123 26Hertzsprung-Russell-Diagramm 26 Hertzsprung-Russell-Diagramm 26.1 Einführung Gibt es bei Sternen alle erdenklichen Kombinationen zwischen den physikalischen Zustandsgrößen Oberlächentemperatur T und Leuchtkraft L bzw. zwischen der Spektralklasse und der absoluten Helligkeit M? Gibt es also z. B. leuchtkräftige Sterne, die relativ kalt sind und andere, die relativ heiß sind? Zur Untersuchung dieser Frage trug der US-amerikanische Astronom Henry Russell (Abb. 26.1 a) in einem Diagramm die absolute Helligkeit von Sternen der Sonnenumgebung gegen ihre Spektralklasse ab (Abb. 26.2). Dieses Diagramm wurde später Hertzsprung-Russell-Diagramm (HRD) genannt, da Russell auf Arbeiten des dänischen Astronomen Ejnar Hertzsprung (Abb. 26.1 b) aufbaute. Bei der Betrachtung des HRDs fällt sofort auf, dass keine zufällige Verteilung vorliegt, sondern ein gesetzmäßiger Zusammenhang zwischen der absoluten Helligkeit M bzw. der Leuchtkraft L und der Spektralklasse bzw. der Oberlächentemperatur T besteht. Dieser äußert sich im HRD darin, dass die meisten Sterne in einem bestimmten Gebiet (von links oben nach rechts unten), der sogenannten Hauptreihe konzentriert sind. Weiter gibt es noch einige Sterne zu Beginn der Spektralsequenz, die eine geringere absolute Helligkeit haben als Sterne gleicher Spektralklasse auf der Hauptreihe. Offensichtlich müssen die genannten Sterne eine kleinere Oberläche haben als ihre Partner auf der Hauptreihe. Man nennt diese Sterne Weiße Zwergsterne oder kurz Weiße Zwerge. Abb. 26.1 E a) Henry Norris Russell (1877 – 1957) b) Ejnar Hertzsprung (1873 – 1967) a) b) Abb. 26.2 E Bearbeitetes Originaldiagramm von H. N. Russell (1927). Jeder Punkt entspricht einem Stern, dessen Entfernung hinreichend genau bekannt war. M i n m ag –5,0 –2,5 0 +2,5 +5,0 +7,5 +10,0 +12,5 +15,0 B0 A0 F0 Spektralklasse G0 K0 M0 Ebenfalls ist noch ein Gebiet besetzt, bei dem die Sterne größere absolute Helligkeit haben als entsprechende Sterne auf der Hauptreihe. Jene Sterne müssen dann offensichtlich eine größere Oberläche haben als die zugehörigen Hauptreihensterne. Hier spricht man von Roten Riesen. Wir werden später auf den physikalischen Hintergrund des Hertzsprung-Russel-Diagramms eingehen, das im Augenblick rein empirischen Charakter hat. Dabei wird auch die enorme Bedeutung des HRD für die Astronomie deutlich werden. N u r u P rü fz w e c k e n E ig e n tu m d e s C .C . B u c h n e r V e rl a g s