Cuando vemos el cielo notamos que no todas las estrellas brillan con la misma intensidad. Esto se debe por un lado a que las estrellas están a distintas distancias del Sol, y por otro a que tienen distintas luminosidades. Desde las ciudades resulta dificil darse cuenta que las estrellas tienen además distintos colores. Los antiguos, que gozaban de un cielo mucho mas oscuro y estrellado se percataron que unas estrellas son notablemente rojas y otras son azules. Los astrónomos de hoy en dia miden con precisión la cantidad de luz que nos llega de cada estrella y la estudian separándola en distintos colores, principalmente el azul, amarillo y rojo. Gracias a modernos detectores optoelectrónicos pueden extender la escala de colores e incluir luz invisible al ojo humano, como el ultravioleta y el infrarrojo.
Un descubrimiento del siglo pasado es el de la llamada emisión de cuerpo negro. Un cuerpo negro, es por definición un objeto que absorbe toda la radiación que incide sobre él, emite luz de distinto color según cual sea su temperatura, independientemente de su composición. Si el objeto está a unos 3700 grados centigrados emite principalmente luz roja mientras que si está a 7000 grados emite luz azul. Este fenómeno se extiende mas alla del rango de percepción del ojo de forma que un objeto a 10000 grados emite luz ultravioleta. De hecho el cuerpo humano, a unos 37 grados de temperatura, así como todo objeto a temperatura ambiente, emite luz infrarroja.
Los astrónomos de principios de siglo comprendieron que este fenómeno era aplicable a las estrellas y que por lo tanto las estrellas rojas son mas frías que las azules. Nuestro Sol es una estrella amarilla con una temperatura en su superficie cercana a 5500 grados centigrados. Algunas estrellas alcanzan temperaturas de 50000 grados y emiten la mayor parte de su energía en forma de luz ultravioleta. En contraste las estrellas que los astrónomos catalogan como frías tienen temperaturas superficiales de 2000 grados centigrados.
En 1911 Ejnar Hertzprung, al estudiar estrellas agrupadas en cúmulos, notó que para la mayoría de las estrellas hay una relación directa entre estas dos cantidades: las estrellas azules, las mas calientes, son también las mas brillantes. Dos años mas tarde Henry Norris Russell encontró el mismo resultado para todas las estrellas cuya distancia al Sol ya era conocida. En la actualidad los astrónomos utilizan frecuentemente el diagrama color-luminosidad, hoy denominado diagrama de Hertzprung-Russell. Hemos aprendido que las estrellas permanecen en una zona de este diagrama, llamada ``la secuencia principal'', la mayor parte de su vida y que por eso vemos a la mayoría de las estrellas en esta secuencia. El Sol se haya actualmente en la secuencia principal y permanecera ahí alrededor de 10 000 millones de años.
Eventualmente el Sol entrará en una etapa de cambios drásticos: se volverá mucho mas grande y fría, abandonando la secuencia principal. Muy probablemente perderá buena parte de su gas arrojándolo en forma de una cáscara en expansión. Eventualmente quedará una estrella muy pequeña, apenas del tamaño de la Tierra, y muy caliente: una enana blanca. Con el tiempo ésta se irá enfriando y el Sol dejará de brillar.
El Sol es una estrella de tamaño mas bien pequeño. Las estrellas azules, que son las mas grandes, abandonan la secuencia principal en forma mucho mas violenta y eventualmente explotan brillando durante unas semanas tanto como 10 000 millones de soles. En esta explosión la mayor parte de su gas sale eyectado con velocidades de decenas de miles de kilómetros por segundo, mientras que en el centro queda una estrella de neutrones que contiene una masa un poco mayor a la del Sol en una esfera con un radio de tan solo 10 kilómetros. Creemos que para las estrellas inicialmente mas azules se puede llegar a formar un hoyo negro.
Si bien observamos una gran diversidad de tipos de estrellas, sabemos que algunas de ellas corresponden a distintas etapas de un mismo ciclo. Asi como al caminar por la ciudad vemos niños, jóvenes, adultos y ancianos, en el firmamento vemos estrellas en formación, en la secuencia principal, en etapas de rápida evolución y finalmente estrellas compactas como enanas blancas, estrellas de neutrones u hoyos negros. Las estrellas pasan por las distintas fases de un ciclo de vida: nacen, evolucionan y mueren.