Диаграмата на Ейнар Херцшпрунг и Хенри Ръсел

Диаграмата на Херцшпрунг-Ръсел за кълбовиден звезден куп Омега Кентавър 

Преди повече от век, през 1911 г., датския химик и астроном Ейнар Херцшпрунг (1873–1967) се натъква на обстоятелството, че сред звездите с еднаква ефективна (повърхностна) температура T(K) и цвят е налице съществена разлика в мощността на излъчването т.е. на тяхната светимост L(W). Негова е идеята да нарече джуджета – звездите с ниска светимост, а звездите с висока светимост – гиганти.  

Ейнар Херцшпрунг                              Хенри Норис Ръсел

Почти по същото време, през 1913 г., американецът Хенри Норис Ръсел (1877–1957) извършва първото сравнение на две важни характеристики на звездите – светимост и спектрален клас. Това съпоставяне той представил като диаграма, носеща сега имената на двамата учени (ХР) или просто диаграма „спектър-светимост”. 

Чрез прост геометричен метод върху диаграмата, като върху правоъгълна координатна система, на всяка звезда съответства една точка. Първият видим резултат е, че звездите върху диаграмата не са разположени равномерно навсякъде, а само при определено съотношение между светимост и тяхната температура. Звездите се групират в общности наречени последователности.

Приблизително 90% от наблюдаемите звезди попадат в пределите на главната последователност – разположена диагонално от горния ляв край (горещи сини гиганти) до долния десен край (хладни червени джуджета) на диаграмата. Слънцето е звезда от главната последователност, типично жълто джудже с Т ≈ 6000 К, от спектрален клас G, чията светимост L = 4.10²⁴ W е приета за единица мярка за сравняване светимостите на останалите звезди.

Над главната последователност се формират последователностите на гигантите и свърхгигантите – червени и сини звезди с огромна светимост. Под главната последователност е разположена последователността на белите джуджета – много малки, плътни и горещи звезди с ниска светимост.

Слънцето и неговия еволюционен трек върху диаграмата ХР

Подробният физичен анализ на диаграмата ХР е показал, че тя изобразява еволюционното развитие на звездите. Промяната в светимостта на звездите, на тяхната температура (цвят) съответства на различно място върху диаграмата. Ако проследим този път на звездите т.н. еволюционен трек, ние всъщност следим техния живот. Положението на звездите върху диаграмата съответства на определен етап от техния живот. Продължителността на всеки еволюционен етап и вида на крайния продукт се определя единствено от масата на звездите.