Nicht alle Sterne im Universum sind gleich – schon mit bloßem Auge sind Helligkeits- und kleine Farbunterschiede zu erkennen. Im 19. Jahrhundert entwickelte sich die Spektroskopie der Sterne zu einer wichtigen Analysemethode der Astronomie: Sie zerlegt das Licht beziehungsweise die elektromagnetische Strahlung der Sterne in die Regenbogenfarben beziehungsweise die verschiedenen Wellenlängen des elektromagnetischen Spektrums. Die Stellarspektroskopie zeigte, dass die Sterne tatsächlich (und nicht nur entfernungsbedingt) unterschiedlich hell und heiß sind. Nach dem Aussehen ihrer Spektren wurden die Sterne in verschiedene Spektralklassen eingeordnet.
Entwicklungsphasen der Sterne in einem Diagramm
Vereinfachte Darstellung eines Hertzsprung-Russell-Diagramms (HRD). Bild: GFDL
Anfang des 20. Jahrhunderts entstand dann aus den Arbeiten des dänischen Fotochemikers Ejnar Hertzsprung und des amerikanischen Astronomen Henri Noris Russell ein fundamentales Diagramm der Astronomie: Das Hertzsprung-Russell-Diagramm, kurz HRD. Auf seiner vertikalen Achse ist die absolute Helligkeit (beziehungsweise Leuchtkraft) der Sterne gegen ihre Spektralklasse (beziehungsweise Oberflächentemperatur) auf der horizontalen Achse aufgetragen. In der Mitte des Diagramms findet man sehr viele Sterne in einem diagonal verlaufenden Band, die so genannte Hauptreihe. Darüber befinden sich etwas weniger Sterne, mit hoher Leuchtkraft und meist mittlerer bis moderater Temperatur – die so genannten Roten Riesen und Überriesen. (Siehe auch die astronomische Frage 21: Wie lange scheint die Sonne noch?) Unterhalb der Hauptreihe tummeln sich die „Weißen Zwerge“.
Auch wenn diese Bezeichnungen wie aus einem Märchen klingen – das HRD beschreibt einen momentanen „äußeren“ Zustand der Sterne, dem die Fusionsprozesse im Inneren der Sterne zugrunde liegen. Wenn man diese Prozesse versteht, kann man mittels des HRD Entwicklungswege für Sterne bestimmter Massen – zum Beispiel für unsere Sonne – vorhersagen und sogar das Alter von Sternhaufen bestimmen.