Pääsarja

thumb|200px|Pääsarja ulottuu tähtien väri-kirkkauskaaviossa eli HR-kaaviossa kuumista, kirkkaista sinisistä tähdistä kylmiin, punaisin ja himmeisiin tähtiin

Pääsarja (, MS) on Hertzsprungin–Russellin kaaviossa kohta, missä suurin osa tähdistä on. Pääsarja on pitkäaikaisin vakaa vaihe tähden kehityksessä. Synnyttyään tähti asettuu pääsarjaan tasapainotilaan.

Pääsarjan tähdet ulottuvat kirkkaasta sinisestä himmeään punaiseen. Aurinko on keltainen, keskimääräisen kirkas, keski-ikäinen pääsarjan tähti, joka kuuluu spektriluokkaan G2 ja jonka absoluuttinen kirkkaus on 4,8. Aurinko muuttuu pääsarjavaiheen jälkeen punaiseksi jättiläiseksi ja nielaisee Merkuriuksen ja Venuksen noin viiden miljardin vuoden kuluttua. Maata se ei nielaise, mutta Maan meret kiehuvat tyhjiksi ja elämä lakkaa. Sitä ennen Auringosta tulee keltainen alijättiläinen, jonka säteily riittää tuhoamaan elämän maan pinnalta.

Kirkkaat, kuumat siniset pääsarjan tähdet ovat suhteellisen lyhyikäisiä, säästöliekillä vetyä polttavat himmeät pääsarjan tähdet pitkäikäisiä.

Pääsarjaa merkitään spektriluokituksessa roomalaisella numerolla V, esimerkiksi Aurinko on G2V. Joissain yhteyksissä pääsarjan tähtiä sanotaan hieman hämääväksi kääpiötähdiksi. Himmeimmille pääsarjan tähdille, M-spektriluokan punaisille kääpiöille, tämä nimitys onkin osuva. Auringon spektriluokka on erään merkintätavan mukaan dG2, missä d = dwarf eli kääpiö. Kirkkaita pääsarjan tähtiä merkitään esimerkiksi G0Va, himmeämpiä G0Vb.

Pääsarjan tähdet kirkkauden ja värin mukaan

500px|Kuumat, siniset pääsarjan tähdet ovat suurempia ja kirkkaampia kuin kylmemmät ja punaisemmat. thumb|right|200px|Suurin osa tähdistä kuuluu pääsarjaan. Näitä ovat esimerkiksi Aurinko, Tau Tauri ja Proxima Centauri. Kuumat, siniset pääsarjan tähdet ovat suuria ja kirkkaita, ja myös lyhytikäisiä. Punaiset kääpiöt ovat himmeitä pääsarjan tähtiä, jotka ovat sinisiä viileämpiä. Ruskeat kääpiöt ovat vielä punaisia kääpiöitä himmeämpi.

Yleensä tähdet luokitellaan spektriluokan mukaan ryhmiin. Pääsarjan arvioinnin pohjana voi olla myös väri-indeksi joka on positiivinen valkoisesta keltaiseen päin ja negatiivinen siniseen päin. Luminositeetti on sama kuin tähden kirkkaus kaikilla aaltoalueilla, myös esimerkiksi näkymättömässä infrapunassa ja ultravioletissa. Aurinkoa kuumemmat tähdet säteilevät energiaa huomattavasti enemmän ultravioletti- ja röntgenalueella, ja aurinkoa kylmemmät infrapuna-alueella. Todelliset arvot voivat vaihdella jonkin spektriluokan tähdelle 20–30 %:n rajoissa.

Spektriluokka Pintalämpötila Kelviniä Säde auringon säde=1 Massa auringon massa=1 Absoluuttinen näennäinen kirkkaus MV Kokonaissäteilyteho eli bolometrinen luminositeetti, Auringon = 1 Elokelpoisen vyöhykkeen säde AU Elinikä miljoonaa vuotta Osuus kaikista tähdistä O3 53 000K 15 120 –6,0 1 400 000 1 200 2 0,00001 % O5 45 000K 12 60 –5,7 790 000 890 3 O8 35 000K 8,5 23 –4,9 170 000 410 6 B0 30 000K 7,4 17 –4,0 50 000 220 9 0,1 % B3 19 000K 4,8 7,6 –1,6 1900 44 30 B5 15 000K 3,9 5,9 –1,2 830 29 50 B8 12 000K 3,0 3,8 –0,2 180 13 150 A0 9 500K 2,4 2,9 +0,6 54 7,3 300 0,7 % A5 8 200K 1,7 2,0 +1,9 14 3,7 1 000 F0 7 200K 1,5 1,6 +2,7 6,5 2,5 1 900 2 % F5 6 400K 1,3 1,3 +3,5 3,2 1,8 3 200 G0 6 000K 1,1 1,05 +4,4 1,5 1,2 8 000 3,5 % G2 5 800K 1,0 1,00 +4,8 1,0 1,0 10 000 G5 5 700K 0,92 0,92 +5,1 0,79 0,89 12 000 K0 5 200K 0,85 0,79 +5,9 0,42 0,65 22 000 8 % K5 4 300K 0,72 0,67 +7,4 0,15 0,39 45 000 M0 3 800K 0,60 0,51 +8,8 0,08 0,28 68 000 80 % M5 3 200K 0,27 0,21 +12,3 0,011 0,10 200 000 M8 2 600K 0,15 0,06 +16,0 0,001 0,03 700 000

Pääsarja, toinen taulukkohttp://curriculum.calstatela.edu/courses/builders/lessons/less/les1/StarTablesA.html Spektriluokka Pintalämpötila K Mbol Kokonaissäteilyntuotto Aurinkoa L Zams Aurinkoa Valovoima Aurinkoa Massa Aurinkoa Säde Aurinkoa Maata vastaava rata AU:na Elinikä miljardia vuotta 04 48 000 -10,24 990 000,00 980 000,00 1,75E4 90,000 14,400 995,00 0,002 05 44 500 -9,99 790 000,00 560 000,00 1,46E4 60,000 15,000 889,00 0,004 06 41 000 -9,31 420 000,00 238 000,00 1,20E4 37,000 12,900 648,00 0,005 07 38 000 -8,79 260 000,00 140 000,00 9 350,00 30,000 11,800 510,00 0,006 08 35 800 -8,33 170 000,00 84 500,00 6 960,00 23,000 10,800 412,00 0,008 09 33 000 -7,72 97 000,00 62 700,00 4 820,00 23,300 9,560 311,00 0,009 B0 30 000 -7,04 52 000,00 40 800,00 3 020,00 17,500 8,470 228,00 0,010 B1 25 400 -5,76 16 000,00 18 800,00 1 420,00 14,200 6,560 126,00 0,013 B2 22 000 -4,64 5 700,00 9 720,00 698,00 10,900 5,220 75,50 0,020 B3 18 700 -3,45 1 900,00 3 150,00 339,00 7,600 4,170 43,60 0,043 B5 15 400 -2,55 830,00 1 500,00 231,00 5,900 4,060 28,80 0,066 B6 14 000 -2,00 500,00 823,00 175,00 5,200 3,810 22,40 0,075 B7 13 000 -1,51 320,00 496,00 133,00 4,500 3,540 17,90 0,198 B8 11 900 -0,89 180,00 308,00 91,90 3,800 3,170 13,40 0,367 B9 10 500 -0,19 95,00 187,00 63,30 3,350 2,960 9,75 0,475 A0 9 520 0,42 54,00 87,20 43,70 2,900 2,710 7,35 0,583 A1 9 230 0,89 35,00 76,60 30,20 2,720 2,320 5,92 0,627 A2 8 970 1,21 26,00 66,10 23,10 2,540 2,120 5,10 0,670 A3 8 720 1,44 21,00 55,60 19,20 2,360 2,010 4,58 0,713 A5 8 200 1,88 14,00 34,60 13,00 2,000 1,860 3,74 0,800 A7 7 850 2,20 10,50 25,30 10,00 1,840 1,760 3,24 1,120 A8 7 580 2,41 8,60 20,60 8,37 1,760 1,710 2,93 1,280 F0 7 200 2,72 6,50 11,20 6,38 1,600 1,640 2,55 1,600 F2 6 890 3,17 4,30 6,57 4,14 1,520 1,460 2,07 1,760 F5 6 440 3,49 3,20 4,47 3,00 1,400 1,440 1,79 3,440 F8 6 200 3,94 2,10 2,51 1,93 1,190 1,260 1,45 6,880 G0 6 030 4,31 1,50 1,21 1,36 1,050 1,130 1,22 9,180 G2 5 860 4,65 1,10 0,74 0,97 0,998 1,020 1,05 10,100 G5 5 770 5,01 0,79 0,63 0,69 0,920 0,893 0,89 14,000 G8 5 570 5,20 0,66 0,51 0,56 0,842 0,875 0,81 17,900 K0 5 250 5,69 0,42 0,45 0,34 0,790 0,786 0,65 21,100 K1 5 080 5,83 0,37 0,41 0,28 0,766 0,788 0,61 long K2 4 900 6,09 0,29 0,38 0,21 0,742 0,750 0,54 K3 4 730 6,21 0,26 0,34 0,18 0,718 0,762 0,51 K4 4 590 6,55 0,19 0,31 0,12 0,694 0,692 0,43 very K5 4 350 6,81 0,15 0,27 82,4E-3 0,670 0,684 0,39 long K7 4 060 7,25 0,10 0,19 42,1E-3 0,606 0,641 0,32 M0 3 850 7,53 77,00E-3 52,00E-3 23,0E-3 0,510 0,626 0,28 M1 3 720 7,79 61,00E-3 38,80E-3 14,6E-3 0,445 0,597 0,25 M2 3 580 8,12 45,00E-3 27,70E-3 8,42E-3 0,400 0,553 0,21 M3 3 470 8,36 36,00E-3 24,00E-3 5,30E-3 0,350 0,527 0,19 M4 3 370 9,05 19,00E-3 19,40E-3 2,26E-3 0,300 0,406 0,13 M5 3 240 9,65 11,00E-3 14,70E-3 0,95E-3 0,250 0,334 0,11 M6 3 050 10,44 5,30E-3 10,70E-3 0,29E-3 0,207 0,262 72,8E-3 M7 2 940 10,92 3,40E-3 7,06E-3 0,15E-3 0,163 0,226 58,3E-3 M8 2 640 12,05 1,20E-3 2,67E-3 29,30E-6 0,120 0,166 35,0E-3 M9 2 510 13,56 0,30E-3 0,30E-3 1,16E-6 0,100 0,092 17,0E-3

Pääsarjan tähtien energiantuotannosta ja sisäisestä rakenteesta

Suurimassaiset pääsarjan tähdet ovat lyhytikäisiä, koska ne ovat ytimeltään kuumia ja polttavat vetyä hyvin nopeasti. Pienet tähdet polttavat vetyä äärimmäisen hitaasti ja elävät pitkään.

Auringon tyyppisessä alemman pääsarjan tähdessä lämpö kulkee ytimessä säteilyn avulla, ulompana konvektiolla kaasuvirtausten mukana, ja nämä tähdet tuottavat energiaa polttamalla vetyä protoni-protoni-ketjussa.

Hyvin pienimassaiset alle 0,08–0,25 Auringon massaiset punaiset kääpiöt ovat kokonaan konvektiivisia.

Ylemmän pääsarjan tähtien massa on yli 1,1 Auringon massaa. Näiden tähtien pääasiallinen energiantuotantomekanismi on vetyä hiilien, typen ja hapen avulla heliumiksi polttava hiilisykli, ja niiden ydin on konvektiivinen, vaippa radiatiivinen.

Pääsarjan tähden elinikä τrms.

Nollaiän pääsarja ZAMS

Nollaiän pääsarjalla (engl. Zero Age Main Sequence ZAMS) tarkoitetaan viivaa, jolla tähti on HR-kaaviossa asetuttuaan pääsarjaan. Tähdillä on taipumus hieman kirkastua elinikänsä aikana. Aurinko oli nollaiän pääsarjassa 70 % nykyistä himmeämpi. Jos Auringon metallipitoisuus olisi eri, sen ZAMS-kohta olisi eri kohdassa kuin sen nykyisellä kemiallisella koostumuksella. Alikääpiöt ovat hyvin metalliköyhiä pääsarjan tyyppisiä tähtiä. Tähden paikkaa pääsarjassa muuttavat myös sen pyöriminen, läheiset kaksoistähtikumppanit ja magneettikentät. Tähti voi tilapäisissä purkauksissa kirkastua pääsarjasta ulos.

Nollaiän pääsarjan absoluuttinen visuaalinen kirkkaus MV ja väri-indeksi B-V.

{| class="wikitable" |- !Absoluuttinen näennäinen kirkkausMV !Väri-indeksi B-V |- |2,10 || -0,25

|1,10 || -0,20 |- |0,30 || -0,15 |- |0,50 || -0,10 |- |1,10 || -0,05 |- |1,50 || 0,00 |- |1,74 || 0,05 |- |2,00 || 0,10 |- |2,45 || 0,20 |- |2,95 || 0,30 |- |3,56 || 0,40 |- |4,23|| 0,50

Pääsarja-taulukoita Pääsarjan tähden spektrityyppi-väri-indeksi ja lämpötila riippuvat toisistaan. Vastaavan spektriluokan jättiläistähdet ovat saman spektriluokan pääsarjan tähteä punaisempia eli niiden B-V on positiivinen.

Spektri, väri-indeksi B-V, lämpötila.

{| class="wikitable" |- !Spektri !Väri-indeksi B-V !Lämpötila K |- |B0 || -0,30 || 26 500 K

|B5 || -0,16 || 13 800 K |- |A0 || 0,00 || 9 850 K |- |A5 || +0,14 || 8 260 K |- |F0 || +0,31 || 7 030 K |- |F5 || +0,43 || 6 400 K |- |G0 || +0,59 || 5 900 K |- |G5 || +0,66 || 5 660 K |- |K0 || +0,82 || 5 240 K |- |K5 || +1,15 || 4 400 K |- |M0 || +1,41 || 3 750 K |- |M5 || +1,61 || 3 100 K

Log M on massan logaritmi. L on luminositeetti. Mbol on bolometrinen kirkkaus. MV on visuaalinen kirkkaus. R on tähden säde. U-B, B-V jne ovat väri-indeksejä. Galactic Astronomy by Mihalas & Binney; Ed. Freeman & Company

Spektriluokka Massa Log (Massa/Maurinko) LuminositeettiLog (L/Laurinko) Absoluuttinen bolometrinen kirkkausMbol Absoluuttinen visuaalinen kirkkausMV Säteen logaritmi Log (R/Raurinko) Väri-indeksi (U-B) Väri-indeksi (B-V) Väri-indeksi (V-R) Väri-indeksi (V-I) O4 1,8 6 -10,2 -6,3 1,3 ... ... ... ... O5 1,77 5,4 -8,9 -5,6 1,08 -1,15 -0,32 ... ... O8 1,36 4,9 -7,6 -4,6 0,93 -1,13 -0,31 ... ... B0 1,24 4,4 -6,3 -3,4 0,86 -1,08 -0,3 ... ... B3 0,88 3,7 -4,6 -2,2 0,72 -0,71 -0,2 ... ... B5 0,77 3 -2,9 -1,1 0,58 -0,56 -0,16 ... ... B8 0,56 2,3 -1,1 -0,2 0,49 -0,34 -0,1 ... ... A0 0,46 1,8 0,3 0,6 0,38 -0,06 0 0 0 A2 0,4 1,6 0,7 1,1 0,32 ... ... ... ... A5 0,3 1,2 1,8 1,9 0,23 0,11 0,15 ... ... F0 0,2 0,8 2,6 2,7 0,18 0,06 0,29 0,3 0,47 F5 0,11 0,6 3,3 3,4 0,11 0,01 0,42 ... ... G0 0,02 0,2 4,2 4,4 0,04 0,05 0,58 0,52 0,93 G2 0 0 4,7 4,8 0 0,13 0,65 0,41 0,75 G5 -0,04 -0,1 4,9 5,2 -0,04 0,2 0,69 ... ... K0 -0,1 -0,4 5,6 5,9 -0,07 0,47 0,85 0,74 1,4 K5 -0,2 -0,8 6,6 7,5 -0,14 1,09 1,16 0,8 1,5 M0 -0,3 -1,6 7,5 8,8 -0,22 1,25 1,4 ... ... M2 -0,4 -1,5 8,4 10,2 -0,3 ... ... ... ... M4 -0,6 -2 9,7 12,2 -0,5 ... ... ... ... M5 -0,8 -2,5 10,9 13,9 -0,56 1,22 1,61 ... 2,8 M6 -1 -2,9 12,1 15,5 -0,9 ... ... ... ...

Katso myös Massa-luminositeetti-relaatio

Lähteet

Aiheesta muualla

Main sequence

Luokka:Tähtien ominaisuudet Luokka:Tähtityypit Luokka:Seulonnan keskeiset artikkelit