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Das Hertzsprung-Russell-Diagramm (kurz HRD) wurde von Ejnar Hertzsprung und Henry Norris Russell entwickelt und zeigt grob die Entwicklungsverteilung der Sterne. Dazu muss man die absolute Helligkeit gegen den Spektraltyp auftragen und erhält bei einer genügenden Anzahl von Eintragungen charakteristische linienartige Häufungen, eben das Hertzsprung-Russell-Diagramm.
Da der Spektraltyp grob mit der Temperatur des Sterns zusammenhängt, kann man das HRD auch als Temperatur-Leuchtkraft-Diagramm interpretieren.
Statt des Spektraltyps kann man auch den Farbenindex der Sterne auftragen, der ebenfalls ein Maß für Temperatur ist. Kennt man die Entfernung einer Sternengruppe oder eines Sternhaufens nicht, kann man auch die scheinbare Helligkeit benutzen, die sich für alle Mitglieder ja um den gleichen Betrag von der absoluten Helligkeit unterscheidet. Statt des HRD erhält man so das Farben-Helligkeits-Diagramm. Beide Diagramme übereinander gelegt ergeben die Entfernung eines Sternhaufens.
Das Diagramm zeigt die meisten Sterne in der Gegend der so genannten Hauptreihe (main sequence), daneben gibt es Zwergsterne (dwarfs) und Riesensterne (giants), Helle Riesen (bright giants) sowie Überriesen (supergiants).
Als Merksatz für die Spektralklassen der Sterne dient der Satz:
"O Be A Fine Girl Kiss Me Right Now": O B A F G K M R N.Die Sonne ist ein Stern der Spektralklasse G2.