恒星是宇宙中最神奇的物理引擎。它们辐射光和热，并在核心中产生化学元素。然而，当观测者在夜空中观察它们时，他们所看到的只是数千个光点。有些是红色的，有些是黄色或白色的，甚至是蓝色的。这些颜色实际上为恒星的温度和年龄以及它们在寿命中的位置提供了线索。天文学家根据恒星的颜色和温度对其进行“分类”，其结果是一个著名的图表，称为赫兹-拉塞尔图。H-R图是每个天文学学生早期学习的图表。

学习基本的h-r图

通常，H-R图是温度与光度的“曲线图”。将“亮度”视为定义对象亮度的一种方法。温度是我们都熟悉的东西，通常是物体的热量。它有助于定义恒星的光谱类别，天文学家也通过研究恒星发出的光的波长来确定光谱类别。所以，在一个标准的H-R图中，光谱类别从最热的恒星到最冷的恒星，用字母O、B、a、F、G、K、M（向外到L、N和R）进行标记。这些类还表示特定的颜色。在一些H-R图中，字母排列在图表的顶行。炽热的蓝白色恒星位于图表的左侧，而较冷的恒星更倾向于图表的右侧。

基本H-R图标记为此处所示的图。近乎对角线的线称为主序列。宇宙中近90%的恒星在其一生中的某一时间都存在于这条直线上。他们这样做的时候，他们还在他们的核心将氢熔化成氦。最终，他们耗尽了氢，开始聚变氦。那就是他们进化成为巨人和超级巨人的时候。在图表上，这类“高级”恒星位于右上角。像太阳这样的恒星可能会沿着这条路径，然后最终缩小成为白矮星，出现在图表的左下角。

h-r图背后的科学家和科学

H-R图是由天文学家Ejnar Hertzsprung和Henry Norris Russell于1910年绘制的。两人都在研究恒星的光谱——也就是说，他们在用光谱仪研究恒星发出的光。这些仪器将光分解成其组成波长。恒星波长的出现方式为恒星中的化学元素提供了线索。它们还可以揭示有关其温度、空间运动和磁场强度的信息。通过在H-R图上根据恒星的温度、光谱类别和光度绘制恒星图，天文学家可以将恒星分为不同的类型。

今天，有不同版本的图表，这取决于天文学家想要绘制的具体特征。每个图表都有相似的布局，最亮的星星向上延伸到顶部，然后转向左上角，少数在下角。

h-r图的语言

H-R图表使用了所有天文学家都熟悉的术语，因此值得学习图表的“语言”。大多数观察家可能听说过“星等”这个词。这是一种测量恒星亮度的方法。然而，一颗恒星之所以显得明亮，可能有以下几个原因：

• 它可能离得很近，因此看起来比远处的要亮
• 它可能会更亮，因为它更热。

对于H-R图，天文学家主要对恒星的“固有”亮度感兴趣——也就是说，它的亮度取决于恒星的实际温度。这就是为什么光度（前面提到）沿y轴绘制。恒星质量越大，其亮度就越高。这就是为什么最热、最亮的恒星被绘制在H-R图中的巨星和超巨星之间。

如上所述，温度和/或光谱等级是通过仔细观察恒星的光线得出的。隐藏在其波长内的是恒星中元素的线索。氢是最常见的元素，天文学家塞西莉亚·佩恩·加波什金在20世纪初的工作表明了这一点。氢在核心熔合形成氦，这就是为什么天文学家也能在恒星光谱中看到氦。光谱等级与恒星的温度密切相关，这就是为什么最亮的恒星在O类和B类。最冷的恒星在K类和M类。最冷的天体也很暗，很小，甚至包括棕矮星。

需要记住的一件事是，H-R图可以告诉我们恒星可以变成什么类型，但它不一定能预测恒星的任何变化。这就是为什么我们有天体物理学——它将物理学定律应用于恒星的生命。