Hoe werkt het Herzsprung-Russel-diagram en de evolutie van sterren?

Het Herzsprung-Russel-diagram (HR-diagram) is een grafiek die de eigenschappen van sterren weergeeft. Elk puntje in het diagram staat voor een ster. Op de x-as staat de temperatuur van de ster, vaak weergegeven op een logaritmische schaal (10x TEMPERATUUR), waarbij de temperatuur van rechts naar links toeneemt. Op de y-as staat de lichtsterkte van de ster, ook op een logaritmische schaal (L/Lzon, dus L = 10x x Lzon LICHTSTERKTE), wat aangeeft hoeveel energie de ster uitstraalt ten opzichte van de zon. De schuine lijnen in het diagram geven de straal van de ster aan ten opzichte van de zon.

De evolutie van sterren kan ook in het HR-diagram worden gevolgd en omvat verschillende fasen:

• Hoofdreekssterren: Dit zijn de stabiele sterren die het grootste deel van hun leven doorbrengen op de hoofdreeks in het HR-diagram. Hier is er een evenwicht tussen de naar buiten gerichte fotonendruk (door kernfusie) en de naar binnen gerichte gravitatiekracht.
• Rode reuzen: Wanneer een ster, zoals de zon, bijna door zijn waterstofvoorraad in de kern heen is, begint de kern samen te trekken en de buitenste lagen zetten enorm uit en koelen af. De fotonendruk wordt groter dan de gravitatie door de fusie van helium in de kern of schil, waardoor de ster groot en relatief koud wordt.
• Witte dwergen: Dit zijn de overblijfselen van sterren die hun brandstof hebben verbruikt en hun buitenste lagen hebben afgestoten. Ze zijn klein, zeer dicht en heet, maar produceren geen energie meer door kernfusie en koelen langzaam af.