Op een kraakheldere nacht zijn er met het blote oog ongeveer vierduizend sterren te zien. De meeste daarvan zijn heel zwak; sommige zijn echter zo helder dat ze zelfs vanuit het centrum van de grote stad goed zichtbaar zijn. Wie goed kijkt, ziet dat sterren niet allemaal dezelfde kleur hebben, en ontdekt ook veranderlijke sterren en dubbelsterren.
De helderheid van een ster is natuurlijk een schijnbare helderheid. Een klein, zwak sterretje dat dicht bij de zon staat, kan er even helder uitzien als een kolossale reuzenster op een afstand van duizend lichtjaar. Om de ware helderheid (de lichtkracht) van een ster te weten te komen, moet de afstand dus bekend zijn.
Halverwege de negentiende eeuw werd voor het eerst de afstand tot een ster gemeten. Sterrenkundigen voerden twee extreem nauwkeurige positiemetingen van de ster uit, met een tussenpoos van een half jaar. In die zes maanden heeft de aarde zich naar de andere kant van zijn baan verplaatst, over een afstand van 300 miljoen kilometer. Je ziet de ster dan dus in een iets andere richting. Dit parallax-effect kennen we ook uit het dagelijks leven: een lantaarnpaal lijkt zich ten opzichte van de horizon te verplaatsen wanneer we een stap opzij doen.
Inmiddels is van vele tienduizenden sterren nauwkeurig de afstand bekend. De dichtstbijzijnde ster (Alfa Centauri, een ster die vanuit Nederland helaas nooit zichtbaar is) staat op ruwweg veertig biljoen kilometer afstand van aarde en zon. Zelfs een lichtstraal, die een snelheid heeft van 300.000 kilometer per seconde, doet over die afstand meer dan vier jaar. Sterrenkundigen zeggen dan ook dat Alfa Centauri op 4,3 lichtjaar afstand staat. Een lichtjaar is dus geen tijdsaanduiding, maar een afstandsmaat.
De meeste sterren die wij ’s nachts aan de hemel zien staan, bevinden zich op afstanden van enkele tientallen of enkele honderden lichtjaren. Op kleinere afstanden zijn er gewoon niet zo veel; op grotere afstanden moet een ster wel heel helder zijn wil hij nog met het blote oog te zien zijn. De opvallende gordelsterren in het sterrenbeeld Orion staan op circa 1000 lichtjaar afstand, maar dat zijn dan ook enorm heldere reuzensterren.
De werkelijke lichtkracht van een ster is dus pas bekend wanneer ook de afstand bekend is. Maar de temperatuur van een ster kan gemakkelijk bepaald worden door naar de kleur van het uitgestraalde licht te kijken; daar hoef je de afstand niet voor te weten. Ruwweg kun je zeggen dat oranje en rode sterren koel zijn - hun oppervlaktetemperatuur bedraagt drie- à vierduizend graden. Gele en geelwitte sterren zoals de zon zijn heter: circa zes- à achtduizend graden. Witte en blauwwitte sterren zijn het heetst: hun oppervlaktetemperaatuur ligt tussen de tien- en vijftienduizend graden. Voor een nauwkeurige temperatuurbepaling moet de samenstelling van het sterlicht gedetailleerd onderzocht worden, maar ook zonder speciale apparatuur kun je dus al zien of een ster heel heet of juist betrekkelijk koel is.
Sommige sterren hebben overigens geen constante temperatuur, en ook geen constante helderheid. In een bepaalde levensfase is een ster instabiel, en begint hij periodiek te pulseren: hij zet uit, krimpt in, zet weer uit, enzovoorts. Die pulsperiode kan een paar dagen bedragen, maar bij grote, heldere sterren ook wel een paar weken. Een mooi voorbeeld van zo’n pulserende ster is Delta Cephei, in het sterrenbeeld Cepheus.
Andere sterren veranderen van helderheid doordat er een minder heldere begeleider omheen draait, die het licht van de hoofdster regelmatig afschermt. De ster Algol in het sterrenbeeld Perseus is een bekend voorbeeld van zo’n bedekkingsveranderlijke ster.
Bij Algol is de begeleider zelf niet te zien, ook niet met een krachtige telescoop. Er zijn echter ook dubbelsterren waarvan de twee componenten op een grotere onderlinge afstand staan. Met een telescoop of een verrekijker (en in sommige gevallen al met het blote oog) is dan te zien dat de ster in werkelijkheid uit twee lichtpuntjes bestaat.
De middelste ster in de staart van de Grote Beer, Mizar, is een bekende dubbelster die gemakkelijk met het blote oog te ‘scheiden’ is. De begeleider heet Alcor. Ook in het sterrenbeeld Lier, vlak bij de heldere ster Wega, bevindt zich een fraaie dubbelster: Epsilon Lyrae. Met een eenvoudige verrekijker zijn de twee componenten al te zien. Wie een telescoop gebruikt, ziet dat beide sterren zelf ook weer dubbel zijn. Epsilon Lyrae is dus eigenlijk een viervoudige ster!