星の色と明るさ(ヘルツシュプルング・ラッセル図)

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ヘルツシュプルング・ラッセル図は、星を「どれだけ高温か」(横軸、高温が左)と「本当はどれだけ明るいか」(縦軸)で並べた図です。多くの星は主系列という帯にならび、太陽のような星は一生の大半をそこで過ごします。巨星と超巨星は帯の上、白色矮星は下にあります。デモの「星の一生」ページは、確かさの等級がAまたはBの星(5,080個のうち約500個。距離が信頼できるもの、確かさを参照)をこの図にし、同じ図で2通りの軸を選べます。

• 色と明るさ: 横軸はカタログのB-V色指数、縦軸は絶対等級(10パーセクから見たときの明るさ。小さいほど明るい)です。absoluteMagnitude(star) が、等級と年周視差から求めます。
• 温度と光度: 横軸は温度(ケルビン)、縦軸は光度(太陽を1とする)で、starProfile(スペクトル型の温度尺度とボロメトリック補正)から、不確かさつきで求めます。

import { absoluteMagnitude, starByName } from "@johnmorrisdotca/hoshi-stars";
import { starProfile } from "@johnmorrisdotca/hoshi-stars/profile";

for (const name of ["Sirius", "Aldebaran", "Betelgeuse"]) {
  const star = starByName(name);
  const profile = starProfile(star);
  console.log(`${name}: B-V ${star.colourIndex}, absolute magnitude ${absoluteMagnitude(star).toFixed(1)}, ${Math.round(profile.temperature.value / 100) * 100} K, ${Math.round(profile.luminosity.value)} suns`);
}

Sirius: B-V 0, absolute magnitude 1.4, 9500 K, 24 suns
Aldebaran: B-V 1.54, absolute magnitude -0.7, 3900 K, 403 suns
Betelgeuse: B-V 1.85, absolute magnitude -5.6, 3700 K, 52266 suns

出力は次のとおりです。

Sirius: B-V 0, absolute magnitude 1.4, 9500 K, 24 suns
Aldebaran: B-V 1.54, absolute magnitude -0.7, 3900 K, 403 suns
Betelgeuse: B-V 1.85, absolute magnitude -5.6, 3700 K, 52266 suns

数値のもと

absoluteMagnitude は V + 5 + 5 log10(年周視差(秒角)) です。年周視差のない星は値が undefined になり、推測せず図から外します。距離はこのパッケージ自身のもの(エール大学の年周視差カタログ、輝星カタログの年周視差、または論文の距離。NOTICE.md を参照)で、ヒッパルコスやガイアの値は使いません。どちらの図も、星間塵による減光は補正していないため、遠い星はやや暗く、やや赤く描かれます。輝星カタログ自身の年周視差は1ミリ秒角単位で、それが2.5ミリ秒角未満の星は(丸めだけで20%を超えるため)図から外します。

ページでできること

• 点をクリック(または Enter)すると星を選べます。 カードに、型・色・明るさ・温度・光度・等級・距離が出て、星空の地図でその星を開くリンクがあります。Tab で図に入り、矢印キーで高温から低温の順に点をたどれます。「名前で星を探す」でも選べます。
• 星の欄で、等級のついた星(AとB)、A等級のみ、名前のある星のみを選べます。カタログに色や使える距離がない星は図に位置がなく、カードにその理由が出ます。
• 太陽はひし形で描きます。カタログの星ではないので、太陽自身の数値による目安の点です。
• アドレスに、軸(axes=physical)、絞り込み(show=a または show=named)、選んだ星(star=2491、太陽は star=sun)が残り、リンクで同じ表示を開けます。
• ふたつの一生は、太陽のような星(星雲、若いおうし座T型星、主系列、準巨星、赤色巨星、惑星状星雲、白色矮星)と重い星(赤色超巨星、超新星の残骸、中性子星)の段階ごとに、データにある例(ケンタウルス座アルファ星Aまたは太陽、アルデバラン、ベテルギウス、M57、M1)を示します。星はカードが開き、天体は星空の地図で開きます。おうし座T星とシリウスBは単独ではデータにないため、ページにそう書いてあります。

まだできないこと

星が図の上をたどる道すじや、各段階の時間は描いていません。このパッケージにあるのは今の星の姿で、ひとつの星の変化ではなく、ほかから得た数値も使わないためです(ヒッパルコス、ガイア、恒星進化の軌道は、MITのパッケージが引き継げない条件のもとにあるか、写して使えるものではありません)。道すじとそれにそった動きは、配布できるデータが得られてからです。