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Startseite/Astronomie und Himmel/Hertzsprung-Russell-Diagramm

Hertzsprung-Russell-Diagramm

Schematische Bereiche des Diagramms; ziehen Sie einen Stern: Hauptreihe, Riesen, weiße Zwerge.

Stern

Ziehen Sie die Marke im Diagramm. Die Achsen sind schematisch: die Temperatur wächst nach links (wie bei beobachteten HR-Diagrammen); die Leuchtkraft nach oben. Reale Sterne füllen Bänder, vor allem die Hauptreihe.

Tastenkürzel

  • •Ziehen Sie auf der Fläche, um den Stern zu verschieben

Gemessene Größen

BereichHauptreihe — Wasserstoff im Kern

Zum Modell

Das Hertzsprung-Russell-Diagramm (HR-Diagramm) trägt die Leuchtkraft der Sterne (oder die absolute Helligkeit) gegen die effektive Temperatur (Spektralklasse, Farbe) auf. Die Temperatur wächst nach links, wie bei Beobachtungsdiagrammen. Leuchtkraft, Radius und Temperatur verbindet das Stefan-Boltzmann-Gesetz: L = 4πR²σT⁴. Auf der Hauptreihe brennt im Kern Wasserstoff; die Masse legt den Ort auf dem Band fest: massereiche Sterne oben links, massearme unten rechts. Riesen und Überriesen sind kühler, aber groß im Radius und deshalb hell; weiße Zwerge sind heiß, aber klein — die Leuchtkraft ist gering. Die Bereiche sind statisch und schematisch: ein durchgehender Entwicklungspfad wird nicht animiert.

Für wen: Oberstufe und erstes Semester: Sternklassifikation, Hertzsprung-Russell-Diagramm.

Wichtige Begriffe

  • hertzsprung-russell-diagramm
  • leuchtkraft
  • absolute helligkeit
  • spektralklasse
  • hauptreihe
  • stefan-boltzmann-gesetz
  • weißer zwerg
  • roter riese

So funktioniert es

Das Hertzsprung-Russell-Diagramm zeigt die Leuchtkraft der Sterne (oder die absolute Helligkeit) in Abhängigkeit von der effektiven Temperatur (oder der Spektralklasse). Die meisten Sterne verbringen die längste Zeit damit, auf der Hauptreihe Wasserstoff zu fusionieren; Riesen und weiße Zwerge sind spätere Stadien für viele Sterne.

Häufige Fragen

Warum ist die Hauptreihe ein Band und keine Linie?
Weil die Massen verschieden sind. Die Masse bestimmt Kerntemperatur, Leuchtkraft und Lebensdauer. Massereiche Sterne sind heißer und heller (oben links), massearme kühler und lichtschwächer (unten rechts).
Findet in einem weißen Zwerg noch Kernfusion statt?
Nein. Es ist der abkühlende Kern eines Sterns kleiner oder mittlerer Masse nach dem Verbrauch des Brennstoffs. Es leuchtet Restwärme. Hohe Temperatur bei niedriger Leuchtkraft folgt aus dem kleinen Radius (Stefan-Boltzmann-Gesetz).
Wandert ein Stern mit der Zeit im Diagramm?
In dieser Skizze sind die Bereiche fest. In Wirklichkeit verlässt der Stern die Hauptreihe: ein sonnenähnlicher Stern geht nach rechts oben zu den roten Riesen, dann nach links unten zu den weißen Zwergen. Das Ziehen der Marke hilft, die Phasen zuzuordnen, spielt aber keinen Entwicklungspfad ab.
Warum sind rote Riesen hell, obwohl sie kühl sind?
Die Leuchtkraft hängt von Temperatur und Größe ab. Der Radius eines Riesen kann hundertfach größer sein als der der Sonne. Nach L ∝ R²T⁴ überwiegt der Flächenzuwachs den Abfall von T⁴ bei weitem.