Астрозадача №1: Диаграмма Герцшпрунга — Рассела

Диаграмма Герцшпрунга — Рассела — диаграмма рассеяния, по осям которой отмечается абсолютная звёздная величина (или светимость) и температура поверхности (или показатель цвета B-V) звезды. Впервые диаграмма была построена независимо американцем Норрисом Расселом и датчанином Эйнаром Герцшпрунгом в начале XX века. Эта диаграмма сыграла важную роль в развитии теории звёздной эволюции.

На диаграмме обнаруживаются несколько закономерностей, которые называют последовательностями.
Большинство звезд (около 90%), располагаются на диаграмме вдоль длинной узкой полосы, называемой главной последовательностью. Она протянулась из верхнего левого угла (от голубых сверхгигантов) в нижний правый угол (до красных карликов). К звездам главной последовательности относится Солнце, светимость которого принимают за единицу. Точки, соответствующие гигантам и сверхгигантам, располагаются над главной последовательностью справа, а соответствующие белым карликам – в нижнем левом углу, под главной последовательностью.

По распределению звезд в соответствии с их светимостью и температурой на диаграмме Герцшпрунга–Рассела выделены следующие классы светимости:

• гипергиганты – Ia класс светимости;
• сверхгиганты – Ib класс светимости;
• яркие гиганты – II класс светимости;
• гиганты – III класс светимости;
• субгиганты – IV класс светимости;
• звезды главной последовательности – V класс светимости;
• субкарлики – VI класс светимости;
• белые карлики – VII класс светимости.

В качестве задания требуется по данным из трёх каталогов Hipparcos, Yale и Gliese (находятся в прилагаемом архиве) для более чем 200 000 звёзд построить диаграмму Герцшпрунга — Рассела (по оси Ox — температура в К, по оси Oy — абсолютная звёздная величина). Файлы data_B_V и data_B_V_1 содержат значения показателя цвета B-V, а data_M, data_M_1 значения абсолютной величины. Для того чтобы перевести показатель цвета B-V в температуру требуется воспользоваться формулой:

Чтобы при отображении цвет звёздам задавать в зависимости от их температуры, воспользуйтесь приложенным алгоритмом (находится в прилагаемом архиве), который переводит Кельвины в цвета RGB. Известно, что звёзды имеют температуру от 1500 до 60 000 К и, так как 7500 — 10 000 К это белый цвет, рекомендует отобразить диаграмму на чёрном фоне.