O diagrama de Hertzsprung-Russell (diagrama HR) é uma das ferramentas mais importantes no estudo da evolução estelar. Desenvolvido de forma independente no início de 1900 por Ejnar Hertzsprung e Henry Norris Russell, ele traça a temperatura das estrelas contra sua luminosidade (o diagrama de HR teórico) ou a cor das estrelas (ou tipo espectral) contra sua magnitude absoluta (o diagrama de HR observacional também conhecido como diagrama cor-magnitude).
Dependendo de sua massa inicial, cada estrela passa por estágios evolutivos específicos ditados por sua estrutura interna e como ela produz energia. Cada um desses estágios corresponde a uma mudança na temperatura e luminosidade da estrela, que pode ser vista movendo-se para regiões diferentes no diagrama HR conforme ela evolui. Isso revela o verdadeiro poder do diagrama HR – os astrônomos podem conhecer a estrutura interna e o estágio evolutivo de uma estrela simplesmente determinando sua posição no diagrama.

O diagrama de Hertzsprung-Russell os vários estágios da evolução estelar. De longe, a característica mais proeminente é a sequência principal (cinza), que vai da parte superior esquerda (estrelas quentes e luminosas) até a parte inferior direita (estrelas frias e fracas) do diagrama. O galho gigante e as estrelas supergigantes ficam acima da sequência principal, e anãs brancas são encontradas abaixo dela.
Crédito: R. Hollow, CSIRO.

Este diagrama de Hertzsprung-Russell mostra um grupo de estrelas em vários estágios de sua evolução. De longe, a característica mais proeminente é a sequência principal, que vai da parte superior esquerda (estrelas quentes e luminosas) até a parte inferior direita (estrelas frias e fracas) do diagrama. O galho gigante também é bem povoado e há muitas anãs brancas. Também plotadas estão as classes de luminosidade Morgan-Keenan que distinguem entre estrelas da mesma temperatura, mas com luminosidade diferente. – >
Existem 3 regiões principais (ou estágios evolutivos) do diagrama HR:

1. A sequência principal se estende do canto superior esquerdo (quente, luminoso estrelas) na parte inferior direita (estrelas frias e fracas) dominam o diagrama HR. É aqui que as estrelas passam cerca de 90% de suas vidas queimando hidrogênio em hélio em seus núcleos. As estrelas da sequência principal têm uma classe de luminosidade Morgan-Keenan denominada V.
2. estrelas gigantes vermelhas e supergigantes (classes de luminosidade I a III) ocupam a região acima da sequência principal. Eles têm baixas temperaturas de superfície e altas luminosidades o que, de acordo com a lei de Stefan-Boltzmann, significa que também têm raios grandes. As estrelas entram neste estágio evolutivo depois de esgotarem o combustível de hidrogênio em seus núcleos e começarem a queimar hélio e outros elementos mais pesados.
3. estrelas anãs brancas (luminosidade classe D) são o estágio evolutivo final de baixo a intermediário estrelas de massa e são encontradas na parte inferior esquerda do diagrama HR. Essas estrelas são muito quentes, mas têm baixa luminosidade devido ao seu pequeno tamanho.

O Sol é encontrado na sequência principal com luminosidade de 1 e temperatura de cerca de 5.400 Kelvin.
Os astrônomos geralmente usam o diagrama HR para resumir a evolução das estrelas ou para investigar as propriedades de uma coleção de estrelas. Em particular, traçando um diagrama HR para um aglomerado globular ou aberto de estrelas, os astrônomos podem estimar a idade do aglomerado de onde as estrelas parecem desligar a sequência principal (consulte a entrada na sequência principal para saber como isso funciona). p>