1. Диаграмма «спектр — светимость» была открыта в начале нынешнего века голландским астрономом Э. Герцшпрунгом (1873—1967) и американским астрономом Г. Расселом (1877—1957) независимо друг от друга. Они обнаружили взаимосвязь между спектральными классами (или температурами) звезд и их светимостями. Эта зависимость представлена на диаграмме, где по горизонтальной оси отложены спектральные классы, а по вертикальной — светимости (или абсолютные звездные величины).
Каждая звезда соответствует точке на диаграмме, которая получила название диаграммы «спектр — светимость» или диаграммы Герцшпрунга — Рассела (Г — Р). Если бы спектральные классы и светимости звезд были независимыми характеристиками, то точки на диаграмме распределились бы произвольно. Однако они группируются в пределах нескольких последовательностей.
Главная последовательность включает подавляющее большинство звезд, простираясь от горячих сверхгигантов до холодных красных карликов. Заметно, что чем горячее звезда, тем выше ее светимость. Гиганты, сверхгиганты и белые карлики обособлены от главной последовательности в разных частях диаграммы.
Эта диаграмма показывает, что звезды одного спектрального класса имеют определенные светимости, и наоборот, звезды с определенной светимостью имеют определенную температуру. Она отражает важные закономерности в мире звезд и используется астрономами для изучения эволюции звезд.
2. Соотношение «масса — светимость». Существует также связь между массой звезды и ее светимостью, что наглядно представлено на соответствующей диаграмме. Видно, что с увеличением массы звезды, увеличивается и ее светимость. Подчеркивается, что светимость пропорциональна примерно четвертой степени массы звезды (L~m⁴).
3. Вращение звезд различных спектральных классов. Также изучено вращение звезд различных спектральных классов. Например, наше Солнце вращается вокруг своей оси, что можно обнаружить по перемещению деталей его фотосферы, таких как солнечные пятна. Некоторые звезды, особенно те, что относятся к спектральным классам О и В, вращаются с очень большой скоростью, превышающей скорость вращения Солнца в 100—200 раз.
