Диаграмма Герцшпрунга Ресселла. Для понимания природы звезд важно выявить зависимости между их отдельными характеристиками. Такие связи находятся путем сопоставления соответствующих величин. Так, в начале XX в. датский астроном Э. Герцшпрунг и американский астрофизик Г. Ресселл установили одну из таких зависимостей и представили ее в виде диаграммы, носящей теперь их имена.
На горизонтальной оси диаграммы Герцшпрунга Ресселла диаграммы Г. Р откладывают температуру звезды, а на вертикальной ее светимость в относительных единицах по отношению к светимости Солнца. Каждой звезде на диаграмме отвечает вполне определенная точка. Обычно говорят, что место на диаграмме занимает звезда, а не соответствующая ей точка, и при обсуждении эволюции звезд пишут звезда движется по диаграмме, подразумевая при этом, что в процессе эволюции звезды из-за изменения температуры и светимости звезды соответствующая ей точка на диаграмме Г. Р. меняет свое положение.
Из этой диаграммы следует, что светимость звезды и ее спектральный класс связаны между собой определенной, хотя и не однозначной зависимостью. Большинство звезд расположено вдоль линии, идущей от горячих и ярких звезд к холодным и слабым тусклым звездам.
Это и есть известная главная последовательность, а принадлежащие ей звезды - звездами главной последовательности. К этой последовательности принадлежит подавляющее большинство звезд, в том числе и наше Солнце спектральный класс G2. Главная последовательность в месте, отмеченном вертикальной чертой, делится на верхнюю и нижнюю части. Звезды нижней части главной последовательности называются желтыми или красными карликами в зависимости от их температуры. Солнце типичный желтый карлик.
Выше главной последовательности в области температур ниже 6000 К расположены звезды, образующие группу красных гигантов их светимость порядка 102 103 и радиус порядка 10 60 R и группу красных сверхгигантов L 10 L , R 200 300 R . Звезды горячие T ЗОООО К и яркие L 104 106 L , R 40 R называются белыми сверхгигантами. Заметьте, что холодных и слабых звезд гораздо больше, чем горячих и ярких. В левом нижнем углу диаграммы находятся белые карлики T 10000 К, L 10-4 L , R O,Ol R . Итак, мы видим, что светимость звезды и спектральный класс взаимосвязаны.
Одна из первых задач теории объяснить эту зависимость, найти физические явления, лежащие в ее основе. Как это сделала современная астрофизика, мы увидим позже. Здесь же только отметим, что сразу после построения этой диаграммы ей приписали эволюционное значение предполагалось, что звезды эволюционируют вдоль главной последовательности от горячих и ярких звезд к холодным и слабым. Потом выяснилось, что эволюция звезд имеет более сложный характер, и до сих пор звезды, изображения которых находятся в левой верхней части диаграммы, называют ранними, а звезды другого конца главной последовательности поздними.