Struttura ed evoluzione stellare
Analizzando la posizione che le stelle occupano sul diagramma HR, abbiamo notato che le stelle presentano proprietà assai diverse per quanto riguarda tempèratura superficiale, luminosità e raggio. Per studiare la loro struttura e l'evoluzione che esse subiscono nel tempo, dobbiamo però cercare quelle proprietà che tutte le stelle hanno in comune; in particolare non possiamo accorgerci nel breve corso della nostra esistenza che una stella invecchia.
L'evoluzione di una stella avviene su una scala di tempi lunghissima non solo rispetto alla vita umana, ma anche a quella di tutta la storia dell'umanità. Se un uomo primitivo osservasse il cielo oggi, non noterebbe alcuna differenza tra l'aspetto attuale di ciascuna stella e quello che aveva quando viveva nella sua caverna preistorica. Secondo l'esempio proposto dal grande astronomo inglese William Herschel (1738-1822), la posizione di colui che vuole studiare l'evoluzione stellare è simile a quella di un uomo che, non avendo mai visto un albero in vita sua, entra in una foresta, vi rimane un'ora e osservando che questa è formata di alberi di diverse dimensioni, dai giovani virgulti rigogliosi ai vecchi alberi cadenti o già seccati, tenta di ricostruire tutto il processo di evoluzione della vita delle piante. Nella sua ricerca questo uomo comincerà a studiare le proprietà che risultano essere comuni a tutti gli alberi, nonostante il loro diverso aspetto. Così si comporta l'astronomo che vuole studiare la struttura.
Tutte le osservazioni, di qualsiasi natura esse siano, ci permettono di raccogliere informazioni limitate ai soli strati estremamente superficiali di una stella: tutto quello che avviene al di sotto di questa sottile atmosfera lo si può dedurre soltanto per via teorica costruendo un opportuno modello e verificando che e proprietà superficiali di questo modello coincidano con quelle effettivamente osservate nelle stelle reali.