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Große Bedeutung bei allen Fragen der Stellarastronomie einschließlich der Probleme der Sternentwicklung gewann in den letzten Jahrzehnten ein Diagramm, das von Hertzsprung und Russel 1905-13 aufgestellt wurde. Auf der Senkrechten wird die absolute Helligkeit in Größenklassen oder die Leuchtkraft in Einheiten der Sonnenleuchtkraft aufgetragen. Auf der Waagrechten finden sich die Spekralklassen. Da es einen Zusammenhang zwischen Oberflächentemperatur und Farbe des Sterns gibt spricht man auch vom Farben-Helligkeits- Diagramm. Deutlich ordnet sich die Mehrzahl aller Sterne auf einer Hauptreihe an, die sich von links oben nach rechts unten erstreckt. Links oben stehen die blauweißen Sterne hoher Leuchtkraft und Masse, in der Mitte die sonnenähnlichen gelben Sterne und rechts unten die roten Zwergsterne. Im oberen rechten Teil des HRD befinden sich die roten Riesensterne (Riesenast). Links unten finden sich noch einige weiße Zwergsterne. Die übrigen Felder des Diagramms sind so gut wie leer.
Über die tatsächliche Häufigkeit der einzelnen Sterntypen im HRD kann nur dann etwas ausgesagt werden, wenn man Sterne bis zu einer bestimmten Maximalentfernung in das Diagramm einträgt, da sonst Sterne hoher Leuchtkraft, die bis in große Entfernungen sichtbar sind, gegenüber den schwächeren Sternen bevorzugt werden.
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