2026-01 Ken je klassiekers: Hertzsprung-russelldiagram
Diagram dat sterren indeelt in een bepaalde categorie en de evolutie van sterren weergeeft
Elementen die worden gemeten: magnitude en temperatuur (K), alsook het spectrum en de lichtsterkte van sterren
Toegepast sinds begin 20e eeuw
Beeld
Copyright afbeelding: European Southern Observatory ESO
Een ideaal middel om sterren te classificeren
“hertzsprung-russelldiagram”… een ideaal woord voor een dictee voor gevorderden! Niet iedereen zal het correct kunnen spellen, maar velen zullen wel weten wat het betekent.
De dubbele naam verwijst respectievelijk naar de Deense en Amerikaanse astronomen, Ejnar Hertzsprung en Henry Russell, die begin 20ste eeuw onafhankelijk van elkaar de correlatie tussen de helderheid van een ster en haar temperatuur (K) vaststelden en dit uittekenden in het naar hen vernoemde diagram. Zo bleek dat sterren met een gelijkaardige kleur of spectrum een gelijkaardige magnitude hebben en dat sterren evolueren afhankelijk van hun massa.
Ejnar Hertzsprung (1873-1967)
Ondanks zijn studie als scheikundige interesseerde Ejnar Hertzsprung zich meer voor sterrenkunde en kon hij, na enkele jaren werkzaam te zijn geweest in Leningrad en Leipzig, aan de slag in de sterrenwacht van Kopenhagen. Zijn ervaring als scheikundige en zijn opleiding in de fotochemie kwamen hem echter goed van pas bij zijn werkzaamheden als onderzoeker naar de classificatie van sterren.
Hij werd opgemerkt door de Duitse astronoom Schwarzschild die hem een functie aanbood in het Astrofysisch Observatorium te Potsdam. Enkele jaren later zette hij zijn carrière voort in de Nederlandse sterrenwacht te Leiden, waarna hij uiteindelijk midden 20ste eeuw terugkeerde naar zijn thuisland, Denemarken.
Henry Norris Russell (1877-1957)
De carrière van Henry Russell speelt zich hoofdzakelijk af aan de Princeton University te New Jersey. Hij bestudeerde binaire sterren, dit zijn twee sterren die roteren rond een gemeenschappelijk zwaartepunt, en stellaire parallaxen, dit is de meting van de afstand van sterren. Uit de resultaten van zijn metingen stelde hij een verband vast tussen de magnitude en de kleur van sterren. Wanneer hij dit in een grafiek uitstippelde, kwam hij tot dezelfde conclusie als Hertzsprung: de sterren volgen een bepaalde evolutie.
Het diagram kreeg de naam van beide astronomen en is nog altijd een belangrijk werkinstrument in de astronomie.
Het diagram
Het hertzsprung-russelldiagram bestaat uit twee assen:
- op de verticale as wordt de absolute magnitude van een ster aangeduid, die schommelt tussen positieve waarden, die een lichtere magnitude aanduiden, en negatieve waarden die duiden op een grotere helderheid. De verticale as kan ook de meting van de lichtsterkte weergeven (Luminosity).
- op de horizontale as wordt de kleur van de ster aangeduid, wat overeenkomt met de temperatuur uitgedrukt in Kelvin (1 K= -272,15 °C). De horizontale as kan ook bestaan uit de samenstelling (categorie OBAFGKM).
Men zag dat de sterren konden worden onderverdeeld in vier groepen. Het merendeel bevindt zich in de hoofdreeks (Main Sequence), een brede band die zich krommend uitspreidt van rechtsonder naar linksboven. Deze sterren bevinden zich in het stadium waarin de kernfusie van waterstof naar helium nog volop bezig is.
Een tweede groep bevat sterren die deze fase voorbij zijn en aan het einde van hun levensfase bezig zijn, de rode reuzen. Afhankelijk van de massa van de ster zal ze terechtkomen in de groep van de superreuzen rechtsbovenaan, of in de groep van witte dwergen links onderaan.
Alle sterren volgen inderdaad eenzelfde evolutie: ze ontstaan als protoster en ontwikkelen tot sterren met een bepaalde massa alvorens hun kernfusie op gang komt. Sterren met een massa van minder dan 1,4 maal die van onze Zon zullen in hun eindfase evolueren naar het stadium van witte dwerg. Sterren met een hogere massa verbruiken hun energie veel sneller en eindigen als supernova, en uiteindelijk als neutronenster of zwart gat.
Het diagram toont een momentopname en in theorie weet men dat de sterren zullen verschuiven in het diagram. Uiteraard kunnen wijzelf deze evolutie niet waarnemen omdat deze verschuiving over miljoenen of miljarden jaren verloopt en mensen hebben een veel beperktere levensduur...
Toepassing van het diagram in de astronomie
De eerste diagrammen van Hertzsprung en Russell gingen over een beperkt aantal sterren, Hertzsprung bestudeerde bijvoorbeeld stergroepen zoals de Hyaden en Pleiaden, en Russell bestudeerde binaire sterren en berekende afstanden van sterren.
Maar met de huidige telescopen kan men grotere regio’s observeren en veel meer data verzamelen. In 2013 lanceerde de Europese ruimtevaartorganisatie ESA de GAIA missie met als doel een 3D-kaart te maken van onze Melkweg. De ruimtetelescoop maakte tot op heden ontelbare beelden van miljarden sterren in onze Melkweg en van andere objecten in onze lokale cluster en stuurde een massa data terug, die de wetenschappers nog lang zullen bezighouden. De eerste resultaten zijn wel veelbelovend en geven inzicht in de evolutie, structuur en toekomst van onze Melkweg. In 2018 publiceerden ze een nieuw diagram op basis van gegevens van meer dan 4 miljoen sterren:
Copyright afbeelding: Gaia @ ESA
Bovenstaande afbeelding bevat de data van 4 miljoen sterren verzameld door de GAIA telescoop werden verwerkt in dit diagram. Hierin zijn twee vergelijkingen samengevoegd; enerzijds de magnitude met het kleurspectrum, en anderzijds de lichtsterkte (luminosity) met de oppervlaktetemperatuur (in Kelvin) van de ster. Aan de hand van deze gegevens weet men o.a. hoe oud een ster is, in welke fase ze zich bevindt en hoe ze zal evolueren.
Een ding is duidelijk: het verhaal van de sterren is nog niet volledig verteld, maar momenteel lijkt het wel een sprookje waar witte dwergen en rode superreuzen ons nog lang zullen blijven verrassen.
Meer info
Hertzsprung-Russell Diagram: Wat Is Dat? (Complete Uitleg
Ejnar Hertzsprung - Linda Hall Library
Putting stars in their place | Astronomy.com
Tekst: Martine De Wit, december 2025