Ejnar Hertzsprung, en dansk astronom, blev født 8. oktober 1873. Hertzsprung kom af astronomisk alder på det tidspunkt, hvor Antonia Maury og Annie Jump Cannon ved Harvard College Observatory offentliggjorde resultaterne af deres spektroskopiske klassificering af stjernerne som en del af Henry Draper Memorial. Frøken Maury havde bestemt, at nogle af de rødere stjerner havde helt forskellige spektre fra andre røde stjerner, idet de havde skarpe brintlinjer, og hun forsøgte at kalde disse stjerner af c-typen. Hendes chef, Edward Pickering, ville ikke have noget af dette og foretrak et enklere lineært system. Hertzsprung begyndte sine egne studier i det tidlige 20. århundrede og offentliggjorde i 1905 en artikel, “Stråling fra stjerner”, i et tysk fotografisk tidsskrift, hvor han hævdede, at Maury havde ret – der var to slags røde stjerner, nogle af dem små og tæt, andre gigantiske, lysende og meget langt væk. Hertzsprung havde opdaget dværg- og kæmpestjerner. I 1908 skrev han Pickering og argumenterede for et mere sofistikeret klassificeringssystem, der gjorde det muligt for to stjerner at have den samme temperatur og alligevel have forskellige størrelser og lysstyrker , men Pickering var ikke overbevist. Da Hertzsprungs første papir er ret mangelfuld, viser vi her den første side (andet billede). Bemærk at han nævner Maury og Cannon i den første sætning.

Den første side i Hertzsprungs papir, “Om stråling fra stjerner”, hvor røde kæmpe og røde dværgstjerner først skelnes, i Zeitschrift für wissenschaftliche Photographie , 1905 (Linda Hall Library)

Hertzsprung begyndte at studere klynger af stjerner som Hyades og Plejaderne og forsøgte at bestemme deres afstand, så han kunne foretage nøjagtige estimater af deres sande lysstyrke, og han fandt ud af, at når han sammenlignede farven og størrelsen af stjerner i samme klynge, der var interessante sammenhænge mellem de to variabler – stjerner af samme farve (spektral type) havde tendens til at have lignende størrelser. I 1911 offentliggjorde han de allerførste diagrammer, hvor farven og størrelsen af stjernegrupper blev sammenlignet grafisk. Vi ser en af dem i vores fjerde billede.

Dækning af udgaven af Publikationen des astrophysikalischen Observatoriums zu Potsdam, hvor Hertzsprung offentliggjorde de første størrelses-spektrale typediagrammer for stjerner, 1913 (Linda Hall Library)

I mellemtiden var Henry Norris Russell i Princeton i USA også begyndt at sammenligne farven (spektral type) og stjernernes lysstyrke, idet de opdagede, at O- og B-stjernerne (for at bruge det nye Harvard-spektralklassifikationssystem) var ensartet meget lysende, F- og G-stjernerne (som vores sol) var af mellemlang lysstyrke, og M og R-stjerner, de røde stjerner, var (med nogle undtagelser, som Hertzsrpung allerede havde opdaget) overhovedet ikke særlig lysende. Hvis man tegner en oversigt over alle stjernerne med kendt lysstyrke på et kort, hvor lysstyrken er den lodrette koordinat, og spektraltypen er den vandrette koordinat, stiller de fleste af stjernerne sig på en omvendt diagonal, der løber fra øverste venstre til nederste højre.

Diagram, der sammenligner størrelsen og farven (spektral type) for stjerner i Plejaderne; skønt dets omfang er begrænset, er dette virkelig det første trykte HR-diagram i et papir fra Hertzsprung i Publikationen des astrophysikalischen Observatoriums zu Potsdam, 1913 (Linda Hall Library)

Russells diagram syntes at være et meget praktisk skema til organisering af stjernerne, og han afslørede det på et fælles møde mellem American Astronomical Society og American Association for the Advancement of Science den 30. december 1913. Foredraget blev derefter offentliggjort i Nature i tre på hinanden følgende emner, der begyndte 30. april 1914; Russells diagram dukkede først op i 7. maj (første billede). Det ville vise sig at være et usædvanligt alsidigt værktøj til at opdage stjerner, der IKKE er normale, hvilket betyder, at de ikke ligger langs den omvendte diagonal, som senere ville blive kaldt hovedsekvensen.

Et moderne HR-diagram, der viser stjernesekvenser over midten, røde kæmpestjerner øverst til højre og hvide dværge nederst til venstre (Wikimedia commons)

Da det blev oplyst, at Hertzsprung allerede havde opdaget lysstyrke-spektraltypeforholdet for Plejaderne og Hyades-klyngerne og havde identificeret de uregelmæssige røde kæmpestjerner, der indtager øverst til højre i grafen, blev besluttet at kalde det nye diagram et Hertzsprung-Russell-diagram eller mere almindeligt et HR-diagram, og det har været i udbredt anvendelse i over et århundrede nu. Enhver studerende i stjerneastronomi støder på HR-diagrammet meget tidligt i sine studier. Vi viser her, ud over det første HR-diagram, en moderne (femte billede).De røde kæmpestjerner, som Hertzsprung opdagede, er øverst til højre lige over de røde dværgstjerner på hovedsekvensen, som han også var den første til at identificere. De hvide dværge nederst til venstre blev først identificeret af Walter Sydney Adams i 1914-15.

Ejnar Hertzsprung (til højre) og Karl Schwarzchild, fotografi, 1909 (deutschlandfunk.de)

Der er meget udsigtsfotografier, der præsenterer en yngre Ejnar Hertzsprung. Vi fandt denne, taget i 1909, der viser Hertzsprung til højre med sin mentor, Karl Schwarzchild (sjette billede).