高卒認定（高等学校卒業程度認定試験）・地学・HR図

HR図（ヘルツシュプルング・ラッセル図）

星の世界は人間世界のイメージと逆になります。

HR図は恒星の進化の問題とともに，大検（高卒認定試験）の地学では，非常によく出題されます。次のHR図（グラフ）を基本として，ここで説明することを覚えれば，HR図に関するほとんどの問題は正解できると思います。


HR図は恒星（＝太陽のように燃えている星）の色や温度，大きさを表したものです。
人間の血液型と同じように恒星にも型があり，O型，B型，A型，F型，G型，K型，M型の７つのタイプに分かれます。この順番通りに覚えてください。この恒星のタイプをスペクトル型といいます。
よく人間の血液型は性格を表していると言われますが，スペクトル型は恒星の性質（色や温度）を表しています。HR図では横軸にスペクトル型を設定します。左からO→B→A→F→G→K→Mの順番です。左側ほど（O型に近いほど）青白っぽい色の恒星で高温です。右側ほど（M型に近いほど）赤色っぽい色の恒星で低温です。人間の世界では赤色は暖色で，青白は寒色になりますが，星の世界ではそのイメージが逆になりますので間違えないようにしてください。

ところで，HR図の縦軸は絶対等級を設定します。絶対等級は恒星そのものの大きさ（明るさ）を表していると理解してください。そして注意しなくてはいけないことは，絶対等級はその値が小さいほど大きな恒星（明るい星）になります。しかもマイナスもあり，マイナスが大きいほど大きな恒星（明るい星）となります。例えば，絶対等級が5等より3等の方が大きな恒星（明るい星）で，3等星よりも−2等星の方が大きな恒星（明るい星）ということになります。人間の世界のイメージとは逆になりますので間違えないようにしてください。
以上を理解した上で，とりあえず，上のHR図の空欄をわかる範囲でうめてみてください。こちらをクリックすると正解が表示されます。説明していない箇所はこのあと説明します。

さらにこのHR図の枠の中の空欄について説明します。まずHR図の特徴として左上から右下にかけてななめに星が集中する場合がよくあります。この左上から右下にかけての星のグループを「主系列星」といいます。主系列星は若い星で，人間の世界では社会人のように活躍している年代のイメージです。�@や�B，太陽はこのグループです。上の図で太陽はスペクトル型がG型で絶対等級が＋5等の主系列星であることを確認してください。

それでは，�Aのように右上にある星はどんな星でしょうか？スペクトル型がM型に近いので赤色っぽい星です。そして絶対等級が小さいので大きな星です。つまり，赤色っぽくて大きな星なので「赤色巨星」といいます。主系列星が老いると膨張して赤色巨星となります。

同じように考えると�Cのように左下に位置する星は青色っぽく，高温で小さな星になります。このあたりに位置する星のグループを「白色わい星」といいます。かなり年配の星で寿命が近いか死んでしまった星です。人間の世界では長く生きることを「老いる」と言いますが，星の世界では「進化する」という表現をします。これも人間の世界とはイメージが違います。

以上を理解した上で，残った空欄を埋めてみてください。正解はこちら！

埋まったら，次の文章の穴埋めもしてください。ここをクリックすると正解が出ます。

次の問題は平成16年度の第2回大検の問題です。

解答解説
�Aが正解です。間違った人はもう一度，先の説明を読み直してみてください。
星の進化の順序は，主系列星→赤色巨星→白色わい星です。

次の問題は平成16年度の第１回大検の問題です。

解答解説
問1
絶対等級は恒星そのものの大きさ（明るさ）を表しているので�@が正解です。

問2
まず，太陽も恒星xもスペクトル型がG型の主系列星です（HR図上で左上から右下にかけて分布する星の中に含まれる）。
�@太陽も恒星xも主系列星なので誤り
�Aスペクトル型がわかっていれば，ある程度の比較はできるので誤り
�Bスペクトル型は年齢を表しているわけではないので誤り
�Cスペクトル型からは恒星の性質がわかります。同じスペクトル型であれば似た性質になります。
以上より�Cが正解です。

問3
恒星ｙはスペクトル型がM型，絶対等級は0等と書いてあるので，これを左側のHR図にあてはめると右上に位置することになります。HR図で右上に位置する星は「赤くて大きな星」つまり「赤色巨星」です。ゆえに�Aが正解です。

ここで説明したHR図や恒星の進化の問題はよく出題されています。過去問で練習してみてください。なお，ここで説明した内容についての感想（簡単だった／難しい／理解できない箇所など）を掲示板またはメールでお待ちしています。