Все звезды различаются по массе и размерам, и астрономы обнаружили четкую взаимосвязь между массой звезды и ее светимостью. Эта взаимосвязь получила название «соотношение массы и светимости» (см. график ниже).

Чем массивнее звезда, тем выше ее изначальная светимость (абсолютная звездная величина).

Для расчета массы вновь открытой звезды астрономы сначала измеряют ее звездную величину и на ее основе рассчитывают с использованием расстояния ее светимость (абсолютную звездную величину). Затем кривая соотношения массы и светимости дает нам величину массы (см. таблицу 5). Звезды с высокими показателями массы обнаруживаются вблизи верхнего левого края на главной последовательности диаграммы Г-Р, звезды с малой массой тяготеют к нижнему правому краю. Р136а1, звезда в Большом Магеллановом Облаке, является самой массивной и самой яркой, обладающей самой большой светимостью из всех известных звезд. Она в 315 раз тяжелее нашего Солнца.

У астрономов также есть возможность вычислить размеры звезд на основе закона Стефана, названного так в честь физика Джозефа Стефана (1835–1893). Этот ученый обнаружил, что количество энергии, выделяемое горячим объектом за одну секунду, зависит от его размера и температуры. Что касается звезды, то нам известно, сколько энергии она излучает за одну секунду – это ее светимость. Температуру мы можем определить по ее цвету. Следовательно, нам не составит труда, используя закон Стефана, вычислить размер звезды.

Самая большая из известных звезд – звезда UY Щита. Обнаруженная в малом созвездии Щита, она, по оценкам ученых, имеет радиус, равный 1708 радиусам Солнца. Это означает, что она могла бы вместить в себя приблизительно 5 миллиардов Солнц. Если бы она оказалась на месте Солнца в нашей солнечной Системе, то ее поверхность простерлась бы до пространства между орбитами Юпитера и Сатурна.