{"id":19574,"date":"2010-07-21T17:58:33","date_gmt":"2010-07-21T15:58:33","guid":{"rendered":"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/index.php\/2010\/07\/21\/vom-leben-und-sterben-der-sterne-das-hertzsprungrusselldiagramm\/"},"modified":"2025-05-14T16:05:12","modified_gmt":"2025-05-14T14:05:12","slug":"vom-leben-und-sterben-der-sterne-das-hertzsprungrusselldiagramm","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/index.php\/2010\/07\/21\/vom-leben-und-sterben-der-sterne-das-hertzsprungrusselldiagramm\/","title":{"rendered":"Vom Leben und Sterben der Sterne: das Hertzsprung-Russell-Diagramm"},"content":{"rendered":"<p>Jetzt schreibe ich schon seit zweieinhalb Jahren ein Blog \u00fcber Astronomie und habe es immer noch nicht geschafft, \u00fcber das wichtigst Diagramm unserer Wissenschaft zu schreiben. Das muss ich nun endlich mal nachholen. Es geht um das Leben und den Tod der Sterne; um ihre Entwicklung und die verschiedenen Arten von Sternen die es gibt. Es geht um das ber\u00fchmte <i>Hertzsprung-Russell-Diagramm<\/i> oder kurz: HRD.<\/p>\n<p><!--more--><br \/>\nDieses Diagramm aller Diagramme hat 1913 der amerikanische Astronom <i>Henry Norris Russell<\/i> entwickelt und dabei die Arbeiten des d\u00e4nischen Astronomen <i>Ejnar Hertzsprung<\/i> benutzt. Es ging dabei um die Frage, inwieweit die grundlegenden Eigenschaften von Sternen zusammenh\u00e4ngen. Hier bei uns auf der Erde sehen wir die sterne ja alle nur als mehr oder weniger helle Lichtpunkte. Aber nat\u00fcrlich sind die Sterne nicht gleich. Sie haben unterschiedliche Temperaturen und sie sind unterschiedlich hell. Mit &#8222;hell&#8220; ist hier nicht die Helligkeit gemeint, mit der die Sterne uns hier von der Erde aus erscheinen sondern die <i>absolute Helligkeit<\/i> die nicht von der Entfernung abh\u00e4ngig ist. Den Unterschied haben ich <a href=\"https:\/\/www.scienceblogs.de\/astrodicticum-simplex\/2010\/01\/magnitude-und-modul-die-helligkeit-der-sterne.php\">hier genauer erkl\u00e4rt<\/a>. <\/p>\n<form mt:asset-id=\"17886\" class=\"mt-enclosure mt-enclosure-image\" style=\"display: inline;\"><a href=\"https:\/\/scienceblogs.de\/astrodicticum-simplex\/wp-content\/blogs.dir\/28\/files\/2012\/07\/i-0d621ada7b5db691711681d2f57ad8e8-1000px-Sun_and_VY_Canis_Majoris.svg.png\" onclick=\"window.open('https:\/\/scienceblogs.de\/astrodicticum-simplex\/wp-content\/blogs.dir\/28\/files\/2012\/07\/i-0d621ada7b5db691711681d2f57ad8e8-1000px-Sun_and_VY_Canis_Majoris.svg.png','popup','width=1000,height=624,scrollbars=no,resizable=no,toolbar=no,directories=no,location=no,menubar=no,status=no,left=0,top=0'); return false\"><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/wp-content\/uploads\/2025\/05\/i-86dc668c0c9f746fb8916891e8da83d1-1000px-Sun_and_VY_Canis_Majoris.svg-thumb-500x312-1.png\" alt=\"i-86dc668c0c9f746fb8916891e8da83d1-1000px-Sun_and_VY_Canis_Majoris.svg-thumb-500x312.png\" \/><\/a><\/form>\n<div style=\"text-align: center;\"><em><small>Es gibt gro\u00dfe und kleine Sterne: die Sonne und <a href=\"https:\/\/www.scienceblogs.de\/astrodicticum-simplex\/2009\/06\/nein-wir-sind-nicht-das-zentrum-des-universums.php\">VY Canis Majoris<\/a><\/small><\/em><\/div>\n<p><\/p>\n<p>Gibt es nun also einen Zusammenhang zwischen Temperatur und absoluter Helligkeit? Oder sind diese Eigenschaften irgendwie willk\u00fcrlich unter den Sternen verteilt. Um das herauszufinden hat Russell ein Diagramm erstellt. Auf der horizontalen Achse hat er die Temperatur der Sterne aufgetragen. Bzw. den <i>Spektraltyp<\/i>. Bei der <a href=\"https:\/\/de.wikipedia.org\/wiki\/Spektralklasse\">Spektralklassifikation<\/A> werden die Sterne anhand der Zusammensetzung des von ihnen ausgesandten Lichts eingeteilt. Welcher Klasse ein Stern angeh\u00f6rt h\u00e4ngt also von seiner chemischen Zusammensetzung ab &#8211; aber am allerst\u00e4rksten von der Temperatur weswegen man im HRD die horizontale Achse sowohl mit der Temperatur als auch mit den Spektralklassen beschriften kann. In jedem Fall findet man links im Diagramm die Sterne mit hohen Temperaturen (die w\u00fcrden den Spektraltypen &#8222;O&#8220;, &#8222;B&#8220; und &#8222;A&#8220; entsprechen), in der Mitte die mit den gem\u00e4\u00dfigten Werten (das sind die Typen &#8222;F&#8220; und &#8222;G&#8220; und auch unsere Sonne geh\u00f6rt mit ihren etwa 6000 Kelvin Oberfl\u00e4chentemperatur zum Typ G) und ganz rechts findet man die k\u00fchlen Stern und braunen Zwerge (Spektraltypen &#8222;K&#8220;, &#8222;M&#8220;, &#8222;L&#8220; und &#8222;T&#8220;).<\/p>\n<p>Auf der vertikalen Achse findet man nun die absolute Helligkeit der Sterne, gemessen in &#8222;Magnituden&#8220; oder auch oft die <i>Leuchtkraft<\/i> der Sterne gemessen in Sonnenleuchtkr\u00e4ften. Ganz unten sind die Sterne mit geringer Leuchtkraft und gro\u00dfen Magnituden (Zur Erinnerung: je <i>gr\u00f6\u00dfer<\/i> die Magnitude, desto schw\u00e4cher leuchtet der Stern); in der Mitte findet man die Stern die unserer Sonne \u00e4hneln &#8211; die hat eine absolute Helligkeit von 4,8 Magnituden und oben in HRD sind die ganz hellen Sterne mit gro\u00dfer Leuchtkraft zu finden. <\/p>\n<p>Und nun muss man nur noch Temperatur und Helligkeit von m\u00f6glichst vielen Sternen bestimmen und sie in das Diagramm eintragen. Das hat Russell gemacht &#8211; und das Ergebnis war \u00fcberraschend! Die Sterne waren nicht irgendwie im HRD verteilt sondern haben besondere Gruppen und Strukturen gebildet. Aber schauen wir uns das Diagramm am besten zuerst mal an:<\/p>\n<figure id=\"attachment_36789\" aria-describedby=\"caption-attachment-36789\" style=\"width: 640px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><a href=\"https:\/\/astrodicticum-simplex.at\/wp-content\/uploads\/2024\/01\/HR-Diagramm.png\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/wp-content\/uploads\/2025\/05\/HR-Diagramm-981x1024-1.png\" alt=\"\" width=\"640\" height=\"668\" class=\"size-large wp-image-36789\" \/><\/a><figcaption id=\"caption-attachment-36789\" class=\"wp-caption-text\">Hertzsprung-Russell-Diagramm<\/figcaption><\/figure>\n<p>Man sieht sofort, dass sich die meisten Sterne in einem schmalen, band\u00e4hnlichen Bereich befinden, das sich von links oben nach rechts unten zieht. Das ist die sogenannte <i>Hauptreihe<\/i> (auf englisch &#8222;main sequence&#8220;) und auf ihr befinden sich die &#8222;normalen&#8220; Sterne. Ein Hauptreihenstern ist ein Stern in der Bl\u00fcte seines Lebens. Er hat noch genug Brennstoff und der durch die Kernfusion entstehende Strahlungsdruck wirkt der Gravitation, die den Stern in sich zusammenst\u00fcrzen lassen will, entgegen. Der Stern befindet sich im Gleichgewicht und seine Helligkeit h\u00e4ngt ganz von seiner Masse bzw. Temperatur ab. Je schwerer ein Stern ist, desto hei\u00dfer wird es auch in seinem Inneren und desto heller wird er auch. Deswegen beginnt die Hauptreihe auch links oben bei den gro\u00dfen und hei\u00dfen O-Sternen. Je leichter die Sterne werden, desto k\u00fchler werden sie und desto schw\u00e4cher leuchten sie auch: darum setzt sich die Hauptreihe nach rechts unten fort. Aber im HRD gibt es noch viel mehr zu sehen!<\/p>\n<p>Ganz oben im Diagramm ist der <i>Riesenast<\/i> zu finden. Also Sterne, die enorm hell sind. Bei den Riesen handelt es sich um Sterne, die sich schon im Endstadium ihres Lebens befinden. Oben habe ich vom Kr\u00e4ftegleichgewicht in Hauptreihensternen gesprochen. Irgendwann geht einem Stern aber der Brennstoff aus und er wird k\u00fchler. Dadurch sinkt der Strahlungsdruck; die Gravitation gewinnt die \u00dcberhand und der Stern kontrahiert. Nun wird es durch die Verdichtung aber wieder <i>hei\u00dfer<\/i> und der Stern kann neue Elemente fusionieren (Helium zum Beispiel). Nun steigt der strahlungsdruck wieder; der Stern dehnt sich wieder aus &#8211; solange bis wieder der Brennstoff ausgeht und das Spiel von vorne losgeht. Der Stern wird dabei immer gr\u00f6\u00dfer und gr\u00f6\u00dfer &#8211; er st\u00f6\u00dft quasi die \u00e4u\u00dferen Schichten seiner Atmopsh\u00e4re ab. Je nachdem wie gro\u00df der urspr\u00fcngliche Stern war, bekommt man nun einen blauen Riesen (sie entstehen aus den gro\u00dfen Sternen) bzw. einen &#8222;\u00dcberriesen&#8220; (oder gar einen &#8222;Hyperriesen&#8220;). Solche Sterne sind aber extrem kurzlebig: da sie so hei\u00df brennen, verbrauchen sie ihren Brennstoff sehr schnell, sind schon nach einigen Millionen &#8222;leer&#8220; und vergehen dann in einer Supernova.<\/p>\n<p>Etwas langsamer gehts bei den Sternen ab, die man rechts oben bzw. recht in der Mitte findet. Das sind die roten Riesen: gro\u00df und hell aber nicht extrem hei\u00df. Auch unsere Sonne wird einmal so enden. Irgendwann hat auch sie ihre letztes Element fusioniert &#8211; bei Eisen ist Schlu\u00df, denn hier m\u00fcsste man mehr Energie reinstecken um es zu fusionieren als bei der Fusion freigesetzt wird. Es gibt  nichts mehr zu fusionieren; die k\u00fchlen, \u00e4u\u00dferen H\u00fcllen der Sternatmosph\u00e4re haben sich  verfl\u00fcchtigt und \u00fcbrig bleibt der hei\u00dfe Kern des Sterns; kaum gr\u00f6\u00dfer als unsere Erde. Diese Objekte sind also hei\u00df &#8211; aber klein und damit nicht sehr hell. Sie finden sich daher im linken unteren Bereich des HRD: es sind die <i>wei\u00dfen Zwerge<\/i>!<\/p>\n<p>Die Details des HRD k\u00f6nnte man noch seitenlang er\u00f6rtern &#8211; und in weiteren Artikeln werde ich das sicher auch noch tun. Es ist zum Beispiel \u00e4u\u00dferst interessant zu \u00fcberlegen, welchen Weg ein Stern im Laufe seines Lebens &#8211; beginnend vom sich verdichtenden Protostern in einer Gaswolke bis hin zum wei\u00dfen Zwerg oder Neutronenstern &#8211; durch das HRD nimmt und von welchen Parametern dieser Weg abh\u00e4ngt. Man kann das HRD aber auch benutzen, um das Altern von Sternhaufen zu bestimmen. Aber diese Themen hebe ich mir f\u00fcr sp\u00e4tere Artikel auf!<\/p>\n<p><em>(Und ganz vielen Dank an <a href=\"https:\/\/twitter.com\/Conz3D\">@Conz3D<\/a> der das HRD gebastelt und als public domain freigegeben hat!)<br \/>\n<\/em><\/p>\n<p><script type=\"text\/javascript\">\n\tvar flattr_url = 'https:\/\/www.scienceblogs.de\/astrodicticum-simplex\/2010\/07\/vom-leben-und-sterben-der-sterne-das-hertzsprungrusselldiagramm.php';\n\tvar flattr_btn='compact';\n<\/script><br \/>\n<script src=\"https:\/\/api.flattr.com\/button\/load.js\" type=\"text\/javascript\"><\/script><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Jetzt schreibe ich schon seit zweieinhalb Jahren ein Blog \u00fcber Astronomie und habe es immer noch nicht geschafft, \u00fcber das wichtigst Diagramm unserer Wissenschaft zu schreiben. Das muss ich nun endlich mal nachholen. Es geht um das Leben und den Tod der Sterne; um ihre Entwicklung und die verschiedenen Arten von Sternen die es gibt. 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