Ejnar Hertzsprung, un astronomo danese, nacque l’8 ottobre 1873. Hertzsprung arrivò all’età astronomica proprio nel momento in cui Antonia Maury e Annie Jump Cannon all’Harvard College Observatory stavano pubblicando i risultati della loro classificazione spettroscopica delle stelle come parte dell’Henry Draper Memorial. La signorina Maury aveva stabilito che alcune delle stelle più rosse avevano spettri abbastanza diversi da altre stelle rosse, con linee di idrogeno nitide, e cercò di chiamare queste stelle di tipo c. Il suo capo, Edward Pickering, non avrebbe avuto niente di tutto questo e ha preferito un sistema lineare più semplice. Hertzsprung iniziò i suoi studi all’inizio del XX secolo e nel 1905 pubblicò un articolo, “Radiation from stars”, in una rivista fotografica tedesca, in cui sosteneva che Maury aveva ragione: c’erano due tipi di stelle rosse, alcune delle quali piccole e vicino, altre gigantesche, luminose e molto lontane. Hertzsprung aveva scoperto stelle nane e giganti. Nel 1908 scrisse Pickering e sostenne un sistema di classificazione più sofisticato, che consentisse a due stelle di avere la stessa temperatura ma avere dimensioni e luminosità diverse , ma Pickering non era convinto. Poiché il primo articolo di Hertzsprung è piuttosto scarso, mostriamo qui la prima pagina (seconda immagine). Si noti che menziona Maury e Cannon nella primissima frase.

La prima pagina dell’articolo di Hertzsprung, “On Radiazioni dalle stelle”, dove le stelle rosse giganti e nane rosse si distinguono per la prima volta, in Zeitschrift für wissenschaftliche Photographie , 1905 (Linda Hall Library)

Hertzsprung iniziò a studiare gli ammassi di stelle, come le Iadi e le Pleiadi, cercando di determinare la loro distanza in modo da poter fare stime accurate della loro vera luminosità e scoprì che, confrontando il colore e la magnitudine delle stelle nello stesso ammasso, c’erano correlazioni interessanti tra le due variabili: stelle dello stesso colore (tipo spettrale) tendevano ad avere magnitudini simili. Nel 1911 pubblicò i primissimi diagrammi in cui venivano confrontati graficamente il colore e la magnitudine dei gruppi di stelle. Ne vediamo uno nella nostra quarta immagine.

Copertina del numero di Publikationen des astrophysikalischen Observatoriums zu Potsdam, dove Hertzsprung pubblicò i primi diagrammi di tipo magnitudo-spettrale per le stelle, 1913 (Linda Hall Library)

Nel frattempo, negli Stati Uniti, anche Henry Norris Russell a Princeton aveva iniziato a confrontare il colore (tipo spettrale) e luminosità delle stelle, scoprendo che le stelle O e B (per usare il nuovo sistema di classificazione spettrale di Harvard) erano uniformemente molto luminose, le stelle F e G (come il nostro Sole) erano di luminosità media, e le stelle M e Le stelle R, le stelle rosse, erano (con alcune eccezioni, come aveva già scoperto Hertzsrpung) per niente molto luminose. Se si disegnano tutte le stelle con luminosità nota su una carta in cui la luminosità è la coordinata verticale e il tipo spettrale è la coordinata orizzontale, la maggior parte delle stelle si allinea su una diagonale inversa che va da sinistra in alto a destra in basso.

Diagramma che confronta magnitudine e colore (tipo spettrale) per le stelle nelle Pleiadi; sebbene la sua portata sia limitata, questo è davvero il primo diagramma delle risorse umane stampato, in un articolo di Hertzsprung in Publikationen des astrophysikalischen Observatoriums zu Potsdam, 1913 (Linda Hall Library)

Il diagramma di Russell sembrava essere uno schema molto utile per organizzare le stelle, e lo rivelò in una riunione congiunta dell’American Astronomical Society e dell’American Association for the Advancement of Science il 30 dicembre 1913. Il discorso fu poi pubblicato su Nature in tre numeri successivi che iniziano 30 aprile 1914; Il diagramma di Russell è apparso per la prima volta in stampa nel numero del 7 maggio (prima immagine). Sarebbe uno strumento eccezionalmente versatile per scoprire stelle NON normali, il che significa che non giacciono lungo la diagonale inversa che in seguito sarebbe stata chiamata sequenza principale.

Un moderno diagramma HR, raffigurante stelle della sequenza principale al centro, stelle giganti rosse in alto a destra e nane bianche in basso a sinistra (Wikimedia commons)

Quando si è appreso che Hertzsprung aveva già scoperto la relazione di tipo spettrale-luminosità per gli ammassi di Pleiadi e Iadi e aveva identificato le stelle giganti rosse anomale che occupano la parte superiore destra del grafico, è stato deciso di chiamare il nuovo diagramma diagramma Hertzsprung-Russell o, più comunemente, diagramma HR, ed è ampiamente utilizzato da oltre un secolo. Ogni studente di astronomia stellare incontra il diagramma H-R molto presto nei suoi studi. Ne mostriamo qui, oltre al primo diagramma H-R, uno moderno (quinta immagine).Le stelle giganti rosse scoperte da Hertzsprung sono in alto a destra, direttamente sopra le stelle nane rosse sulla sequenza principale che fu anche il primo a identificare. Le nane bianche in basso a sinistra furono identificate per la prima volta da Walter Sydney Adams nel 1914-15.

Ejnar Hertzsprung (a destra) e Karl Schwarzchild, fotografia, 1909 (deutschlandfunk.de)

Ci sono fotografie molto viste che presentano un giovane Ejnar Hertzsprung. Abbiamo trovato questo, scattato nel 1909, che mostra Hertzsprung, sulla destra, con il suo mentore, Karl Schwarzchild (sesta immagine).