Das Hertzsprung-Russell-Diagramm

Der Nachthimmel ist voll mit Millionen von Sternen. Was wir von der Erde aus sehen, ist nur ein Bruchteil aller Sterne im Universum. Uns erscheinen sie alle als winzige helle Punkte am Himmel, aber eigentlich sind sie nicht nur weit voneinander entfernt, sondern auch sehr unterschiedlich. Wie schaffen wir Menschen es, sie zu erforschen und zu verstehen? Das ist Ejnar Hertzsprung, ein dänischer Astronom.

Es ist Anfang des 20. Jahrhunderts und Hertzsprung vergleicht Sterne, die er von der Erde aus sieht. Er versucht, eine Beziehung zwischen der Helligkeit der Sterne – ihrer Leuchtkraft – und ihrer Temperatur zu finden. Unabhängig davon forscht in Amerika Henry Norris Russell zum selben Thema und kommt zu ähnlichen Ergebnissen. Das Ergebnis ihrer Untersuchungen ist ein Diagramm, das wir heute Hertzsprung-Russell- Diagramm nennen, um die beiden Wissenschaftler zu ehren.

So sieht das Diagramm aus: Die horizontale Achse steht für die Oberflächentemperatur der Sterne und ist mit Farben markiert. Die heißesten Sterne sind blau und wir finden sie auf der linken Seite des Diagramms. Sterne mit mittleren Temperaturen sind weiß und gelb und liegen im Zentrum. Die kältesten Sterne sind rot und wir finden sie auf der rechten Seite des Diagramms. Die vertikale Achse zeigt die Leuchtkraft eines Sterns – wie hell der Stern wirklich ist.

Die hellsten Sterne sind ganz oben und die am wenigsten hellen Sterne ganz unten. Die meisten Sterne im Diagramm liegen zufällig in der Nähe dieser Diagonalen, die von der linken oberen Ecke zur rechten unteren Ecke verläuft. Das ist die Hauptreihe des Diagramms. Leuchtkraft und Temperatur hängen mit der Masse des Sterns zusammen. Wenn wir also die Hauptreihe anschauen, können wir die Massen verschiedener Sterne miteinander vergleichen!

Sterne in der unteren rechten Ecke sind nicht nur dunkler und kälter, sondern haben auch eine geringere Masse als die in der Mitte oder der oberen linken Ecke. Die kleinen, kühlen, dunklen Sterne ganz unten in der rechten Ecke haben sogar einen eigenen Namen. Wir nennen sie Rote Zwerge. Aber die Sterne in der Hauptreihe sind nicht alle Sterne, die wir kennen. Es gibt auch ein paar Sterne, die sehr heiß und extrem hell sind, viel heller als die meisten Sterne.

Sie werden Blaue Riesen und Blaue Überriesen genannt. Sie befinden sich in der linken oberen Ecke des Diagramms, etwas außerhalb der Hauptreihe. Blaue Riesen sind auch sehr schwer, sogar schwerer als viel größere Sterne, die zur oberen rechten Ecke des Diagramms gehören. Die Sterne in der oberen rechten Ecke sind kälter, aber strahlen dennoch sehr hell. Das liegt daran, dass sie eine riesige Oberfläche haben, die Licht ausstrahlt.

Wir nennen sie Rote Riesen und Rote Überriesen. Und schließlich, hier in der linken unteren Ecke, haben wir extrem schwere und kompakte Sternkerne. Sie sind sehr heiß, aber sie sind so klein, dass sie sehr dunkel erscheinen. Wir nennen sie Weiße Zwerge. Wie sieht es mit einem Stern wie unserer Sonne aus?

Was denkst du, wo befindet sie sich in diesem Diagramm? Mit ihrer mittleren Leuchtkraft und gemäßigten Oberflächentemperatur ist die Sonne in der Mitte der Hauptreihe, etwas rechts! Das Hertzsprung-Russell-Diagramm ordnet Sterne nach ihrer Leuchtkraft und Temperatur. Es ermöglicht uns, verschiedene Sterne zu vergleichen und Muster sowie Unterschiede zwischen ihnen zu erkennen. Wenn Wissenschaftler die Position eines Sterns im Diagramm kennen, können sie Vermutungen anstellen und Rückschlüsse ziehen bezüglich Masse, Größe und sogar Lebensdauer, Entwicklung und Schicksal.

Auf diese Weise hat das Hertzsprung-Russell-Diagramm seit über hundert Jahren Astronomen und Astrophysikern geholfen, die Sterne zu erforschen!