ในทางดาราศาสตร์การจำแนกดาวฤกษ์คือการจำแนกดาวฤกษ์โดยพิจารณาจากลักษณะทางสเปกตรัม ของดาวฤกษ์ รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าจากดาวฤกษ์จะถูกวิเคราะห์โดยแยกรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าจากดาวฤกษ์ด้วยปริซึมหรือตะแกรงเลี้ยวเบนแสงเป็นสเปกตรัมที่แสดง สี รุ้งสลับกับเส้นสเปกตรัม เส้นสเปกตรัมแต่ละเส้นบ่งชี้ธาตุเคมีหรือโมเลกุล เฉพาะ โดยความเข้มของเส้นสเปกตรัมบ่งชี้ถึงความอุดมสมบูรณ์ของธาตุนั้นๆ ความเข้มของเส้นสเปกตรัมแต่ละเส้นจะแตกต่างกัน โดยส่วนใหญ่เกิดจากอุณหภูมิของโฟโตสเฟียร์แม้ว่าในบางกรณีจะมีความแตกต่างกันของความอุดมสมบูรณ์ที่แท้จริงก็ตามคลาสสเปกตรัมของดาวฤกษ์เป็นรหัสย่อที่สรุป สถานะ การแตกตัวเป็นไอออน เป็นหลัก ซึ่งให้การวัดเชิงวัตถุของอุณหภูมิของโฟโตสเฟียร์
ปัจจุบันดาวส่วนใหญ่ได้รับการจัดประเภทตามระบบ Morgan–Keenan (MK) โดยใช้ตัวอักษรO , B , A , F , G , KและMซึ่งเป็นลำดับจากดาวที่ร้อนที่สุด ( ประเภท O ) ไปจนถึงดาวที่เย็นที่สุด ( ประเภท M ) จากนั้นแต่ละคลาสของตัวอักษรจะถูกแบ่งย่อยโดยใช้หลักตัวเลข โดย0คือร้อนที่สุดและ9คือเย็นที่สุด (เช่น A8, A9, F0 และ F1 จะสร้างลำดับจากร้อนกว่าไปยังเย็นกว่า) ลำดับได้รับการขยายด้วยสามคลาสสำหรับดาวฤกษ์อื่นๆ ที่ไม่เข้ากับระบบคลาสสิก ได้แก่W , SและCวัตถุที่ไม่ใช่ดาวบางดวงก็ได้รับการกำหนดตัวอักษรด้วย ได้แก่DสำหรับดาวแคระขาวและL , TและYสำหรับดาวแคระน้ำตาล
ในระบบ MK จะมีการเพิ่ม คลาสความส่องสว่างให้กับคลาสสเปกตรัมโดยใช้ตัวเลขโรมันซึ่งขึ้นอยู่กับความกว้างของเส้นการดูดกลืนแสงบางส่วนในสเปกตรัมของดาว ซึ่งแตกต่างกันไปตามความหนาแน่นของบรรยากาศ และใช้เพื่อแยกแยะดาวฤกษ์ขนาดยักษ์จากดาวแคระ คลาสความส่องสว่าง 0หรือIa+ใช้สำหรับดาวฤกษ์ ขนาดยักษ์ คลาส Iสำหรับ ดาวฤกษ์ขนาด ยักษ์คลาส II สำหรับ ดาวฤกษ์ขนาดยักษ์ที่สว่างคลาส III สำหรับ ดาวฤกษ์ ขนาด ยักษ์ปกติคลาส IVสำหรับดาวฤกษ์ขนาด ยักษ์ย่อย คลาส Vสำหรับดาวฤกษ์ในแถบลำดับหลักคลาส sd (หรือVI ) สำหรับดาวฤกษ์ขนาดเล็กและคลาส D (หรือVII ) สำหรับดาวแคระขาวคลาสสเปกตรัมทั้งหมดของดวงอาทิตย์คือ G2V ซึ่งบ่งชี้ว่าเป็นดาวฤกษ์ในแถบลำดับหลักที่มีอุณหภูมิพื้นผิวประมาณ 5,800 K
คำอธิบายสีทั่วไปจะพิจารณาเฉพาะจุดสูงสุดของสเปกตรัมของดาวเท่านั้น อย่างไรก็ตาม ในความเป็นจริง ดาวฤกษ์จะแผ่รังสีในทุกส่วนของสเปกตรัม เนื่องจากสีสเปกตรัมทั้งหมดรวมกันปรากฏเป็นสีขาว สีที่ปรากฏจริงที่ตาของมนุษย์มองเห็นจึงสว่างกว่าที่คำอธิบายสีทั่วไปจะแสดงให้เห็นมาก ลักษณะของ "ความสว่าง" นี้บ่งชี้ว่าการกำหนดสีภายในสเปกตรัมแบบง่าย ๆ อาจทำให้เข้าใจผิดได้ หากไม่นับเอฟเฟกต์คอนทราสต์สีในแสงสลัว ในสภาพการรับชมทั่วไป จะไม่มีดาวสีเขียว น้ำเงินอมเขียว หรือม่วง ดาวแคระ "สีเหลือง"เช่นดวงอาทิตย์มีสีขาว ดาวแคระ"สีแดง"มีเฉดสีเหลือง/ส้มเข้ม และดาวแคระ "สีน้ำตาล"ไม่ได้ปรากฏเป็นสีน้ำตาลตามตัวอักษร แต่ในทางทฤษฎีแล้ว จะปรากฏเป็นสีแดงจาง ๆ หรือเทา/ดำสำหรับผู้สังเกตที่อยู่ใกล้เคียง
ระบบการจำแนกประเภทสมัยใหม่เรียกว่า การจำแนกประเภท มอร์แกน–คีแนน (MK) ดาวแต่ละดวงได้รับการกำหนดคลาสสเปกตรัม (จากการจำแนกประเภทสเปกตรัมฮาร์วาร์ดแบบเก่า ซึ่งไม่รวมความส่องสว่าง[1] ) และคลาสความส่องสว่างโดยใช้เลขโรมันตามที่อธิบายไว้ด้านล่าง ซึ่งก่อให้เกิดประเภทสเปกตรัมของดาว
ระบบการจำแนกดาวฤกษ์สมัยใหม่อื่นๆเช่นระบบ UBVมีพื้นฐานมาจากดัชนีสีซึ่งคือความแตกต่างที่วัดได้ในค่าความสว่างของสี สามค่าหรือ มากกว่า[2]ตัวเลขเหล่านี้มีป้ายกำกับ เช่น "U−V" หรือ "B−V" ซึ่งแสดงถึงสีที่ผ่านตัวกรองมาตรฐานสองตัว (เช่นU ltraviolet, B lue และV isual)
ระบบฮาร์วาร์ดเป็นรูปแบบการจำแนกประเภทแบบมิติเดียวโดยนักดาราศาสตร์แอนนี่ จัมพ์ แคนนอนซึ่งได้จัดลำดับและทำให้ระบบตัวอักษรเดิมง่ายขึ้นโดยเดรเปอร์ (ดูประวัติ) ดาวฤกษ์จะถูกจัดกลุ่มตามลักษณะสเปกตรัมโดยใช้ตัวอักษรเดี่ยวในตัวอักษร โดยอาจมีการแบ่งย่อยเป็นตัวเลขด้วยก็ได้ ดาวฤกษ์ในลำดับหลักมีอุณหภูมิพื้นผิวแตกต่างกันตั้งแต่ประมาณ 2,000 ถึง 50,000 Kในขณะที่ดาวฤกษ์ที่วิวัฒนาการมากขึ้น โดยเฉพาะดาวแคระขาวที่เพิ่งก่อตัวขึ้น อาจมีอุณหภูมิพื้นผิวสูงกว่า 100,000 K [3]ในทางกายภาพ ระดับต่างๆ จะบ่งบอกถึงอุณหภูมิของชั้นบรรยากาศของดาวฤกษ์ และโดยปกติจะจัดกลุ่มจากร้อนที่สุดไปจนถึงเย็นที่สุด
ระดับ | อุณหภูมิที่มีประสิทธิภาพ[4] [5] | ความเป็นสีสัมพันธ์กับเวกา[6] [7] [a] | ความเป็นสี ( D65 ) [8] [9] [6] [b] | มวลในลำดับหลัก[4] [10] ( มวลดวงอาทิตย์ ) | รัศมีลำดับหลัก[4] [10] ( รัศมีดวงอาทิตย์ ) | ความส่องสว่างในลำดับหลัก[4] [10] ( โบโลเมตริก ) | เส้น ไฮโดรเจน | เศษส่วนของ ดาวฤกษ์ในแถบลำดับหลัก ทั้งหมด [c] [11] |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
โอ้ | ≥ 33,000 ก. | สีฟ้า | สีฟ้า | ≥ 16 เดือน☉ | ≥ 6.6 ร☉ | ≥ 30,000 ลิตร☉ | อ่อนแอ | 0.00003% |
บี | 10,000–33,000 กิโล | สีขาวอมฟ้า | สีขาวอมน้ำเงินเข้ม | 2.1–16 เดือน☉ | 1.8–6.6 ร☉ | 25–30,000 ลิตร☉ | ปานกลาง | 0.12% |
เอ | 7,300–10,000 ก. | สีขาว | สีขาวอมฟ้า | 1.4–2.1 ม. ☉ | 1.4–1.8 ร☉ | 5–25 ลิตร☉ | แข็งแกร่ง | 0.61% |
เอฟ | 6,000–7,300 กิโล | สีเหลืองอมขาว | สีขาว | 1.04–1.4 ม. ☉ | 1.15–1.4 ร☉ | 1.5–5 ลิตร☉ | ปานกลาง | 3.0% |
จี | 5,300–6,000 ก. | สีเหลือง | สีเหลืองอมขาว | 0.8–1.04 ม. ☉ | 0.96–1.15 ร☉ | 0.6–1.5 ลิตร☉ | อ่อนแอ | 7.6% |
เค | 3,900–5,300 กิโล | ส้มอ่อน | ส้มอมเหลืองอ่อน | 0.45–0.8 ม. ☉ | 0.7–0.96 ร☉ | 0.08–0.6 ลิตร☉ | อ่อนแอมาก | 12% |
เอ็ม | 2,300–3,900 กิโล | สีส้มแดง | สีแดงอมส้มอ่อน | 0.08–0.45 ม. ☉ | ≤ 0.7 องศา☉ | ≤ 0.08 ลิตร☉ | อ่อนแอมาก | 76% |
วิธีช่วยจำทั่วไปสำหรับการจำลำดับของตัวอักษรประเภทสเปกตรัม จากร้อนที่สุดไปยังเย็นที่สุด คือ " O h, B e A F ine G uy/ G irl: K iss M e!" หรืออีกวิธีหนึ่งคือ " O ur B right A stronomers F requently G enerate K iller M nemonics!" [12]
สเปกตรัมคลาส O ถึง M รวมถึงคลาสเฉพาะอื่นๆ ที่กล่าวถึงในภายหลัง จะถูกแบ่งย่อยด้วยเลขอาหรับ (0–9) โดยที่ 0 หมายถึงดาวฤกษ์ที่ร้อนที่สุดในคลาสที่กำหนด ตัวอย่างเช่น A0 หมายถึงดาวฤกษ์ที่ร้อนที่สุดในคลาส A และ A9 หมายถึงดาวฤกษ์ที่เย็นที่สุด อนุญาตให้ใช้เลขเศษส่วนได้ ตัวอย่างเช่น ดาวฤกษ์Mu Normaeจัดอยู่ในประเภท O9.7 [13]ดวงอาทิตย์จัดอยู่ในประเภท G2 [14]
ข้อเท็จจริงที่ว่าการจำแนกประเภทดาวฤกษ์ตามแบบฮาร์วาร์ดระบุอุณหภูมิ พื้นผิวหรือ โฟโตสเฟียร์ (หรือแม่นยำกว่านั้นคืออุณหภูมิที่มีผล ) ยังไม่เป็นที่เข้าใจอย่างสมบูรณ์จนกระทั่งหลังจากการพัฒนา แม้ว่าในช่วงเวลาที่มี การกำหนด แผนภาพเฮิร์ตสปรัง-รัสเซลล์ ครั้งแรก (ภายในปี 1914) เรื่องนี้มักถูกสงสัยว่าเป็นความจริง[15]ในช่วงทศวรรษปี 1920 นักฟิสิกส์ชาวอินเดียMeghnad Sahaได้อนุมานทฤษฎีการแตกตัวเป็นไอออนโดยขยายแนวคิดที่รู้จักกันดีในเคมีกายภาพที่เกี่ยวข้องกับการแยกตัวของโมเลกุลไปสู่การแตกตัวเป็นไอออนของอะตอม ก่อนอื่นเขาจึงนำไปใช้กับโครโมสเฟียร์ของดวงอาทิตย์ จากนั้นจึงนำไปใช้กับสเปกตรัมของดาวฤกษ์[16]
นักดาราศาสตร์จากมหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ดเซซิเลีย เพย์นสาธิตให้เห็นว่าลำดับสเปกตรัมOBAFGKM นั้นเป็นลำดับของอุณหภูมิ [17]เนื่องจากลำดับการจำแนกประเภทมีมาก่อนความเข้าใจของเราว่าเป็นลำดับของอุณหภูมิ การวางสเปกตรัมลงในประเภทย่อยที่กำหนด เช่น B3 หรือ A7 จึงขึ้นอยู่กับการประมาณค่าความแรงของลักษณะการดูดกลืนในสเปกตรัมของดาวฤกษ์ (ซึ่งค่อนข้างเป็นอัตวิสัย) ดังนั้น ประเภทย่อยเหล่านี้จึงไม่ได้แบ่งออกอย่างเท่าเทียมกันเป็นช่วงที่แสดงได้ทางคณิตศาสตร์ใดๆ
การจำแนกสเปกตรัม Yerkesเรียกอีกอย่างว่าMKหรือ Morgan-Keenan (หรือเรียกอีกอย่างว่า MKK หรือ Morgan-Keenan-Kellman) [18] [19]ระบบจากอักษรย่อของผู้เขียน เป็นระบบการจำแนกสเปกตรัมดาวฤกษ์ที่วิลเลียม วิลสัน มอร์แกน ฟิลิป ซี. คีแนนและอีดิธ เคลแมนจากหอดูดาว Yerkesเป็น ผู้ริเริ่มในปี 1943 [20] โครงร่างการจำแนก สองมิติ ( อุณหภูมิและความส่องสว่าง ) นี้ใช้เส้นสเปกตรัมที่ไวต่ออุณหภูมิของดาวฤกษ์และแรงโน้มถ่วงพื้นผิวซึ่งเกี่ยวข้องกับความส่องสว่าง (ในขณะที่การจำแนกของฮาร์วาร์ดใช้เพียงอุณหภูมิพื้นผิวเท่านั้น) ต่อมาในปี 1953 หลังจากมีการแก้ไขรายการดาวฤกษ์มาตรฐานและเกณฑ์การจำแนกบางส่วน โครงร่างนี้จึงได้รับการตั้งชื่อว่า การจำแนก Morgan –KeenanหรือMK [21]ซึ่งยังคงใช้อยู่ในปัจจุบัน
ดาวที่มีความหนาแน่นมากกว่าและมีแรงโน้มถ่วงที่พื้นผิวสูงกว่าจะทำให้เกิดการขยายตัวของแรงดันในเส้นสเปกตรัมมากกว่า แรงโน้มถ่วงและแรงดันบนพื้นผิวของดาวฤกษ์ขนาดยักษ์ จึง ต่ำกว่าดาวแคระมาก เนื่องจากรัศมีของดาวฤกษ์ขนาดยักษ์นั้นมากกว่าดาวแคระที่มีมวลใกล้เคียงกันมาก ดังนั้น ความแตกต่างในสเปกตรัมจึงสามารถตีความได้ว่าเป็นผลจากความส่องสว่างและสามารถกำหนดระดับความส่องสว่างได้จากการตรวจสอบสเปกตรัมเท่านั้น
ความส่องสว่างมีระดับ ที่แตกต่าง กันหลายระดับดังแสดงในตารางด้านล่าง[22]
ระดับความส่องสว่าง | คำอธิบาย | ตัวอย่าง |
---|---|---|
0 หรือ Ia + | ยักษ์ใหญ่หรือกลุ่มดาวมหาอำนาจที่ส่องสว่างมาก | หงส์ OB2#12 – B3-4Ia+ [23] |
เอีย | มหาอำนาจยักษ์ใหญ่ที่ส่องสว่าง | Eta Canis Majoris – B5Ia [24] |
เอี๊ยบ | มหายักษ์เรืองแสงขนาดกลาง | แกมมา ไซกนี – F8Iab [25] |
อิบ | มหายักษ์ที่มีแสงส่องสว่างน้อยกว่า | ซีตา เปอร์เซอิ – B1Ib [26] |
ครั้งที่สอง | ยักษ์ใหญ่ที่สดใส | เบต้า เลปอริส – G0II [27] |
ที่สาม | ยักษ์ธรรมดา | อาร์คทูรัส – K0III [28] |
สี่ | ยักษ์ใหญ่ | แกมมา แคสสิโอเปีย – B0.5IVpe [29] |
วี | ดาวฤกษ์ในแถบลำดับหลัก (ดาวแคระ) | อาเคอร์นาร์ – B6Vep [26] |
sd ( คำนำหน้า ) หรือ VI | คนแคระ | HD 149382 – sdB5 หรือ B5VI [30] |
D ( คำนำหน้า ) หรือ VII | ดาวแคระขาว[d] | ฟาน มาเนน 2 – DZ8 [31] |
อนุญาตให้ใช้กรณีที่มีขอบเขตจำกัดได้ เช่น ดาวอาจเป็นดาวฤกษ์ประเภทซูเปอร์ไจแอนต์หรือดาวฤกษ์ประเภทไจแอนต์ที่สว่าง หรืออาจอยู่ในประเภทระหว่างดาวฤกษ์ประเภทซับไจแอนต์และดาวฤกษ์ประเภทลำดับหลัก ในกรณีเหล่านี้ จะใช้สัญลักษณ์พิเศษสองแบบ:
ตัวอย่างเช่น ดาวฤกษ์ที่จัดประเภทเป็น A3-4III/IV จะอยู่ในช่วงสเปกตรัมระหว่าง A3 และ A4 ในขณะที่เป็นดาวฤกษ์ยักษ์ใหญ่หรือดาวฤกษ์ยักษ์ใหญ่กว่า
นอกจากนี้ยังมีการใช้คลาสของดาวแคระอีกด้วย: VI สำหรับดาวแคระ (ดาวที่มีแสงส่องสว่างน้อยกว่าลำดับหลักเล็กน้อย)
ปัจจุบันนี้ ระดับความส่องสว่างตามชื่อคลาส VII (และบางครั้งอาจมีตัวเลขที่สูงกว่านั้น) ไม่ค่อยได้ใช้กับดาวแคระขาวหรือคลาส "ดาวแคระร้อนย่อย" เนื่องจากตัวอักษรอุณหภูมิของลำดับหลักและดาวฤกษ์ยักษ์ไม่ใช้กับดาวแคระขาวอีกต่อไป
บางครั้ง อักษรaและbจะถูกใช้กับระดับความส่องสว่างอื่นๆ นอกเหนือจากดาวยักษ์ใหญ่ เช่น ดาวฤกษ์ยักษ์ที่มีความสว่างน้อยกว่าปกติเล็กน้อยอาจได้รับระดับความส่องสว่างเป็น IIIb ในขณะที่ระดับความส่องสว่างเป็น IIIa แสดงถึงดาวฤกษ์ที่สว่างกว่าดาวยักษ์ใหญ่ทั่วไปเล็กน้อย[32]
ดาวฤกษ์ประเภท V สุดขั้วที่มีการดูดกลืนแสงสูงในเส้นสเปกตรัม He II λ4686 ได้รับ การกำหนดให้เป็น Vzตัวอย่างดาวฤกษ์คือHD 93129 B [ 33]
การตั้งชื่อเพิ่มเติมในรูปแบบตัวอักษรพิมพ์เล็กสามารถใช้ตามประเภทสเปกตรัมเพื่อระบุลักษณะเฉพาะของสเปกตรัมได้[34]
รหัส | ลักษณะเฉพาะของสเปกตรัมของดวงดาว |
---|---|
- | ค่าสเปกตรัมที่ไม่แน่นอน[22] |
- | ลักษณะเฉพาะของสเปกตรัมที่ยังไม่สามารถอธิบายได้มีอยู่ |
- | ความพิเศษเฉพาะ |
คอมพ์ | สเปกตรัมคอมโพสิต[35] |
อี | เส้นการปล่อยมลพิษที่ปรากฏ[35] |
[อี] | มีท่อปล่อย "ห้าม"อยู่ |
เอ่อ | "จุดศูนย์กลางของเส้นการปล่อยรังสีที่ "กลับด้าน" อ่อนแอกว่าขอบ |
สมการ | เส้นการปล่อยมลพิษที่มีโปรไฟล์ P Cygni |
ฉ | การแผ่รังสี N III และฮีเลียม II [22] |
ฉ* | N IV 4058Å แข็งแกร่งกว่า สาย N III 4634Å, 4640Å และ 4642Å [36] |
เอฟ+ | Si IV 4089Å และ 4116Å ถูกปล่อยออกมา นอกเหนือจากสาย N III [36] |
ฟ? | สายการปล่อย C III 4647–4650–4652Å ที่มีความแข็งแกร่งเทียบเท่ากับสาย N III [37] |
(ฉ) | การปล่อย N III การขาดหรือการดูดซับที่อ่อนแอของ He II |
(เอฟ+) | [38] |
((ฉ)) | แสดงการดูดซับ He II ที่แข็งแกร่งพร้อมกับการปล่อย N III ที่อ่อนแอ[39] |
((ฉ*)) | [38] |
ชม. | ดาว WR ที่มีเส้นการแผ่รังสีไฮโดรเจน[40] |
ฮ่า | ดาว WR ที่มีไฮโดรเจนปรากฏให้เห็นทั้งในการดูดกลืนและการแผ่รังสี[40] |
เขาสัปดาห์ | เส้นฮีเลียมอ่อน |
เค | สเปกตรัมที่มีคุณสมบัติการดูดกลืนระหว่างดวงดาว |
ม. | คุณสมบัติของโลหะที่ได้รับการปรับปรุง[35] |
น | การดูดกลืนแบบกว้าง ("เนบิวลา") เนื่องจากการหมุน[35] |
เอ็นเอ็น | คุณสมบัติการดูดซึมที่กว้างมาก[22] |
เนบ | สเปกตรัมของเนบิวลาผสมอยู่ใน[35] |
พี | ลักษณะพิเศษที่ไม่ระบุดาวประหลาด[e] [35] |
พีคิว | สเปกตรัมที่แปลกประหลาด คล้ายกับสเปกตรัมของโนวา |
คิว | โปรไฟล์ P Cygni |
ส | เส้นดูดกลืนแคบ ("คม") [35] |
เอสเอส | เส้นแคบมาก |
ช | คุณสมบัติของเชลล์สตาร์[35] |
วาร์ | คุณสมบัติสเปกตรัมแปรผัน[35] (บางครั้งย่อเป็น "v") |
วอลล์ | เส้นอ่อน[35] (รวมถึง "w" และ "wk") |
สัญลักษณ์ ธาตุ | เส้นสเปกตรัมที่แรงผิดปกติของธาตุที่ระบุ[35] |
ซี | บ่งชี้เส้นฮีเลียมไอออนที่แรงผิดปกติที่468.6 นาโนเมตร [33] |
ตัวอย่างเช่น59 Cygniถูกระบุเป็นสเปกตรัมประเภท B1.5Vnne [41]ซึ่งบ่งชี้สเปกตรัมที่มีการจำแนกประเภททั่วไปเป็น B1.5V เช่นเดียวกับเส้นการดูดกลืนที่กว้างมากและเส้นการแผ่รังสีบางเส้น
เหตุผลที่การเรียงลำดับตัวอักษรที่แปลกในหมวดหมู่ของฮาร์วาร์ดนั้นมีเหตุผลทางประวัติศาสตร์ เนื่องจากวิวัฒนาการมาจากคลาส Secchi ในยุคก่อนๆ และได้มีการปรับปรุงแก้ไขอย่างต่อเนื่องตามความเข้าใจที่มากขึ้น
ในช่วงทศวรรษปี 1860 และ 1870 นักสเปกโตรสโคปีดาวฤกษ์ผู้บุกเบิกอย่างAngelo Secchiได้สร้างคลาส Secchi ขึ้น เพื่อจำแนกสเปกตรัมที่สังเกตได้ ในปี 1866 เขาได้พัฒนาสเปกตรัมดาวฤกษ์ได้สามคลาสดังแสดงในตารางด้านล่าง[42] [43] [44]
ในช่วงปลายทศวรรษปี 1890 การจำแนกประเภทนี้เริ่มถูกแทนที่ด้วยการจำแนกประเภทฮาร์วาร์ด ซึ่งจะกล่าวถึงในส่วนที่เหลือของบทความนี้[45] [46] [47]
หมายเลขชั้นเรียน | คำอธิบายคลาสเซคชิ |
---|---|
เซคกี้ คลาส 1 | ดาวสีขาวและสีน้ำเงินที่มี เส้นไฮโดรเจนหนาและกว้างเช่นดาวเวกาและดาวอัลแตร์ซึ่งรวมถึงดาวคลาส A ในปัจจุบันและดาวคลาส F ในยุคแรกๆ |
เซคกี้ คลาส I (ซับไทป์โอไรออน) | ประเภทย่อยของดาวประเภท Secchi คลาส I ที่มีเส้นแคบแทนที่แถบกว้าง เช่นRigelและBellatrixในแง่ของสมัยใหม่ นี่สอดคล้องกับดาวประเภท B ในยุคแรกๆ |
เซคกี้ คลาส II | ดาวสีเหลือง – ไฮโดรเจนมีความแข็งแรงน้อยกว่าแต่มีเส้นโลหะที่เห็นได้ชัด เช่นดวงอาทิตย์ ดาวอา ร์ คตูรัสและดาวคาเพลลาซึ่งรวมถึงดาวคลาส G และ K ในปัจจุบัน รวมถึงดาวคลาส F ในภายหลัง |
ชั้นเซคกี้ 3 | ดาวสีส้มถึงแดงที่มีแถบสเปกตรัมที่ซับซ้อน เช่นดาวเบเทลจุสและดาวแอนทาเรสซึ่ง สอดคล้องกับคลาส M ในปัจจุบัน |
เซคกี้ชั้น 4 | ในปี พ.ศ. 2411 เขาค้นพบดาวคาร์บอนซึ่งเขาจัดเข้าเป็นกลุ่มที่ชัดเจน: [48] ดาวสีแดงที่มี แถบและเส้น คาร์บอน ที่สำคัญ ซึ่งสอดคล้องกับคลาส C และ S ในปัจจุบัน |
เซคกี้ คลาส 5 | ในปี พ.ศ. 2420 เขาได้เพิ่มคลาสที่ห้า: [49] ดาวฤกษ์ ในสายการปลดปล่อยเช่นแกมมา แคสสิโอเปียและเชเลียกซึ่งอยู่ในคลาส Be สมัยใหม่ ในปี พ.ศ. 2434 เอ็ดเวิร์ด ชาร์ลส์ พิคเคอริง เสนอว่าคลาส V ควรสอดคล้องกับคลาส O สมัยใหม่ (ซึ่งรวมถึงดาววูล์ฟ–เรเยต์ ในขณะนั้น ) และดาวฤกษ์ภายในเนบิวลาดาวเคราะห์[50] |
ตัวเลขโรมันที่ใช้สำหรับคลาส Secchi ไม่ควรสับสนกับตัวเลขโรมันที่ไม่เกี่ยวข้องกันเลยซึ่งใช้สำหรับคลาสการส่องสว่างของ Yerkes และคลาสดาวนิวตรอนที่เสนอ
เซคชี่ | เดรปเปอร์ | ความคิดเห็น |
---|---|---|
ฉัน | เอ , บี , ซี, ดี | สายไฮโดรเจนเด่น |
ครั้งที่สอง | อี, เอฟ , จี , เอช, ไอ, เค , แอล | |
ที่สาม | เอ็ม | |
สี่ | เอ็น | ไม่ปรากฎอยู่ในรายการ |
วี | โอ้ | รวมสเปกตรัม Wolf–Rayet พร้อมเส้นที่สดใส |
วี | พี | เนบิวลาดาวเคราะห์ |
คิว | สเปกตรัมอื่น ๆ | |
ชั้นเรียนที่ส่งต่อไปยังระบบ MK จะแสดงเป็นตัวหนา |
ในช่วงทศวรรษ 1880 นักดาราศาสตร์Edward C. Pickeringเริ่มทำการสำรวจสเปกตรัมของดาวฤกษ์ที่หอดูดาว Harvard Collegeโดยใช้หลักการปริซึมเชิงวัตถุ ผลงานชิ้นแรกของงานนี้คือDraper Catalogue of Stellar Spectraซึ่งตีพิมพ์ในปี 1890 Williamina Flemingได้จัดประเภทสเปกตรัมส่วนใหญ่ในแคตตาล็อกนี้ และได้รับการยกย่องว่าสามารถจัดประเภทดาวเด่นได้กว่า 10,000 ดวง และค้นพบโนวา 10 ดวง รวมถึงดาวแปรแสงมากกว่า 200 ดวง[53]ด้วยความช่วยเหลือของคอมพิวเตอร์ HarvardโดยเฉพาะWilliamina Flemingจึงได้มีการคิดค้นแคตตาล็อก Henry Draper ฉบับแรกขึ้นมาเพื่อแทนที่รูปแบบตัวเลขโรมันที่ Angelo Secchi จัดทำขึ้น[54]
แคตตาล็อกใช้รูปแบบที่คลาส Secchi ที่ใช้ก่อนหน้านี้ (I ถึง V) ถูกแบ่งย่อยเป็นคลาสที่เฉพาะเจาะจงมากขึ้นโดยใช้ตัวอักษรตั้งแต่ A ถึง P นอกจากนี้ ตัวอักษร Q ยังใช้สำหรับดาวที่ไม่เข้าคลาสอื่น[51] [52]เฟลมมิงทำงานร่วมกับพิคเคอริงเพื่อแยกความแตกต่างระหว่างคลาสต่างๆ 17 คลาสโดยอิงจากความเข้มของเส้นสเปกตรัมไฮโดรเจน ซึ่งทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในความยาวคลื่นที่แผ่ออกมาจากดาวและส่งผลให้สีที่ปรากฏแตกต่างกัน สเปกตรัมในคลาส A มีแนวโน้มที่จะสร้างเส้นการดูดกลืนไฮโดรเจนที่แรงที่สุดในขณะที่สเปกตรัมในคลาส O แทบจะไม่สร้างเส้นที่มองเห็นได้เลย ระบบตัวอักษรแสดงการลดลงอย่างค่อยเป็นค่อยไปของการดูดกลืนไฮโดรเจนในคลาสสเปกตรัมเมื่อเลื่อนลงมาตามตัวอักษร ระบบการจำแนกประเภทนี้ได้รับการแก้ไขในภายหลังโดยแอนนี่ จัมพ์ แคนนอนและแอนโทเนีย มอรีเพื่อสร้างรูปแบบการจำแนกสเปกตรัมของฮาร์วาร์ด[53] [55]
ในปี พ.ศ. 2440 นักดาราศาสตร์อีกคนหนึ่งของมหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ด แอนโทเนีย มอรีได้จัดประเภทย่อยของดาวนายพรานในกลุ่มดาวเซคชีคลาส I ไว้เหนือประเภทอื่นๆ ในกลุ่มดาวเซคชีคลาส I จึงทำให้ประเภท B ในปัจจุบันอยู่เหนือกว่าประเภท A ในปัจจุบัน เธอเป็นคนแรกที่ทำเช่นนี้ แม้ว่าจะไม่ได้ใช้ประเภทสเปกตรัมที่มีตัวอักษร แต่ใช้ชุดประเภท 22 ประเภทที่นับจาก I–XXII [56] [57]
กลุ่ม | สรุป |
---|---|
ฉัน–วี | รวมถึงดาวประเภท 'นายพราน' ที่แสดงให้เห็นความแข็งแกร่งที่เพิ่มขึ้นในสายการดูดซับไฮโดรเจนจากกลุ่ม I ถึงกลุ่ม V |
6. หก | ทำหน้าที่เป็นตัวกลางระหว่างกลุ่ม 'ประเภทโอไรออน' และกลุ่มประเภทเซคชี I |
VII−XI | เป็นดาวประเภท 1 ของเซคชี ซึ่งมีความเข้มข้นลดลงในเส้นการดูดซับไฮโดรเจนจากกลุ่ม VII−XI |
XIII-XVI สิบสาม | รวมถึงดาวประเภท Secchi 2 ที่มีเส้นการดูดซับไฮโดรเจนลดลงและเส้นโลหะประเภทดวงอาทิตย์เพิ่มขึ้น |
สิบเจ็ด–ยี่สิบ | รวมถึงดาวประเภท Secchi 3 ที่มีเส้นสเปกตรัมเพิ่มขึ้น |
21 ปี | รวมเซคกี้ประเภท 4 ดาว |
ยี่สิบสอง | รวมถึงดาว Wolf–Rayet |
เนื่องจากการแบ่งกลุ่มตัวเลขโรมัน 22 กลุ่มไม่ได้คำนึงถึงการเปลี่ยนแปลงเพิ่มเติมในสเปกตรัม จึงได้มีการแบ่งเพิ่มเติมอีก 3 กลุ่มเพื่อระบุความแตกต่างให้ชัดเจนยิ่งขึ้น โดยเพิ่มตัวอักษรพิมพ์เล็กเพื่อแยกความแตกต่างระหว่างลักษณะเส้นที่สัมพันธ์กันในสเปกตรัม เส้นต่างๆ ถูกกำหนดดังนี้: [58]
Antonia Maury เผยแพร่แคตตาล็อกการจำแนกดาวของเธอเองในปี 1897 ชื่อว่า "Spectra of Bright Stars Photographed with the 11 inch Draper Telescope as Part of the Henry Draper Memorial" ซึ่งประกอบด้วยภาพถ่าย 4,800 ภาพและการวิเคราะห์ดาวฤกษ์ทางเหนือที่สว่าง 681 ดวงของ Maury นี่เป็นครั้งแรกที่มีผู้หญิงคนหนึ่งได้รับเครดิตสำหรับสิ่งพิมพ์ของหอดสังเกตการณ์[59]
ในปี 1901 แอนนี่ จัมพ์ แคนนอนได้กลับมาใช้ตัวอักษรแบบเดิมอีกครั้ง แต่ได้ละทิ้งตัวอักษรทั้งหมด ยกเว้น O, B, A, F, G, K, M และ N ที่ใช้ตามลำดับนั้น รวมถึง P สำหรับเนบิวลาดาวเคราะห์ และ Q สำหรับสเปกตรัมที่แปลกประหลาดบางชนิด เธอยังใช้ตัวอักษรแบบ B5A สำหรับดาวที่อยู่กึ่งกลางระหว่างตัวอักษรแบบ B และ A, F2G สำหรับดาวที่อยู่ห่างออกไปหนึ่งในห้าของระยะทางจาก F ไปยัง G และอื่นๆ[60] [61]
ในที่สุด ในปี 1912 แคนนอนได้เปลี่ยนประเภท B, A, B5A, F2G เป็นต้น เป็น B0, A0, B5, F2 เป็นต้น[62] [63]โดยพื้นฐานแล้วนี่คือรูปแบบที่ทันสมัยของระบบการจำแนกของฮาร์วาร์ด ระบบนี้ได้รับการพัฒนาผ่านการวิเคราะห์สเปกตรัมบนแผ่นถ่ายภาพ ซึ่งสามารถแปลงแสงที่เปล่งออกมาจากดวงดาวให้เป็นสเปกตรัมที่อ่านได้[64]
ระบบการจำแนกความส่องสว่างที่เรียกว่าระบบเมาท์วิลสัน ถูกใช้เพื่อแยกแยะความแตกต่างระหว่างดาวที่มีความส่องสว่างต่างกัน[65] [66] [67]ระบบการแสดงสัญลักษณ์นี้ยังคงพบเห็นได้ในสเปกตรัมสมัยใหม่เป็นบางครั้ง[68]
ระบบการจำแนกประเภทดาวเป็นการจัดหมวดหมู่ตามอนุกรมวิธานโดยอิงตามตัวอย่างประเภทซึ่งคล้ายกับการจำแนกประเภทสปีชีส์ในทางชีววิทยาโดยหมวดหมู่ต่างๆ ถูกกำหนดโดยดาวมาตรฐานหนึ่งดวงหรือมากกว่าสำหรับแต่ละหมวดหมู่และหมวดหมู่ย่อย โดยมีคำอธิบายที่เกี่ยวข้องกับลักษณะเด่นที่แตกต่างกัน[69]
ดาวฤกษ์มักถูกเรียกว่า ประเภทดาวฤกษ์ ช่วงต้นหรือช่วงปลาย "ช่วงต้น" เป็นคำพ้องความหมายกับคำว่า " ร้อนกว่า " ในขณะที่ "ช่วงปลาย" เป็นคำพ้องความหมายกับคำว่า " เย็นกว่า "
ขึ้นอยู่กับบริบท คำว่า "เร็ว" และ "ช้า" อาจเป็นคำสัมบูรณ์หรือสัมพันธ์กัน "เร็ว" ในฐานะคำสัมบูรณ์จึงหมายถึงดาว O หรือ B และอาจรวมถึงดาว A ด้วย เมื่ออ้างอิงถึงสัมพันธ์กัน คำนี้จะหมายถึงดาวที่ร้อนกว่าดวงอื่น เช่น "K เร็ว" อาจเป็น K0, K1, K2 และ K3
คำว่า "Late" ใช้ในลักษณะเดียวกัน โดยการใช้คำโดยไม่มีเงื่อนไขบ่งชี้ถึงดาวที่มีประเภทสเปกตรัมเช่น K และ M แต่ยังสามารถใช้กับดาวที่มีอุณหภูมิเย็นเมื่อเทียบกับดาวดวงอื่นๆ ได้ เช่น การใช้คำว่า "late G" เพื่ออ้างถึง G7, G8 และ G9
ในความหมายสัมพัทธ์ "เร็ว" หมายถึง ตัวเลขอาหรับที่ต่ำกว่าตามตัวอักษรคลาส และ "ช้า" หมายถึง ตัวเลขที่สูงกว่า
คำศัพท์ที่คลุมเครือนี้สืบทอดมาจากแบบจำลองวิวัฒนาการของดวงดาว ในช่วงปลายศตวรรษที่ 19 ซึ่งสันนิษฐานว่าดาวฤกษ์ได้รับพลังงานจากการหดตัวเนื่องจากแรงโน้มถ่วงผ่านกลไกเคลวิน-เฮล์มโฮลทซ์ซึ่งปัจจุบันทราบแล้วว่าไม่สามารถนำไปใช้กับดาวฤกษ์ในแถบลำดับหลักได้ หากเป็นเช่นนั้น ดาวฤกษ์จะเริ่มต้นชีวิตเป็นดาวฤกษ์ประเภท "ต้น" ที่ร้อนมาก จากนั้นจึงค่อยๆ เย็นตัวลงเป็นดาวฤกษ์ประเภท "ปลาย" กลไกนี้ทำให้ดวงอาทิตย์ มีอายุ น้อยกว่าที่สังเกตได้ในบันทึกทางธรณีวิทยา มาก และล้าสมัยไปแล้วเมื่อมีการค้นพบว่าดาวฤกษ์ได้รับพลังงานจากปฏิกิริยาฟิวชันนิวเคลียร์ [ 70]คำว่า "ต้น" และ "ปลาย" ถูกนำมาใช้ต่อ แม้ว่าแบบจำลองที่ใช้เป็นพื้นฐานจะล้มเหลวไปแล้วก็ตาม
ดาวประเภท O มีความร้อนสูงมากและส่องสว่างมาก โดยส่วนใหญ่แผ่รังสีในช่วงอัลตราไวโอเลตดาวประเภทนี้เป็นดาวฤกษ์ในแถบลำดับหลักที่หายากที่สุดดาวฤกษ์ประเภท O มี ประมาณ 1 ใน 3,000,000 ดวง (0.00003%) ของดาวฤกษ์ในแถบลำดับหลักใน บริเวณดวงอาทิตย์[c] [11] ดาวฤกษ์ที่มีมวลมากที่สุดบาง ดวง อยู่ในกลุ่มสเปกตรัมนี้ ดาวฤกษ์ประเภท O มักจะมีสภาพแวดล้อมที่ซับซ้อนซึ่งทำให้การวัดสเปกตรัมทำได้ยาก
สเปกตรัมประเภท O เดิมถูกกำหนดโดยอัตราส่วนของความเข้มของHe II λ4541 เทียบกับ He I λ4471 โดยที่ λ คือความยาวคลื่น ของรังสี สเปกตรัมประเภท O7 ถูกกำหนดให้เป็นจุดที่ความเข้มทั้งสองเท่ากัน โดยเส้น He I จะอ่อนลงเมื่อเข้าใกล้สเปกตรัมประเภทก่อนหน้า ตามคำจำกัดความ ประเภท O3 คือจุดที่เส้นดังกล่าวหายไปโดยสิ้นเชิง แม้ว่าจะสามารถมองเห็นได้เลือนลางมากด้วยเทคโนโลยีสมัยใหม่ก็ตาม ด้วยเหตุนี้ คำจำกัดความสมัยใหม่จึงใช้อัตราส่วนของ เส้น ไนโตรเจน N IV λ4058 ต่อ N III λλ4634-40-42 [71]
ดาวประเภท O มีเส้นการดูดกลืนและบางครั้งปล่อยรังสีออกมาเป็นส่วนใหญ่สำหรับ เส้น ฮีเลียม II เส้นไอออนที่โดดเด่น ( Si IV, O III, N III และC III) และ เส้น ฮีเลียม ที่เป็นกลาง ซึ่งเพิ่มความเข้มข้นจาก O5 ถึง O9 และเส้นไฮโดรเจนบัลเมอร์ ที่โดดเด่น แม้ว่าจะไม่แข็งแกร่งเท่ากับดาวประเภทหลังๆ ดาวประเภท O ที่มีมวลมากกว่าจะไม่สามารถรักษาชั้นบรรยากาศไว้ได้มากนักเนื่องจากลมดาวฤกษ์ มีความเร็วสูงมาก ซึ่งอาจถึง 2,000 กม./วินาที เนื่องจากดาวประเภทนี้มีมวลมาก จึงมีแกนที่ร้อนมากและเผาผลาญเชื้อเพลิงไฮโดรเจนอย่างรวดเร็ว ดังนั้นดาวประเภทนี้จึงเป็นดาวกลุ่มแรกที่ออกจากลำดับ หลัก
เมื่อแผนการจำแนกประเภท MKK ถูกอธิบายครั้งแรกในปี 1943 ชนิดย่อยของคลาส O ที่ใช้มีเพียง O5 ถึง O9.5 เท่านั้น[72]แผนการ MKK ได้รับการขยายไปยัง O9.7 ในปี 1971 [73]และ O4 ในปี 1978 [74]และแผนการจำแนกประเภทใหม่ที่เพิ่มประเภท O2, O3 และ O3.5 ก็ได้ถูกนำมาใช้ในเวลาต่อมา[75]
มาตรฐานสเปกตรัม: [69]
ดาวประเภท B มีความสว่างมากและมีสีน้ำเงิน สเปกตรัมของดาวประเภทนี้มีเส้นฮีเลียมเป็นกลาง ซึ่งเด่นชัดที่สุดในกลุ่มย่อย B2 และเส้นไฮโดรเจนปานกลาง เนื่องจากดาวประเภท O และ Bมีพลังงานสูง จึงมีอายุการใช้งานสั้น ดังนั้น เนื่องจากความน่าจะเป็นของปฏิสัมพันธ์ทางจลนศาสตร์ในช่วงอายุขัยของดาวประเภทนี้ต่ำ จึงไม่สามารถเคลื่อนที่ไปไกลจากบริเวณที่ก่อตัวได้ ยกเว้นดาวฤกษ์ที่เคลื่อนที่หนี
การเปลี่ยนผ่านจากคลาส O ไปเป็นคลาส B เดิมทีถูกกำหนดให้เป็นจุดที่He II λ4541 หายไป อย่างไรก็ตาม ด้วยอุปกรณ์ที่ทันสมัย เส้นดังกล่าวยังคงปรากฏให้เห็นในดาวฤกษ์ประเภท B ยุคแรก ปัจจุบัน ดาวฤกษ์ในลำดับหลัก คลาส B ถูกกำหนดโดยความเข้มของสเปกตรัม He I โดยความเข้มสูงสุดสอดคล้องกับคลาส B2 สำหรับดาวฤกษ์ยักษ์ใหญ่ จะใช้เส้นซิลิกอนแทน เส้น Si IV λ4089 และ Si III λ4552 บ่งบอกถึง B ยุคแรก ในช่วงกลางของ B ความเข้มของสเปกตรัมหลังเมื่อเทียบกับความเข้มของ Si II λλ4128-30 เป็นลักษณะเฉพาะ ในขณะที่ช่วงปลายของ B ความเข้มของ Mg II λ4481 เมื่อเทียบกับความเข้มของ He I λ4471 [71]
ดาวเหล่านี้มักพบในกลุ่มดาว OB ที่เป็นต้นกำเนิด ซึ่งเกี่ยวข้องกับกลุ่มเมฆโมเลกุล ขนาดยักษ์ กลุ่มดาวนายพราน OB1 ครอบคลุมพื้นที่ส่วนใหญ่ของแขนก้นหอยของทางช้างเผือกและประกอบด้วยดาวฤกษ์ที่สว่างกว่าจำนวนมากในกลุ่มดาวนายพราน ดาวฤกษ์ในแถบลำดับหลักประมาณ 1 ใน 800 ดวง (0.125%) ในละแวกดวงอาทิตย์เป็น ดาวฤกษ์ประเภท B ใน แถบลำดับหลัก[c] [11]ดาวฤกษ์ประเภท B พบได้ค่อนข้างน้อย และดาวที่อยู่ใกล้ที่สุดคือดาวเรกูลัส ซึ่งอยู่ห่างออกไปประมาณ 80 ปีแสง[76]
ดาวฤกษ์ ขนาดใหญ่แต่ไม่ใช่ ดาวฤกษ์ ยักษ์ใหญ่ที่เรียกว่าดาว Beได้รับการสังเกตว่ามีเส้น Balmer หนึ่งเส้นหรือมากกว่า ในการแผ่รังสี โดยชุดรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าที่เกี่ยวข้องกับไฮโดรเจนที่ฉายออกมาจากดาวฤกษ์นั้นมีความน่าสนใจเป็นพิเศษ โดยทั่วไปเชื่อกันว่าดาว Be มีลมดาวฤกษ์ ที่รุนแรงผิดปกติ อุณหภูมิพื้นผิวที่สูง และการสึกกร่อนของมวลดาว อย่างมีนัยสำคัญ เนื่องจากวัตถุหมุนด้วยอัตราเร็วที่น่าประหลาดใจ[77]
วัตถุที่เรียกว่าดาว B[e]หรือดาว B(e) ด้วยเหตุผลด้านการพิมพ์ มีเส้นการแผ่รังสี ที่เป็นกลางหรือมีไอออไนเซชันต่ำที่เป็นเอกลักษณ์ ซึ่งถือว่ามีกลไกต้องห้ามโดยดำเนินกระบวนการที่โดยปกติแล้วไม่ได้รับอนุญาตภายใต้ความเข้าใจเกี่ยวกับกลศาสตร์ควอนตัมใน ปัจจุบัน
มาตรฐานสเปกตรัม: [69]
ดาวประเภท A เป็นดาวฤกษ์ที่พบเห็นได้ทั่วไปด้วยตาเปล่า และมีสีขาวหรือสีขาวอมฟ้า ดาวเหล่านี้มีเส้นไฮโดรเจนที่เข้มข้นมาก โดยมีค่าสูงสุดที่ A0 และยังมีเส้นโลหะที่แตกตัวเป็นไอออน ( Fe II, Mg II, Si II) โดยมีค่าสูงสุดที่ A5 การมี เส้น Ca II นั้นเพิ่มขึ้นอย่างเห็นได้ชัดในช่วงนี้ ดาวฤกษ์ในลำดับหลักประมาณ 1 ใน 160 ดวง (0.625%) ในบริเวณใกล้เคียงกับดวงอาทิตย์เป็นดาวประเภท A [c] [11]ซึ่งรวมถึงดาวฤกษ์ 9 ดวงภายในระยะ 15 พาร์เซก[78]
มาตรฐานสเปกตรัม: [69]
ดาวประเภท F มีเส้นสเปกตรัมHและKของCa II ที่เพิ่มขึ้น โลหะที่เป็นกลาง ( Fe I, Cr I) เริ่มมีมากขึ้นในเส้นสเปกตรัมโลหะที่แตกตัวเป็นไอออนในช่วงปลาย F สเปกตรัมของดาวเหล่านี้มีลักษณะเฉพาะคือเส้นไฮโดรเจนที่อ่อนกว่าและโลหะที่แตกตัวเป็นไอออน สีของดาวเหล่านี้เป็นสีขาว ดาวฤกษ์ในแถบลำดับหลักประมาณ 1 ใน 33 ดวง (3.03%) ในละแวกดวงอาทิตย์เป็นดาวประเภท F [c] [11] รวมถึงดาวฤกษ์ Procyon A 1 ดวงที่อยู่ภายใน 20 ปีแสง[79]
มาตรฐานสเปกตรัม: [69] [80] [81] [82] [83]
ดาวฤกษ์ประเภท G รวมถึงดวงอาทิตย์[14]มีเส้นสเปกตรัมHและKของCa II เด่นชัด ซึ่งเด่นชัดที่สุดที่ G2 พวกมันมีเส้นไฮโดรเจนที่อ่อนกว่า F ด้วยซ้ำ แต่ร่วมกับโลหะที่แตกตัวเป็นไอออน พวกมันก็มีโลหะที่เป็นกลาง มีการพุ่งสูงอย่างเด่นชัดในแถบ G ของ โมเลกุล CNดาวฤกษ์ในแถบลำดับหลักคลาส G คิดเป็นประมาณ 7.5% หรือเกือบ 1 ใน 13 ของดาวฤกษ์ในแถบลำดับหลักในบริเวณดวงอาทิตย์ มีดาวฤกษ์ประเภท G จำนวน 21 ดวงภายใน 10% [c] [11]
ชั้น G มี "ช่องว่างวิวัฒนาการสีเหลือง" [84]ดาวฤกษ์ยักษ์ใหญ่มักจะโคจรไปมาระหว่าง O หรือ B (สีน้ำเงิน) และ K หรือ M (สีแดง) ในขณะที่ดาวฤกษ์เหล่านี้โคจรไปมา พวกมันจะไม่คงอยู่ในชั้น ดาวฤกษ์ยักษ์ใหญ่สีเหลือง ที่ไม่เสถียรได้นานนัก
มาตรฐานสเปกตรัม: [69]
ดาวประเภท K เป็นดาวสีส้มที่เย็นกว่าดวงอาทิตย์เล็กน้อย พวกมันคิดเป็นประมาณ 12% ของดาวฤกษ์ในแถบลำดับหลักในบริเวณดวงอาทิตย์[c] [11]นอกจากนี้ยังมีดาวฤกษ์ประเภท K ซึ่งมีตั้งแต่ดาวฤกษ์ ยักษ์ใหญ่ เช่นRW Cepheiไปจนถึงดาวฤกษ์ยักษ์ใหญ่และดาวฤกษ์ยักษ์ใหญ่มากเช่นArcturusในขณะที่ดาวแคระสีส้มเช่นAlpha Centauri B เป็นดาวฤกษ์ในแถบลำดับหลัก
พวกมันมีเส้นไฮโดรเจนที่อ่อนมาก หากมีอยู่เลย และส่วนใหญ่เป็นโลหะที่เป็นกลาง ( Mn I, Fe I, Si I) ในช่วงปลายยุค K แถบโมเลกุลของไททาเนียมออกไซด์จะปรากฏขึ้น ทฤษฎีกระแสหลัก (ที่หยั่งรากลึกในกัมมันตภาพรังสีที่เป็นอันตรายต่ำและอายุขัยของดาวฤกษ์) จึงแนะนำว่าดาวฤกษ์ดังกล่าวมีโอกาสสูงสุดที่สิ่งมีชีวิตที่วิวัฒนาการมาอย่างหนักจะพัฒนาบนดาวเคราะห์ที่โคจรรอบ (หากสิ่งมีชีวิตดังกล่าวคล้ายคลึงกับโลกโดยตรง) เนื่องจากมีเขตที่อยู่อาศัยได้กว้าง แต่มีช่วงเวลาการปล่อยมลพิษที่เป็นอันตรายน้อยกว่ามากเมื่อเทียบกับดาวเคราะห์ที่มีเขตดังกล่าวกว้างที่สุด[85] [86]
มาตรฐานสเปกตรัม: [69]
ดาวฤกษ์ประเภท M เป็นดาวฤกษ์ที่พบได้ทั่วไปมากที่สุด โดยดาวฤกษ์ประเภท M คิดเป็นร้อยละ 76 ของดาวฤกษ์ในแถบลำดับหลักในบริเวณดวงอาทิตย์[c] [f] [11]อย่างไรก็ตาม ดาวฤกษ์ประเภท M ( ดาวแคระแดง ) มีความส่องสว่างต่ำมากจนไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า เว้นแต่จะอยู่ในสภาวะพิเศษ ดาวฤกษ์ประเภท M ที่สว่างที่สุดที่ทราบในแถบลำดับหลักคือLacaille 8760ซึ่งเป็นดาวฤกษ์ประเภท M0V โดยมีความสว่าง 6.7 (ความสว่างจำกัดสำหรับการมองเห็นด้วยตาเปล่าทั่วไปภายใต้สภาวะที่ดีโดยทั่วไปจะอยู่ที่ 6.5) และแทบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่จะพบดาวฤกษ์ที่สว่างกว่านี้
แม้ว่าดาวฤกษ์คลาส M ส่วนใหญ่จะเป็นดาวแคระแดง แต่ดาวฤกษ์ซูเปอร์ไจแอนท์ขนาดใหญ่ที่สุดที่รู้จักในทางช้างเผือกส่วนใหญ่เป็นดาวฤกษ์คลาส M เช่นVY Canis Majoris , VV Cephei , AntaresและBetelgeuse นอกจากนี้ ดาวฤกษ์น้ำตาลที่ใหญ่กว่าและร้อนกว่าบางดวงก็เป็นดาวฤกษ์คลาส M ตอนปลาย ซึ่งโดยปกติจะอยู่ในช่วง M6.5 ถึง M9.5
สเปกตรัมของดาวคลาส M ประกอบด้วยเส้นจากโมเลกุลออกไซด์ (ในสเปกตรัมที่มองเห็นได้โดยเฉพาะTiO ) และโลหะที่เป็นกลางทั้งหมด แต่เส้นการดูดกลืนของไฮโดรเจนมักจะไม่มี แถบ TiO อาจเข้มในดาวคลาส M โดยมักจะครอบงำสเปกตรัมที่มองเห็นได้ประมาณ M5 แถบ ออกไซด์วาเนเดียม(II)จะปรากฏขึ้นเมื่อ M เข้ามาในภายหลัง
มาตรฐานสเปกตรัม: [69]
มีการนำสเปกตรัมประเภทใหม่จำนวนหนึ่งมาใช้จากประเภทของดาวที่เพิ่งค้นพบ[87]
สเปกตรัมของดาวฤกษ์บางดวงที่ร้อนจัดและเป็นสีน้ำเงินจะแสดงเส้นการปลดปล่อยที่ชัดเจนจากคาร์บอนหรือไนโตรเจน หรือบางครั้งก็เป็นออกซิเจน
เมื่อรวมเข้าเป็นดาวประเภท O แล้วดาว Wolf–Rayetของคลาส W [89]หรือ WR ก็มีสเปกตรัมที่ขาดเส้นไฮโดรเจน สเปกตรัมของดาวเหล่านี้กลับถูกครอบงำด้วยเส้นการแผ่รังสีที่กว้างของฮีเลียมที่แตกตัวเป็นไอออนสูง ไนโตรเจน คาร์บอน และบางครั้งก็เป็นออกซิเจน ดาวเหล่านี้เชื่อกันว่าส่วนใหญ่เป็นดาวยักษ์ใหญ่ที่กำลังจะตายโดยมีชั้นไฮโดรเจนที่ถูกลมดาว พัดพาไป ทำให้เปลือกฮีเลียมร้อนของดาวเหล่านี้ถูกเปิดเผยโดยตรง คลาส WR ยังแบ่งย่อยออกเป็นชั้นย่อยตามความแรงสัมพันธ์ของเส้นการแผ่รังสีไนโตรเจนและคาร์บอนในสเปกตรัม (และชั้นนอก) ของดาว[40]
สเปกตรัม WR มีดังต่อไปนี้: [90] [91]
แม้ว่าดาวฤกษ์ใจกลางเนบิวลาดาวเคราะห์ส่วนใหญ่ (CSPNe) จะแสดงสเปกตรัมประเภท O [92]ประมาณ 10% ขาดไฮโดรเจนและแสดงสเปกตรัม WR [93]ดาวฤกษ์เหล่านี้เป็นดาวที่มีมวลน้อย และเพื่อแยกความแตกต่างจากดาว Wolf–Rayet ที่มีมวลมาก สเปกตรัมของดาวฤกษ์เหล่านี้จึงอยู่ในวงเล็บเหลี่ยม เช่น [WC] ดาวฤกษ์ส่วนใหญ่แสดงสเปกตรัม [WC] บางส่วน [WO] และพบได้น้อยมาก [WN]
ดาวที่มีเครื่องหมายทับคือดาวประเภท O ที่มีเส้นคล้าย WN ในสเปกตรัม ชื่อ "เครื่องหมายทับ" มาจากประเภทสเปกตรัมที่พิมพ์ออกมาซึ่งมีเครื่องหมายทับ (เช่น "Of/WNL") [71] )
มีการค้นพบกลุ่มรองร่วมกับสเปกตรัมเหล่านี้ กลุ่ม "ระดับกลาง" ที่เย็นกว่า เรียกว่า "Ofpe/WN9" [71]ดาวเหล่านี้ยังถูกเรียกว่า WN10 หรือ WN11 แต่สิ่งนี้ไม่เป็นที่นิยมอีกต่อไปเมื่อมีการค้นพบความแตกต่างทางวิวัฒนาการจากดาว Wolf–Rayet ดวงอื่นๆ การค้นพบดาวที่หายากยิ่งขึ้นในช่วงไม่นานมานี้ทำให้ระยะของดาวที่มีแถบเฉียงขยายออกไปไกลถึง O2-3.5If * /WN5-7 ซึ่งร้อนกว่าดาวที่มีแถบเฉียงเดิมเสียอีก[94]
พวกมันคือดาว O ที่มีสนามแม่เหล็กแรงสูง ชื่อเรียกคือ Of?p. [71]
สเปกตรัมประเภทใหม่ L, T และ Y ถูกสร้างขึ้นเพื่อจำแนกสเปกตรัมอินฟราเรดของดาวฤกษ์เย็น ซึ่งรวมถึงดาวแคระแดงและดาวแคระน้ำตาลที่จางมากในสเปกตรัมที่มองเห็นได้ [ 95]
ดาวแคระน้ำตาลซึ่งเป็นดาวฤกษ์ที่ไม่เกิดปฏิกิริยาฟิวชันไฮโดรเจนจะเย็นตัวลงเมื่ออายุมากขึ้น และจะค่อยๆ พัฒนาไปเป็นสเปกตรัมประเภทอื่นในภายหลัง ดาวแคระน้ำตาลเริ่มต้นชีวิตด้วยสเปกตรัมประเภท M และจะเย็นตัวลงผ่านสเปกตรัมประเภท L, T และ Y ยิ่งมีมวลน้อยลงเท่าไร ดาวแคระน้ำตาลที่มีมวลมากที่สุดจะไม่สามารถเย็นตัวลงเป็นดาวแคระ Y หรือแม้กระทั่ง T ได้ภายในอายุของจักรวาล เนื่องจากสิ่งนี้ทำให้เกิดการเหลื่อมซ้อนกันอย่างไม่สามารถระบุได้ระหว่างอุณหภูมิและความสว่าง ที่มีประสิทธิภาพ ของ สเปกตรัมประเภท ต่างๆ สำหรับมวลและอายุบางประเภทที่มีประเภท LTY ต่างกัน จึงไม่สามารถระบุค่าอุณหภูมิหรือความสว่าง ที่ชัดเจนได้ [10]
ดาวแคระคลาส L ได้รับการกำหนดชื่อเนื่องจากเย็นกว่าดาว M และ L คือตัวอักษรที่เหลือที่ใกล้เคียงกับ M มากที่สุด วัตถุบางชิ้นมีมวลมากพอที่จะรองรับปฏิกิริยาฟิวชันไฮโดรเจนและจึงจัดเป็นดาวฤกษ์ แต่ส่วนใหญ่มีมวลน้อยกว่าดาวฤกษ์และจึงจัดเป็นดาวแคระน้ำตาล วัตถุเหล่านี้มีสีแดงเข้มมากและสว่างที่สุดในช่วงอินฟราเรดชั้นบรรยากาศของวัตถุเหล่านี้เย็นเพียงพอที่จะทำให้ไฮไดรด์ของโลหะและโลหะอัลคาไลปรากฏเด่นชัดในสเปกตรัมของวัตถุเหล่านี้[96] [97] [98]
เนื่องจากแรงโน้มถ่วงพื้นผิวของดาวฤกษ์ขนาดใหญ่ต่ำ จึง ไม่เกิดการควบแน่นของ TiO2และVO2ดังนั้น ดาวฤกษ์ประเภท L ที่มีขนาดใหญ่กว่าดาวแคระจึงไม่สามารถก่อตัวในสภาพแวดล้อมที่แยกตัวได้ อย่างไรก็ตาม อาจเป็นไปได้ที่ซูเปอร์ไจแอนท์ประเภท L เหล่านี้ จะก่อตัวขึ้นได้จากการชนกันของดาวฤกษ์ เช่นV838 Monocerotisในช่วงที่โนวาสีแดงส่องสว่าง กำลัง ปะทุ
ดาวแคระคลาส T เป็นดาวแคระน้ำตาล เย็นที่มีอุณหภูมิพื้นผิวอยู่ระหว่างประมาณ 550 ถึง 1,300 K (277 ถึง 1,027 °C; 530 ถึง 1,880 °F) โดยปล่อยรังสีอินฟราเรดสูงสุดมีเทนเป็นองค์ประกอบหลักในสเปกตรัม[96] [97]
การศึกษาจำนวนพรอพลายด์ (จานดาวเคราะห์ก่อนเกิด กลุ่มก๊าซในเนบิวลาที่ดาวฤกษ์และระบบดาวเคราะห์ก่อตัวขึ้น) บ่งชี้ว่าจำนวนดาวในกาแล็กซีน่าจะมีมากกว่าที่คาดไว้ก่อนหน้านี้หลายเท่าตัวมีทฤษฎีว่าพรอพลายด์เหล่านี้จะแข่งขันกันเอง พรอพลายด์ที่ก่อตัวเป็นดาวดวงแรกจะกลายเป็นดาวฤกษ์ ก่อนเกิด ซึ่งเป็นวัตถุที่มีความรุนแรงมากและจะรบกวนพรอพลายด์ดวงอื่นๆ ในบริเวณใกล้เคียง โดยดึงก๊าซออกจากพรอพลายด์เหล่านั้น พรอพลายด์ที่ตกเป็นเหยื่ออาจกลายเป็นดาวฤกษ์ในลำดับหลักหรือดาวแคระน้ำตาลในกลุ่ม L และ T ซึ่งเรามองไม่เห็นเลย[99]
ดาวแคระน้ำตาลที่มีสเปกตรัมคลาส Y นั้นเย็นกว่าดาวแคระน้ำตาลที่มีสเปกตรัมคลาส T และมีสเปกตรัมที่ต่างจากดาวแคระน้ำตาลอย่างเห็นได้ชัด ณ เดือนสิงหาคม 2013 มีวัตถุทั้งหมด 17 ชิ้นที่ถูกจัดให้อยู่ในคลาส Y [100]แม้ว่าจะมีการจำลองดาวแคระเหล่านี้[101]และตรวจพบภายในระยะ 40 ปีแสงโดยWide-field Infrared Survey Explorer (WISE) [87] [102] [103] [104] [105]แต่ยังไม่มีลำดับสเปกตรัมที่ชัดเจนและไม่มีต้นแบบ อย่างไรก็ตาม วัตถุหลายชิ้นได้รับการเสนอให้เป็นสเปกตรัมคลาส Y0, Y1 และ Y2 [106]
สเปกตรัมของวัตถุ Y ที่มีแนวโน้มเหล่านี้แสดงการดูดกลืนที่ประมาณ 1.55 ไมโครเมตร[ 107] Delorme และคณะได้แนะนำว่าลักษณะนี้เกิดจากการดูดกลืนจากแอมโมเนียและควรใช้เป็นลักษณะบ่งชี้การเปลี่ยนผ่าน TY [107] [108]อันที่จริง ลักษณะการดูดกลืนแอมโมเนียนี้เป็นเกณฑ์หลักที่ได้รับการนำมาใช้เพื่อกำหนดคลาสนี้[106]อย่างไรก็ตาม ลักษณะนี้แยกแยะจากการดูดกลืนโดยน้ำและมีเทน ได้ ยาก[107]และผู้เขียนรายอื่นได้ระบุว่าการกำหนดคลาส Y0 นั้นยังเร็วเกินไป[109]
ดาวแคระน้ำตาลล่าสุดที่เสนอให้เป็นประเภทสเปกตรัม Y คือ WISE 1828+2650ซึ่งเป็นดาวแคระน้ำตาล > Y2 ที่มีอุณหภูมิจริงซึ่งเดิมประมาณไว้ที่ 300 Kซึ่งเป็นอุณหภูมิของร่างกายมนุษย์[102] [103] [110] อย่างไรก็ตาม การวัด พารัลแลกซ์ได้แสดงให้เห็นว่าความส่องสว่างของดาวนี้ไม่สอดคล้องกัน โดยมีค่าเย็นกว่า ~400 K ดาวแคระน้ำตาลที่เย็นที่สุดที่รู้จักในปัจจุบันคือWISE 0855−0714ซึ่งมีอุณหภูมิประมาณ 250 K และมีมวลเพียง 7 เท่าของดาวพฤหัสบดี[111]
ช่วงมวลของดาวแคระ Y อยู่ที่ 9–25 เท่า ของมวล ดาวพฤหัสบดีแต่วัตถุที่อายุน้อยอาจมีมวลต่ำกว่า 1 เท่าของมวลดาวพฤหัสบดี (ถึงแม้ว่าจะเย็นตัวลงจนกลายเป็นดาวเคราะห์ก็ตาม) ซึ่งหมายความว่าวัตถุในกลุ่ม Y จะอยู่ระหว่าง ขีดจำกัด การหลอมรวมของดิวที เรียมที่มีมวล 13 เท่าของดาวพฤหัสบดี ซึ่งเป็นเครื่องหมายการแบ่ง IAUในปัจจุบันระหว่างดาวแคระน้ำตาลและดาวเคราะห์[106]
สัญลักษณ์ที่ใช้สำหรับดาวแคระน้ำตาลชนิดพิเศษ | |
---|---|
หน้าอก | คำต่อท้ายนี้หมายถึง "แปลก" (เช่น L2pec) [112] |
เอสดี | คำนำหน้านี้ (เช่น sdL0) หมายถึงsubdwarfและบ่งบอกถึงความเป็นโลหะต่ำและสีน้ำเงิน[113] |
เบต้า | วัตถุที่มีคำต่อท้ายเป็นเบตา ( β ) (เช่น L4 β ) จะมีแรงโน้มถ่วงพื้นผิวปานกลาง[114] |
γ | วัตถุที่มีคำต่อท้ายด้วยแกมมา ( γ ) (เช่น L5 γ ) จะมีแรงโน้มถ่วงพื้นผิวต่ำ[114] |
สีแดง | คำต่อท้ายสีแดง (เช่น L0red) แสดงถึงวัตถุที่ไม่มีสัญญาณของความเยาว์วัย แต่มีปริมาณฝุ่นสูง[115] |
สีฟ้า | คำต่อท้ายสีน้ำเงิน (เช่น L3blue) แสดงถึงสีอินฟราเรดใกล้สีน้ำเงินที่ไม่ปกติสำหรับดาวแคระ L โดยไม่มีความเป็นโลหะต่ำที่ชัดเจน[116] |
ดาวแคระน้ำตาลอายุน้อยมี แรงโน้มถ่วงพื้นผิวต่ำเนื่องจากมีรัศมีใหญ่กว่าและมีมวลน้อยกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับดาวฤกษ์ในสนามที่มีประเภทสเปกตรัมคล้ายกัน แหล่งกำเนิดเหล่านี้มีตัวอักษรเบตา ( β ) สำหรับแรงโน้มถ่วงพื้นผิวระดับกลางและแกมมา ( γ ) สำหรับแรงโน้มถ่วงพื้นผิวต่ำ แรงโน้มถ่วงพื้นผิวต่ำมักบ่งชี้ด้วยเส้น CaH, K Iและ Na I ที่อ่อน รวมถึงเส้น VO ที่แรง[114]อัลฟา ( α ) ย่อมาจากแรงโน้มถ่วงพื้นผิวปกติและมักจะลดลง บางครั้งแรงโน้มถ่วงพื้นผิวที่ต่ำมากจะแสดงด้วยเดลต้า ( δ ) [116]คำต่อท้าย "pec" ย่อมาจาก peculiar คำต่อท้าย peculiar ยังคงใช้สำหรับคุณสมบัติอื่นๆ ที่ไม่ธรรมดาและสรุปคุณสมบัติที่แตกต่างกัน ซึ่งบ่งบอกถึงแรงโน้มถ่วงพื้นผิวต่ำ ดาวแคระรอง และระบบดาวคู่ที่ยังไม่ได้รับการแก้ไข[117] คำนำหน้า sd ย่อมาจากsubdwarfและรวมเฉพาะ subdwarf เย็นเท่านั้น คำนำหน้าบ่งชี้ถึง คุณสมบัติ ความเป็นโลหะและจลนศาสตร์ต่ำซึ่งคล้ายกับดาวฤกษ์ฮาโลมาก กว่า ดาวฤกษ์จาน[113]ดาวแคระจะมีลักษณะเป็นสีน้ำเงินมากกว่าวัตถุจาน[118] คำต่อท้ายสีแดงอธิบายถึงวัตถุที่มีสีแดง แต่มีอายุมากกว่า ซึ่งไม่ได้ตีความว่ามีแรงโน้มถ่วงพื้นผิวต่ำ แต่ตีความว่ามีปริมาณฝุ่นสูง[115] [116]คำต่อท้ายสีน้ำเงินอธิบายถึงวัตถุที่มี สี อินฟราเรดใกล้ สีน้ำเงิน ซึ่งไม่สามารถอธิบายได้ด้วยความเป็นโลหะต่ำ วัตถุบางชิ้นอธิบายว่าเป็นระบบดาวคู่ L+T ส่วนวัตถุอื่นๆ ไม่ใช่ระบบดาวคู่ เช่น2MASS J11263991−5003550และอธิบายได้ด้วยเมฆบางและ/หรือเม็ดใหญ่[116]
ดาวคาร์บอนคือดาวที่มีสเปกตรัมที่บ่งบอกถึงการผลิตคาร์บอน ซึ่งเป็นผลพลอยได้จาก การหลอมรวมของฮีเลียม อัลฟาสามตัวเมื่อมีคาร์บอนมากขึ้นและมี การผลิตธาตุหนัก แบบ s-process ขนานกัน สเปกตรัมของดาวเหล่านี้จะเบี่ยงเบนไปจากสเปกตรัมคลาส G, K และ M ตามปกติมากขึ้นเรื่อยๆ คลาสที่เทียบเท่ากันสำหรับดาวที่มีคาร์บอนสูงคือคลาส S และ C
เชื่อกันว่าดวงดาวยักษ์ใหญ่ในบรรดาดาวฤกษ์เหล่านี้จะสร้างคาร์บอนขึ้นมาเอง แต่ดาวฤกษ์บางดวงในกลุ่มนี้เป็นดาวคู่ซึ่งมีบรรยากาศแปลกประหลาดที่คาดว่าน่าจะถูกถ่ายทอดมาจากดาวคู่ที่ปัจจุบันเป็นดาวแคระขาว ในขณะที่ดาวคู่นั้นเป็นดาวคาร์บอน
เดิมจัดอยู่ในกลุ่มดาว R และ N ซึ่งเรียกอีกชื่อหนึ่งว่าดาวคาร์บอนดาวเหล่านี้เป็นดาวยักษ์แดงที่ใกล้จะสิ้นอายุขัย ซึ่งมีคาร์บอนส่วนเกินในชั้นบรรยากาศ กลุ่มดาว R และ N เดิมจัดอยู่ในกลุ่มดาวคู่ขนานกับระบบการจำแนกประเภทปกติตั้งแต่ช่วงกลาง G ไปจนถึงช่วงปลาย M ล่าสุด กลุ่มดาวเหล่านี้ได้รับการจัดประเภทใหม่เป็นตัวจำแนกประเภทคาร์บอนแบบรวม C โดยมี N0 เริ่มต้นที่ประมาณ C6 กลุ่มดาวคาร์บอนเย็นอีกกลุ่มหนึ่งคือ ดาวประเภท C–J ซึ่งมีลักษณะเฉพาะคือมีโมเลกุล13 CN อยู่มาก นอกเหนือจากโมเลกุล12 CN [ 119]มีดาวคาร์บอนในลำดับหลักอยู่ไม่กี่ดวง แต่ดาวคาร์บอนที่รู้จักส่วนใหญ่นั้นเป็นดาวยักษ์หรือดาวยักษ์ใหญ่ มีกลุ่มดาวหลายกลุ่มย่อย:
ดาวคลาส S ก่อตัวต่อเนื่องระหว่างดาวคลาส M และดาวคาร์บอน ดาวที่คล้ายกับคลาส M มากที่สุดจะมีแถบการดูดกลืนZrO ที่แข็งแกร่ง ซึ่งคล้ายกับ แถบ TiOของดาวคลาส M ในขณะที่ดาวคาร์บอนที่คล้ายกับดาวมากที่สุดจะมี เส้น โซเดียม D ที่แข็งแกร่งและแถบC 2 ที่อ่อนแอ [120]ดาวคลาส S มีเซอร์โคเนียมและธาตุอื่นๆ ในปริมาณมากเกินไปที่เกิดจากกระบวนการ sและมีคาร์บอนและออกซิเจนในปริมาณที่ใกล้เคียงกับดาวคลาส M หรือดาวคาร์บอนมากกว่า เช่นเดียวกับดาวคาร์บอน ดาวคลาส S ที่รู้จักเกือบทั้งหมดเป็นดาว ที่มีกิ่งยักษ์แบบอะซิมโทติก
ประเภทสเปกตรัมประกอบด้วยตัวอักษร S และตัวเลขระหว่างศูนย์ถึงสิบ ตัวเลขนี้สอดคล้องกับอุณหภูมิของดาวและโดยประมาณจะสอดคล้องกับมาตราส่วนอุณหภูมิที่ใช้สำหรับดาวฤกษ์ขนาดใหญ่ประเภท M ประเภทที่พบมากที่สุดคือ S3 ถึง S5 ชื่อเรียกนอกมาตรฐาน S10 ถูกใช้สำหรับดาวฤกษ์Chi Cygni เฉพาะ ในกรณีที่มีอุณหภูมิต่ำสุด เท่านั้น
การจำแนกประเภทพื้นฐานมักจะตามด้วยการระบุความอุดมสมบูรณ์ โดยทำตามรูปแบบใดรูปแบบหนึ่งจากหลายรูปแบบ ได้แก่ S2,5; S2/5; S2 Zr4 Ti2; หรือ S2*5 ตัวเลขที่ตามหลังเครื่องหมายจุลภาคเป็นมาตราส่วนระหว่าง 1 ถึง 9 โดยอิงตามอัตราส่วนของ ZrO และ TiO ตัวเลขที่ตามหลังเครื่องหมายทับเป็นมาตราส่วนใหม่แต่ไม่ค่อยพบเห็นบ่อยนัก ซึ่งออกแบบมาเพื่อแสดงอัตราส่วนของคาร์บอนต่อออกซิเจนในมาตราส่วน 1 ถึง 10 โดยที่ 0 จะเป็นดาวฤกษ์ MS ความเข้มของเซอร์โคเนียมและไททาเนียมอาจระบุได้อย่างชัดเจน นอกจากนี้ ยังพบตัวเลขที่ตามหลังเครื่องหมายดอกจันเป็นครั้งคราว ซึ่งแสดงถึงความเข้มของแถบ ZrO ในมาตราส่วนตั้งแต่ 1 ถึง 5
ระหว่างคลาส M และ S ลำดับขอบเรียกว่าดาว MS ในทำนองเดียวกัน ลำดับขอบระหว่างคลาส S และ CN เรียกว่า SC หรือ CS ลำดับ M → MS → S → SC → CN สันนิษฐานว่าเป็นลำดับของความอุดมสมบูรณ์ของคาร์บอนที่เพิ่มขึ้นตามอายุของดาวคาร์บอนในสาขายักษ์อะซิมโทติก
คลาส D (สำหรับDegenerate ) คือการจำแนกประเภทสมัยใหม่ที่ใช้กับดาวแคระขาว ซึ่งเป็นดาวที่มีมวลน้อยซึ่งไม่เกิดปฏิกิริยาฟิวชันนิวเคลียร์ อีกต่อไป และหดตัวจนมีขนาดเท่ากับดาวเคราะห์และเย็นตัวลงอย่างช้าๆ คลาส D แบ่งย่อยได้อีกเป็นประเภทสเปกตรัม ได้แก่ DA, DB, DC, DO, DQ, DX และ DZ ตัวอักษรเหล่านี้ไม่เกี่ยวข้องกับตัวอักษรที่ใช้ในการจำแนกประเภทดาวดวงอื่น แต่ระบุองค์ประกอบของชั้นนอกหรือชั้นบรรยากาศที่มองเห็นได้ของดาวแคระขาวแทน
ประเภทดาวแคระขาวมีดังนี้: [121] [122]
ประเภทจะตามด้วยตัวเลขที่ระบุอุณหภูมิพื้นผิวของดาวแคระขาว ตัวเลขนี้เป็นรูปแบบปัดเศษของ 50400/ T effโดยที่T effคืออุณหภูมิพื้นผิวที่มีประสิทธิภาพซึ่งวัดเป็นหน่วยเคลวินเดิมที ตัวเลขนี้ปัดเศษเป็นเลข 1 ถึง 9 แต่เมื่อไม่นานมานี้ เริ่มมีการใช้ค่าเศษส่วน รวมถึงค่าต่ำกว่า 1 และสูงกว่า 9 (ตัวอย่างเช่น DA1.5 สำหรับ IK Pegasi B) [121] [123]
อาจใช้ตัวอักษรชนิดเดียวกันสองตัวขึ้นไปเพื่อระบุดาวแคระขาวที่แสดงคุณลักษณะสเปกตรัมข้างต้นมากกว่าหนึ่งอย่าง[121]
มีการใช้ชุดสัญลักษณ์ลักษณะเฉพาะของสเปกตรัมที่แตกต่างกันสำหรับดาวแคระขาวมากกว่าดาวประเภทอื่น: [121]
รหัส | ลักษณะเฉพาะของสเปกตรัมของดวงดาว |
---|---|
พี | ดาวแคระขาวแม่เหล็กที่มีโพลาไรเซชันที่ตรวจจับได้ |
อี | เส้นการปล่อยมลพิษที่ปรากฏ |
ชม | ดาวแคระขาวแม่เหล็กที่ไม่มีโพลาไรเซชันที่ตรวจจับได้ |
วี | ตัวแปร |
พีอีซี | มีลักษณะพิเศษของสเปกตรัมอยู่ |
ดาวแปรแสงสีน้ำเงินส่องสว่าง (Luminous blue variables หรือ LBV) เป็นดาวฤกษ์ที่มีมวลมากหายากและวิวัฒนาการมาแล้ว ซึ่งมีการเปลี่ยนแปลงสเปกตรัมและความสว่างที่คาดเดาไม่ได้และบางครั้งรุนแรง ในสถานะ "สงบนิ่ง" ดาวฤกษ์เหล่านี้มักจะคล้ายกับดาวฤกษ์ประเภท B แม้ว่าจะมีเส้นสเปกตรัมที่ผิดปกติก็ตาม ในระหว่างการปะทุ ดาวฤกษ์เหล่านี้จะคล้ายกับดาวฤกษ์ประเภท F มากกว่า โดยมีอุณหภูมิที่ต่ำกว่าอย่างเห็นได้ชัด งานวิจัยหลายชิ้นถือว่า LBV เป็นประเภทสเปกตรัมของตัวเอง[124] [125]
ในที่สุด คลาสPและQก็เหลือมาจากระบบที่Cannon พัฒนา สำหรับHenry Draper Catalogueโดยคลาสเหล่านี้มักใช้กับวัตถุที่ไม่ใช่ดาวบางประเภท วัตถุประเภท P คือดาวฤกษ์ภายในเนบิวลาดาวเคราะห์ (โดยทั่วไปคือดาวแคระขาวอายุน้อยหรือดาวฤกษ์ยักษ์ M ที่มีไฮโดรเจนน้อย) วัตถุประเภท Q คือโนวา [ จำเป็นต้องอ้างอิง ]
เศษซากดาวฤกษ์เป็นวัตถุที่เกี่ยวข้องกับการตายของดวงดาวดาวแคระขาว ก็รวมอยู่ในหมวดหมู่นี้ ด้วย และจากรูปแบบการจำแนกประเภทที่แตกต่างกันอย่างสิ้นเชิงสำหรับคลาส D จะเห็นได้ว่าวัตถุที่ไม่ใช่ดาวฤกษ์นั้นยากที่จะจัดอยู่ในระบบ MK
แผนภาพเฮิร์ตสปรัง–รัสเซลล์ ซึ่งระบบ MK ใช้เป็นพื้นฐานนั้นมีลักษณะเป็นการสังเกต ดังนั้นเศษซากเหล่านี้จึงไม่สามารถวาดลงในแผนภาพได้ง่าย หรือไม่สามารถวางได้เลย ดาวนิวตรอนเก่ามีขนาดค่อนข้างเล็กและเย็น และจะตกอยู่ทางด้านขวาสุดของแผนภาพเนบิวลาดาวเคราะห์เป็นแบบไดนามิกและมีแนวโน้มที่จะลดความสว่างลงอย่างรวดเร็วเมื่อดาวต้นกำเนิดเปลี่ยนผ่านไปยังสาขาดาวแคระขาว หากแสดง เนบิวลาดาวเคราะห์จะถูกวาดไว้ทางขวาของควอดแรนต์บนขวาของแผนภาพ หลุมดำไม่ปล่อยแสงที่มองเห็นได้ของตัวเอง ดังนั้นจึงจะไม่ปรากฏบนแผนภาพ[126]
มีการเสนอระบบการจำแนกดาวนิวตรอนโดยใช้เลขโรมัน ได้แก่ ประเภท I สำหรับดาวนิวตรอนที่มีมวลน้อยกว่าและมีอัตราการเย็นตัวต่ำ ประเภท II สำหรับดาวนิวตรอนที่มีมวลมากกว่าและมีอัตราการเย็นตัวสูงกว่า และประเภท III ที่เสนอสำหรับดาวนิวตรอนที่มีมวลมากกว่า (อาจเป็นดาวฤกษ์หายาก) ซึ่งมีอัตราการเย็นตัวสูงกว่า[127]ดาวนิวตรอนยิ่งมีมวลมากเท่าใด ฟลักซ์ นิวตรอนที่ดาวนิวตรอนพาไปก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น นิวตรอนเหล่านี้พาพลังงานความร้อนออกไปมากจนหลังจากผ่านไปเพียงไม่กี่ปี อุณหภูมิของดาวนิวตรอนที่แยกตัวออกมาจะลดลงจากระดับพันล้านเหลือเพียงประมาณหนึ่งล้านเคลวินเท่านั้น ระบบการจำแนกดาวนิวตรอนที่เสนอนี้ไม่ควรสับสนกับคลาสสเปกตรัมเซคชีก่อนหน้านี้และคลาสความส่องสว่างเยอร์เคส
สเปกตรัมหลายประเภทที่เคยใช้สำหรับดาวฤกษ์นอกมาตรฐานเมื่อกลางศตวรรษที่ 20 ได้รับการแทนที่ระหว่างการแก้ไขระบบการจำแนกดาวฤกษ์ สเปกตรัมเหล่านี้ยังคงพบเห็นได้ในแคตตาล็อกดาวฤกษ์ฉบับเก่า โดย R และ N ได้ถูกจัดรวมเข้าในคลาส C ใหม่เป็น CR และ CN
แม้ว่าในที่สุดมนุษย์อาจจะสามารถตั้งอาณานิคมในแหล่งที่อยู่อาศัยบนดวงดาวประเภทใดก็ได้ แต่ในหัวข้อนี้จะกล่าวถึงความเป็นไปได้ที่สิ่งมีชีวิตจะเกิดขึ้นรอบดวงดาวอื่นๆ
เสถียรภาพ ความส่องสว่าง และอายุขัย ล้วนเป็นปัจจัยที่มีผลต่อความสามารถในการอยู่อาศัยของดาวฤกษ์ มนุษย์รู้จักดาวฤกษ์เพียงดวงเดียวเท่านั้นที่มีชีวิต นั่นก็คือดวงอาทิตย์ประเภท G ซึ่งเป็นดาวฤกษ์ที่มีธาตุหนักอยู่มากมายและความสว่างผันผวนต่ำ นอกจากนี้ ระบบสุริยะยังแตกต่างจากระบบดาวฤกษ์ อื่นๆ ตรงที่มีดาวฤกษ์เพียงดวงเดียว (ดูความสามารถในการอยู่อาศัยของระบบดาวคู่ )
จากข้อจำกัดเหล่านี้และปัญหาของการมีกลุ่มตัวอย่างเชิงประจักษ์เพียงกลุ่มเดียว ทำให้ช่วงของดาวฤกษ์ที่คาดว่าจะสามารถรองรับชีวิตได้นั้นถูกจำกัดด้วยปัจจัยบางประการ สำหรับดาวฤกษ์ประเภทลำดับหลัก ดาวฤกษ์ที่มีมวลมากกว่า 1.5 เท่าของดวงอาทิตย์ (ประเภทสเปกตรัม O, B และ A) มีอายุเร็วเกินกว่าที่สิ่งมีชีวิตขั้นสูงจะพัฒนาได้ (โดยใช้โลกเป็นแนวทาง) ในทางกลับกัน ดาวฤกษ์ที่มีมวลน้อยกว่าครึ่งหนึ่งของดวงอาทิตย์ (ประเภทสเปกตรัม M) มีแนวโน้มที่จะถูกกักขังด้วยแรงน้ำขึ้นน้ำลงภายในเขตที่อยู่อาศัยได้ รวมถึงปัญหาอื่นๆ ด้วย (ดูความสามารถในการอยู่อาศัยของระบบดาวฤกษ์แดง ) [128]แม้ว่าจะมีปัญหาต่างๆ มากมายที่สิ่งมีชีวิตบนดาวฤกษ์แดงเผชิญอยู่ นักดาราศาสตร์หลายคนยังคงสร้างแบบจำลองของระบบเหล่านี้เนื่องจากจำนวนมหาศาลและอายุขัยที่ยาวนาน
ด้วยเหตุผลเหล่านี้ ภารกิจเคปเลอร์ของ NASA จึงได้ค้นหาดาวเคราะห์ที่อยู่อาศัยได้ในดาวฤกษ์ในแถบลำดับหลักใกล้เคียงซึ่งมีมวลน้อยกว่าสเปกตรัมประเภท A แต่มีมวลมากกว่าประเภท M ซึ่งทำให้เป็นดาวฤกษ์ที่มีโอกาสเป็นไปได้มากที่สุดที่จะเป็นที่อยู่อาศัยของดาวแคระที่มีชีวิตประเภท F, G และ K [128]
{{cite book}}
: CS1 maint: ตำแหน่งขาดผู้จัดพิมพ์ ( ลิงค์ ){{cite book}}
: CS1 maint: ตำแหน่งขาดผู้จัดพิมพ์ ( ลิงค์ )