حتى عام 1920 ، تراوحت اهتمامات راسل البحثية على نطاق واسع في علم الفلك الكوكبي والنجمي والفيزياء الفلكية. طور وسائل سريعة وفعالة لتحليل مدارات النجوم الثنائية. كان أبرزها طريقته في حساب كتل وأبعاد النجوم المتغيرة الكسوف - أي النجوم الثنائية التي يبدو أنها تتحرك أمام بعضها البعض أثناء دورانها حول مركز جاذبيتها المشتركة وبالتالي تظهر اختلافات مميزة في السطوع. كما طور طرقًا إحصائية لتقدير مسافات وحركات وكتل مجموعات النجوم الثنائية. استخدم راسل عمومًا أسلوبًا استدراكيًا وبديهيًا لجميع مجالات اهتمامه ، وهو أسلوب كان متاحًا لدائرته المتسعة من زملائه الفلكيين ، والذين كان القليل منهم بارعين في الرياضيات. كانت قوة راسل في التحليل ، وسرعان ما وجد أن علماء الفلك الرصدي ، إذا تم الاقتراب منهم بشكل صحيح ، سيكونون أكثر من سعداء لإدارة بياناتهم التي حصلوا عليها بشق الأنفس وعرضها من قبل مُنظِّر لامع.
مخطط هيرتزبرونج-راسل
في عمله في المنظر النجمي في كامبريدج ، طبق راسل دراسته للنجوم الثنائية على ما يمكن أن تكشفه عن حياة وتطور النجوم والأنظمة النجمية. بعد اختيار النجوم التي قد تختبر أيًا من العديد من النظريات المتنافسة عن التطور النجمي كانت صحيحة ، استخدم قياساته المنظر لتحديد السطوع الجوهري أو المطلق لهذه النجوم. عندما قارن سطوعها بألوانها أو أطيافها ، وجد راسل ، كما قال عالم الفلك الدنماركي إجنار هيرتزبرونغ قبل عدة سنوات ، أنه من بين غالبية النجوم في السماء (الأقزام) ، فإن النجوم الزرقاء أكثر إشراقًا من النجوم الصفراء و الأصفر أكثر إشراقًا من الأحمر. ومع ذلك ، فإن بعض النجوم (العمالقة) لم يتبعوا هذه العلاقة. كانت هذه النجوم صفراء وحمراء لامعة بشكل استثنائي. في وقت لاحق ، من خلال رسم السطوع والأطياف في رسم تخطيطي ، رسم راسل العلاقة المحددة بين السطوع الحقيقي للنجم وطيفه. أعلن عن نتائجه في عام 1913 ، ونُشر الرسم التخطيطي ، الذي أصبح يُعرف باسم مخطط هيرتزبرونج-راسل ، في العام التالي.
يهدف راسل إلى تأكيد نظرية التطور النجمي التي اقترحها عالم التحليل الطيفي الفلكي جوزيف نورمان لوكير والفيزيائي الرياضي أغسطس ريتر ، وتفسير النظرية من منظور قوانين الغاز. كان مخططه هو أفضل طريقة عرفها لتوضيح جدوى النظرية. وفقًا لرسل ، تبدأ النجوم حياتها على شكل كرات ضخمة من الغاز وممتدة بشكل كبير ، تتكثف من خلال الانكماش الثقالي من الضباب الغامض. عندما يتقلصون ، يسخنون ويمرون من خلال تغير اللون من الأحمر إلى الأصفر إلى الأزرق ، وفي النهاية يحققون كثافات تجعلهم ينحرفون عن قوانين الغاز المثالية. وبالتالي ، فإن المزيد من الانكماش نحو حالة القزم يكون مصحوبًا بمرحلة تبريد ، حيث تعكس النجوم تغير لونها ، وتنتقل من اللون الأزرق إلى الأحمر ، وتنقرض في النهاية. تم تعيين هذا الوصف بحزم في سياق الانكماش التثاقلي كمصدر لطاقة النجوم ، وأصبح يُعرف باسم نظرية راسل للتطور النجمي وحظي بشعبية كبيرة حتى منتصف عشرينيات القرن الماضي. عندما وجد عالم الفلك الإنجليزي آرثر ستانلي إدينجتون أن جميع النجوم تظهر نفس العلاقة بين كتلتها والسطوع الجوهري ، وبالتالي ، فإن الأقزام كانت لا تزال في حالة الغاز المثالية ، فقدت نظرية راسل أساسها النظري. لم يتم استبدالها بنظرية مختلفة اختلافًا جوهريًا حتى منتصف الخمسينيات من القرن الماضي.
بعد عام 1920 ، وهو العام الذي أعلن فيه عالم
الفيزياء الفلكية الهندي ميجناد ساها عن نظريته عن توازن التأين ، ركز راسل الكثير من طاقاته على تحليل الطيف ، حيث طبق طرقًا معملية لدراسة الظروف النجمية. أكدت نظرية ساها أن طيف أي نجم تحكمه درجة الحرارة بشكل أساسي ، وثانيًا بالضغط ، وبطريقة صغيرة بالوفرة النسبية للعناصر الكيميائية في تكوين النجم. أثبت هذا الإدراك ، أن الحالة الفيزيائية للنجم يمكن تحليلها كميًا من خلال طيفها ، أنها نقطة تحول رئيسية في مسيرة راسل المهنية. تأثر تحوله إلى تحليل الطيف أيضًا بعلاقته الجديدة مع جورج إليري هيل ، الذي جعل راسل من كبار الباحثين في كارنيجي مع الإقامة السنوية في مرصد ماونت ويلسون بالقرب من باسادينا ، كاليفورنيا. وهكذا حصل راسل على أفضل البيانات الطيفية
الفلكية والمختبرية في العالم ، واستغل ذلك بشغف لتنقيح وتوسيع نظرية ساها ليس فقط في فيزياء النجوم ولكن أيضًا لتشمل بنية المادة كما تمت دراستها في المختبرات على الأرض.
شاهد ايضا
تحضير مهارات حياتية 1444
hgtd.dhx hgtg;dm