| Diagramma H-R |
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La teoria dell'evoluzione stellare si è sviluppata nell'arco di un secolo partendo dal diagramma di Hertzsprung-Russell che resta un po' il cuore dei dati osservati. Gli astronomi hanno osservato che il 90% delle stelle va a disporsi sulla sequenza principale, mentre alcune stelle restano al di sopra (giganti e supergiganti rosse) e altre stanno al di sotto (nane bianche). In definitiva i dati osservati sono tutti qui, gli spettri delle stelle, la loro luminosità riportato sul diagramma HR che riporta appunto il colore in ascissa e la luminosità in ordinata.
Sulla base di questi dati astronomi e astrofisici hanno costruito un modello teorico secondo il quale le stelle nascono dalla condensazione di una nube cosmica che si conclude con l'innesto di una reazione nucleare che in qualche milione di anni brucia l'idrogeno della stella convertendolo in elio; quando la stella ha esaurito l'idrogeno, si espande raffreddandosi fino ad assumere un colore rosso (ricordiamo che dal punto di vista fisico il rosso è un colore freddo) e una grande luminosità dovuta alla grande estensione, diventando quindi una gigante rossa che brucia elio. Quando anche l'elio è esaurito la stella collassa su se stessa fino a divenire una nana bianca se non è troppo massiccia (massa < 1.4 solari, noto come il limite di Chandrasekhar) o una stella a neutroni (nana nera) se è molto massiccia.
Questo modello teorico si adatta molto bene ai dati osservati, dà una completa ed esauriente spiegazione del diagramma HR, ed in questo senso può dirsi confermato dalle osservazioni. Nessun astronomo ha però mai potuto osservare la trasformazione di una stella di sequenza principale in gigante rossa, o il collasso di una gigante rossa in nana bianca o pulsar, nè tanto meno misurare il tempo necessario per queste trasformazioni.
Sotto quest'ultimo punto di vista, quello dei tempi, la teoria dell'evoluzione stellare non ha per ovvi motivi potuto essere verificata sperimentalmente (un fatto in verità comune in astronomia: anche la teoria del big-bang non può ovviamente essere verificata sperimentalmente!!): i tempi stimati per l'evoluzione di una stella vanno quindi presi con una buona dose di elasticità!