲んでくださ い。

問題 2.図の右上のある星は非常に明 るいけれども、また非常に冷たい星です。もし星が冷たいなら、なぜそんなに明るい のだと思いますか?

問題 3. この図で、太陽はどこに当た るでしょうか? 平均よりも熱いですか、それとも冷たいですか? 平均より多くの 光を放っていますか、それとも少ないですか?

問題 4.自分の図が星をランダムに選ん でいると思いますか? なぜそう思いますか? または、なぜ思わないので すか?