恒星光谱

**恆星光譜**是天文學中根據光譜特徵對恆星的分類。通過稜鏡或繞射光柵將來自恆星的電磁輻射分裂成光譜。它通常呈現出的是像彩虹般的連續光譜，但會穿插著譜線。每條譜線標示出特定的化學元素或分子，譜線的強度指示該元素或分子的豐度。儘管在某些情況下存在著豐度的差異，但元素光譜線強度的不同，主要是隨著光球的溫度而變化。恆星的_光譜分類_示意簡單的代碼表示，主要是總結電離的狀態，客觀地給出測量的光球溫度。

目前，大多數的恆星都使用摩根 - 肯納分類法（MK）的系統，以字母 _O_、_B_、_A_、_F_、_G_、_K_、和 _M_，從最熱的（O 型）依序排列到最冷的（M 型）。每個字母項下再用數字從 _0_ 到 _9_ 細分為 10 個次分類，其中 _0_ 是最熱的，_9_ 是最冷的；例如 A8、A9、F0、和 F1 是從熱到冷的順序。這個序列已經擴展至其它恆星和類似恆星的天體，像是 _D_ 表示是白矮星，_S_ 和 _C_ 是碳星。

在 MK 系統中，人們使用羅馬數字將光度添加到光譜類型中。這是依據恆星光譜中某些吸收線的寬度，因為這些譜線會隨著大氣密度而變化，從而將恆星區分為巨星和矮星。光度分類的 _0_ 或 _Ia+_ 用於_特超巨星_，_I_ 用於 _超巨星_，_II_ 用於亮的_巨星_，_III_ 用於正常的_巨星_，_IV_ 用於 _次巨星_，_V_ 用於_主序星_，_VI_（或 _sd_）用於_次矮星_，和 _VII_（或 _D_）用於_白矮星_。完整的太陽光譜類型是 G2V，它表示是一顆表面溫度 5,800K 的主序星。

## 傳統色彩描述

對恆星顏色的描述，在傳統上只考慮到恆星光譜的峰值。然而，實際上恆星在電磁頻譜的所有部分都輻射出能譜。由於所有光譜組合的顏色是白色，因此人眼觀察所看見的實際顏色，明顯會比傳統描述所暗示的顏色要淡得多。變淡的這一特性表明，簡化光譜中的顏色分配，可能具有誤導性。除去顏色對比的錯覺，在昏暗的光度下，沒有綠色、藍綠色或紫羅蘭色的恆星。紅矮星是暗的深橙色，棕矮星實際上看起來並不是棕色，但是假設對附近的觀測者來說，會顯得是暗灰色。

## 現代分類

現代分類系統被稱為_摩根 - 肯南_（MK）分類。每一顆恆星都從舊的哈佛光譜分類加上一個如下所述表示光度的羅馬數字，組成恆星的光譜類型。

現代的其它恆星分類系統，如基於色指數的 UBV 測光系統，使用三個或更多的顏色等級的差異來測量。這些數值被賦予的標籤如 "U−V" 或 "B−V"，它們表示兩個標準濾波器傳遞的顏色間的差值（例如，U 是紫外線，B 是藍光、V 是黃光）。

### 哈佛光譜分類

_哈佛系統_是天文學家安妮・坎農的一維分類方案，她重新排序並簡化了德雷珀以前的字母系統（見下一段）。恆星依據其光譜特徵分組，以單一字母表示齊全組，並以數字再細分。主序星的表面溫度從大約 2,000 到 50,000K，而演化中的恆星表面溫度可以超過 100,000K。從物理上看，種種分類表示恆星大氣的溫度，通常是從最熱到最冷來排列。

光譜類型從 O 到 M，以及後續討論其它更專業的類別，以阿拉伯數字（0-9）細分。其中 0 表示類型中最熱的星，例如 A0 表示 A 型中最熱的，A9 表示 A 型中最冷的；也允許使用小數分級，例如矩尺座 μ 的分類為 O9.7。太陽被歸類為 G2。

因襲在天文學中對顏色的傳統描述，是相對於 A 型的平均顏色，而 A 型的顏色被認為是白色。如果試圖在眼睛沒有輔助，或使用雙筒望遠鏡的情況下，描述黑暗天空下的星星，描述的顏色是觀測者看見的顏色。然而，以沒有輔助的眼睛觀看夜空，除了最亮的恆星之外，大部分的恆星因為太暗，視覺上無法正常識別顏色，所以看起來都是白色或藍白色。紅超巨星的比同光譜類型的矮星（主序星）溫度更低，顏色也更紅；具有特定光譜特徵的恆星（例如碳星）可能比任何黑體都紅的多。

直到其發展後，哈佛大學並不完全了解其對恆星的分類是依據光球的溫度（或者更明確的說是它的有效溫度）的事實。而是到赫羅圖首度被制定（1914 年）之後，才完全理解。但這說法常被懷疑是否是真的。在 1920 年代，印度物理學家梅格納德・薩哈經由擴展眾所周知的物理化學中關於分子電離到原子電離的思想，從而推導出電離理論。他首先應用在太陽的色球，然後應用於恆星光譜。

哈佛的天文學家塞西莉亞・佩恩隨後證明 "O-B-A-F-G-K-M" 的光譜序列實際上是溫度序列。由於分類的序列早於我們關於它是溫度序列的認知，因此將光譜放置到指定的子分類（例如 B3 或 A7）取決於（主要是主觀）恆星光譜中吸收特徵強度的估計。因此，這些子類型的間隔沒有分為能以數學均勻表示的任何類型。

### 耶基斯光譜分類

**耶基斯光譜分類**稱為 **MKK 系統**。它是在 1943 年由耶基斯天文台的威廉・威爾遜・摩根、菲利浦・蔡爾茲・基南和伊迪絲・凱爾曼共同制定和引入的恆星光譜分類。這個二維（溫度和光度）的分類法是基於譜線對恆星溫度和表面重力的敏感度；這與光度有關，而 "哈佛分類" 只基於表面溫度。後來，在 1953 年對標準星和分類標準的清單做了一些修訂之後，這個分類法被命名為 "摩根 - 基南分類"，或稱為 _MK_，並且至今仍在使用中。

表面重力較高的緻密星出現較大的壓力致寬譜線。因為巨星的半徑比質量相似的矮星大得多，因此巨星的表面重力和壓力比矮星低得多。所以，頻譜的差異可以解釋為 "光度效應"，光度的等級可以純粹通過檢查光譜來分類。

如下表所示，區分了許多不同的_光度分類_：

允許臨界的案例；例如，一顆恆星可以是超巨星也可以適量巨星，也可以介於次巨星和主序星的分類之間。

在這些情況下，使用兩個特殊符號：

* 斜槓 (_/') 表示恆星可以是這一類也可以是另一類。_
* 破折號 (_-') 表示星在這兩類之間。_

例如，分類為 A3-4III/IV 的恆星介於光譜類型 A3 和 A4 之間，, 同時是巨星或次巨星。

次矮星類也已被使用：VI 用於次矮星（恆星的亮度略低於主序星）。

名義上，光度等級還有 VII（還有更高的數字），但因為主序星和巨星的溫度字母不再適用於白矮星，現在已很少用在白矮星或 "熱次矮星" 的分類。

有時，字母 _a_ 和 _b_ 也會用在超巨星以外的光度類型上；例如，一顆比典型恆星稍亮的巨星，其光度等級會標示為 IIIb。

在 He II 波長為 4686Å 光譜線上具有強吸收性的極端 V 星（矮星）會被賦予 Vz 的符號；HD 93129 B 就是一個例子.。

我們的太陽在光譜分類上是 G2V，但實際上，太陽不是一顆黃色的星，而是個色溫 5870K 的黑體，這是白色而且沒有黃色蹤影的，有時也作為白色的標準定義。

### 特殊光譜

以小寫字母形式表示的其它術語，可以依循光譜的類型來指示特殊光譜的特徵：

例如，天鵝座 59 的光譜類型為 B1.5Vnne 指示其具有一般分類 B1.5V 的頻譜，以及非常寬的吸收線和某些發射線。

 

## 歷史

哈佛分類中，字母排列奇怪的原因是歷史性的。它由早期的西奇分類演變而來，並且隨著理解而逐漸修改。

### 西奇分類

在 1860 至 1870 年間，恆星光譜學的先驅安吉洛・西奇創建了 "西奇分類"，以光譜對恆星進行分類。迄 1866 年，他發展出三類恆星光譜，如下表所示。

在 1890 年代末期，這種分類開始被哈佛分類取代，本文的其餘部分已經對此做了說明。

不要將西奇分類中的羅馬數字與耶基斯分類中光度分類的數字和提議的中子星類型混淆。這三者的數字是完全不相關的。

### 德雷珀系統

在 1880 年代，天文學家愛德華・皮克林在哈佛大學天文台開始使用物端稜鏡法，對恆星進行光譜巡天測量。這項工作的第一個成果是 1890 年出版的《恆星光譜的德雷珀目錄》。威廉敏娜・弗萊明對目錄中的大部分光譜進行分類，記錄了 10,000 多顆有特殊類型的恆星，並發現了 10 顆新星和 200 多顆變星。在特別是威廉敏娜・弗萊明的哈佛計算機的協助下，皮克林設計出亨利・德雷珀目錄，以取代安吉洛・西奇的羅馬數字方法。

目錄使用了一種方法，將以前西奇使用的數字（從 I 到 V）使用從 A 到 P 的字母細分得更具體。此外，字母 Q 用於不適合任何類型的其它恆星。弗萊明與皮克林合作，根據氫光譜的強度區分了 17 種不同的類型。這不僅依據波長的變化，也根據外觀顏色的變化。在字母系統顯示下，依循字母的順序，光譜中氫的吸收逐漸減少。A 型的光譜往往產生最強的氫吸收譜線，而 O 型的光譜幾乎不產生可見的譜線。後來，這一分類系統被安妮・坎農和安東尼婭・莫里修改，產生哈佛光譜分類。

### 1897 年的哈佛系統

在 1897 年，哈佛大學另一個計算組的安東妮亞・莫里將西奇分類 I 型的獵戶子型在西奇 I 型其餘子型之前，也就是將現在的（1901 年）B 型置於 A 型之前。她是第一位這樣做的人，然而她沒有使用字母系統的光譜類型，而是採用從 I 到 XXII 的 22 種數字類型。由於這個羅馬數字分組沒有考慮光譜的其它變化，因此又分成三個群組以進一步顯示差異性。從 I 到 V，包括獵戶型的恆星，在氫的吸收線中顯示出強度越來越大。從 VII 到 XI 是西奇 I 型的恆星，氫的吸收強度開始下降。VI 介於獵戶型和西奇 I 的中間，而 XIII 至 XVI 包含西奇 II 型的恆星，具有氫吸收線減弱和太陽型金屬線增加的光譜 XVII 至 XX 包含西奇 III 的恆星，有增加的光譜線。XXI 包含西奇 IV；II 和 XXII 包括沃夫–瑞葉星。添加了附加小寫字母的附加分類，以區分光譜中相對應線的外觀。這些線的外觀被定義為：a 是平均寬度，b 是朦朧，c 是尖銳。

安東妮亞・莫里在 1897 年出版了她自己的恆星分類目錄，稱為《用 11 吋德雷珀望遠鏡拍攝的亮星光譜，作為紀念亨利・德雷珀紀念一部分》；其中包括 4,800 張照片和莫里對 681 顆北天明亮恆星的分析。這在紀錄上是女性第一次的觀測站出版品。

### 1912 年的哈佛系統

在 1901 年，安妮・坎農重新回歸字母系統，但只保留了 O、B、A、F、G、K、M 和 N，並以此順序排列，而捨棄了其它的類別；並以 P 代表行星狀星雲，Q 則包含一些有著特殊光譜的恆星。她還使用像是 B5A 表示介於 A 和 B 型中間的恆星，F2G 表示介於 F 和 G 之間五分之一的恆星等等。最後，在 1912 年，坎農將 B、A、B5A、F2G 等等改成 B0、A0、B5、F2 等等。這基本上就是哈佛分類系統現在的形式。這個系統是通過分析照相乾版上的光譜發展出來的，將來自恆星的光轉化成可以讀取的光譜。

一個常見來用於記憶光譜從最熱到最冷類型字母順序的短句是："Oh, Be A Fine Guy/Girl: Kiss Me!" 。

### 威爾遜山系統

一些人使用威爾遜山系統的光度分類來區分不同光度的恆星。這種系統的表示法在現代的光譜上仍然可以看到。

## 光譜類型

恆星分類系統在分類學中類似生物學中的物種分類，而類型由每個類別的子類別的一個或多個標準星定義，並具有區分要素和關聯描述。

### "早期" 和 "晚期" 命名

恆星通常被稱為 "早期" 或 "晚期" 類型。而 "早" 是 "熱" 的同義詞，"晚" 是 "冷" 的同義詞。

根據上下文，"早" 和 "晚" 是絕對和相對的術語。"早期" 作為絕對術語是指 O 或 B，可能還有一些 A 型的恆星。相對而言，它是指比另一顆恆星更熱的，像是 "早期 K" 可能是 K0、K1 與 K3。

"晚期" 的表達方式也是一樣，絕對的意義表示光譜類型 K 和 M 型的恆星，但也可以用於相對於其它更冷的恆星，例如晚期 G 型所指的是 G7、G8、和 G9。

在相對的意義上，"早期" 表示同一類中阿拉伯數字較小的部分，同時 "晚期" 表示較大的阿伯數字。

這個晦澀難懂的術語是 20 世紀早期恆星演化模型留下來的，該模型認為恆星是通過克赫歷程由引力收縮驅動，但現在知道這個機制不適用於主序列上的恆星。如果這種模型是對的，那麼恆星開始它們的生活時，就會像非常熱的 "早期型" 恆星一樣，然後逐漸冷卻成為 "晚期型" 恆星。這種機制提供的太陽年齡比地質紀錄觀測到的年齡小很多，而顯在已經發現恆星是由核融合提供動力。最終，"早期" 和 "晚期" 這兩個術語被留存了下來。

### O 型

O 型恆星非常熱、非常亮，其輻射輸出大部分在紫外線的範圍內。這類型的恆星在主序列恆星中非常稀有，在太陽附近的 O 型星所占的比率約為 3,000,000 分之一（0.00003%）。一些大質量恆星屬於這一類光譜型。O 型恆星的環境通常都很複雜，這使得測量它們的光譜變得困難。

O 型光譜以前是由氦的譜線強度比定義：He IIλ4541 相對於 He Iλ4471 的比率，此處的 λ 是輻射的波長。光譜型 O7 定義為兩者強度相等的點，He I 較弱的是早期型。O3 型是這條譜線完全消失的點，然而現代的技術可以看見這條譜線仍然存在，只是非常微弱。因此，現在的定義是依據 N IVλ4058 與 N IIIλλ4634-40-42 的比率。

O 型恆星有顯著的吸收線，主要是 He II 線，還有高度電離的 Si IV、O III、N III、和 C III，以及從 O5 到 O9 逐漸增強的中性氦線，還有在晚期型中不是很強的巴耳末系。由於 O 型星的質量都很巨大，擁有非常熱的核心，並且快速然燒它們的氫燃料，因此它們是第一批離開主序列的恆星。

當 MKK 分類在 1943 年首度推出時，擁有的子類型只有 O5 到 O9.5。MKK 在 1971 年擴展到 O9.7，在 1978 年擴展至 O4，隨後引入添加 O2、O3 和 O3.5 的新分類。

**光譜標準：**

* O7V – 麒麟座 S
* O9V – 蝎虎座 10

### B 型

B 型星非常明亮，顏色是藍色。它們的光譜中有中性的氦譜線，並且在 B2 中最為明顯；另外也有溫和的氫線。雖然它們作為 O 型和 B 型星都非常有活力，但他們在主序帶的時間都不長。因此，它們由運動造成相互作用的概率很低，除了速逃星之外，它們無法遠離形成的區域。

從 O 型過渡到 B 型，最初的定義是 He IIλ2541 消失。然而，以現在的設備，這條譜線在早期 B 型星光譜中仍然清晰可見。現在，對 B 型主序星由 He I 的紫光光譜強度來定義，最大強度對應於 B2。對於超巨星，則使用 Si IVλ4089 和 Si IIIλ4552 來表示早期的 B 型星。相對於晚期 B 型的中間 B 型，以 Si IIλλ4128-30 定義其特徵；對於晚期 B 型，則以 Mg IIλ4481 相對於 He Iλ4471 的強度。

這些恆星往往都存在於它們起源的 OB 星協中，而它們與巨大的分子雲有關。獵戶座 OB1 星協有很大一部分在銀河系的螺旋臂，其中包含獵戶座中許多的亮星。在太陽附近的主序星只有 800 分之一（0.125%）是 B 型主序星 。

質量未達到超巨星，實質上所謂的 "Be 星" 是值得注意的主序星，它們有時會有一條或多條明顯的巴耳末系的發射譜線。這是恆星所投射出特別令人感興趣，與氫相關的電磁輻射系列。一般認為，Be 星有異常強的恆星風、高表面溫度，以及因為奇特的的速度旋轉而造成顯著的恆星質量損耗。被稱為 "B (e)" 或 "B [e]" 星的天體，具有獨特的中性或低電離的發射線。這被認為具有禁制機制，正在透過量子力學來理解所不允許的過程。

**光譜標準：**

* B0V – 參宿二（獵戶座 ε）
* B0Ia – 參宿二（獵戶座 ε）
* B2Ia – 司怪三（獵戶座 χ2）
* B2Ib – 仙王座 9
* B3V – 瑤光（大熊座 η）
* B3V – 柱三（御夫座 η）
* B3Ia – 大犬座 ο2
* B5Ia – 弧矢二（大犬座 η）
* B8Ia – 參宿七（獵戶座 β）

### A 型

A 型星以裸眼看見的顏色通常是白色或藍白色。它們有強大的氫線，並以 A0 最為強大，還有電離金屬線（Fe II、Mg II、Si II）。它們強度的最高值落在 A5。存在的 Ca II 線在此階段開始明顯的增強。太陽附近大約有 160 分之一（0.625%）的恆星是 A 型主序星。

**光譜標準：**

* A0Van – 天璣（大熊座 γ）
* A0Va – 織女星（天琴座 α）
* A0Ib – 軒轅十三（獅子座 η）
* A0Ia – HD 21389（在鹿豹座）
* A1V – 天狼星（大犬座 α）
* A2Ia – 天津四（天鵝座 α）
* A3Va – 北落師門（南魚座 α）

### F 型

F 型恆星有強的 Ca II _H_ 和 _K_ 譜線，Fe I 和 Cr I 的中性金屬線。它們的光譜特徵是氫線和電離金屬線較弱，在晚期型中電離金屬線開始增強；顏色是白色。在太陽附近的 F 型主序星佔比約為卅三分之一（3.03%）。

**光譜標準：**

* F0IIIa – 軒轅十一（獅子座 ζ）
* F0Ib – 廁一（天兔座 α）
* F2V – 大熊座 78

### G 型

包括太陽在內的 G 型恆星，具有明顯的 Ca II _H_ 和 _K_ 線，且在 G2 型中最為明顯。它們的氫線比 F 型微弱，但電離金屬線相當，也有中性的金屬線；HCN 的 G 波段有一個突出的 CH+ 分子峰值。類似的 G 型主序星在太陽附近的佔比接近十三分之一（7.5%）。

G 型恆星有一個 "黃色演化虛空"（"Yellow Evolutionary Void"）。超巨星經常在 O 型或 B 型（藍色）和 K 或 M（紅色）之間游移。然而，因為這個區域對超巨星而言是不穩定的區間，因此它們雖然會在不同的光譜類型中變化，但黃超巨星存在的時間不會太久。

**光譜標準：**

* G0V – 常陳四（獵犬座 β）
* G0IV – 右攝提一（牧夫座 η）
* G0Ib – 虛宿一（寶瓶座 β）
* G2V – 太陽
* G5V – 鯨魚座 κ1
* G5IV – 天市左垣三（武仙座 μ）
* G5Ib – 人四（飛馬座 9）
* G8V – 下台增一（大熊座 61）
* G8IV – 河鼓一（天鷹座 β）
* G8IIIa – 積薪（雙子座 κ）
* G8IIIab – 東次將（室女座 ε）
* G8Ib – 井宿五（雙子座 ε）

### K 型

K 型恆星是表面溫度比太陽略低的恆星。它們在太陽附近主序星所佔的比率是 12%。K 型恆星分布的範圍很廣，從仙王座 RW 的特超巨星、大角星的超巨星、巨星和橙矮星（K 型主序星）的南門二 B 等等。

它們有極為微弱的氫線（如果存在），譜線大部分都是中性的金屬線，如 Mn I、Fe I、Si I。晚期的 K 型則以一氧化鈦等分子帶譜線為主。因此主流的理論（基於低有害輻射和恆星壽命的理論）表示，這一類恆星如果有行星形成，因為該類型的恆星的適居帶（如果發展的生命與地球相似）的範圍很廣，且與具有廣泛輻射區的恆星相比，其有害輻射發射週期要低得多，因此很適合生命的發展。

**光譜標準：**

* K0V – 天廚二（天龍座 σ）
* K0III – 北河三（雙子座 β）
* K0III – 天津九（天鵝座 ε）
* K2V – 天苑四（波江座 ε）
* K2III – 斛二（蛇夫座 κ）
* K3III – 梗河三（牧夫座 ρ）
* K5V – 天鵝座 61
* K5III – 天棓四（天龍座 γ）

### M 型

M 型恆星是迄今為止最為常見的恆星，在太陽附近主序星中所佔的比率高達 76%。。然而，M 型主序星的光度都很低，除非在特殊情況下，否則沒有任何一顆是亮到僅憑裸眼可以看見的。已知最亮的 M 型主序星是拉卡伊 8760（顯微鏡座 AX），視星等 6.6 等（一般而言，在最良好的條件下，肉眼能見的極限星等是 6.5 等），而且極不可能找到任何更亮的例子。

雖然大多數的 M 型恆星是紅矮星，銀河系中最大的恆星，即使是超巨星，也是 M 型恆星，例如仙王座 VV、心宿二和參宿四。此外，較大、較熱的棕矮星通常是 M6.5 到 M9.5 之間的 M 型恆星。

M 型的光譜中包含來自氧化物分子（在可見光波段的譜線，特別是 TiO+）和所有中性金屬，但通常不存在氫氧的吸收線。TiO 的頻譜在 M 型恆星通常可以很強，通常在 M5 的光譜中主導其可見光譜。一氧化釩的波段在 M 型的晚期型才會出現。

**光譜標準：**

* M0IIIa – 奎宿九（仙女座 β）
* M2III – 壁宿增十九（飛馬座 χ）
* M1-M2Ia-Iab – 參宿四（獵戶座 β）
* M2Ia – 造父四（仙王座 μ）

### 光譜的排序

哈佛光譜分類法在制定之初，參考了太陽光譜的命名方法。它以氫原子光譜為依據，依照強弱以字母 A、B、C、D 的順序來標示，A 型就是氫譜線最強烈的，B 型比 A 型要弱一些，C 型又再弱一些，依此類推。而我們知道氫的譜線只在特定的溫度範圍內才會明顯，溫度太高或太低譜線都會減弱，所以當摩根與肯那使用溫度來排列時，字母就不再能依序排列了；同時也參考其他原子的譜線，合併與刪除了一些重複的類型，將哈佛分類原來的 16 種分類改成為今日我們所看見的型態。

摩根 - 肯那光譜在天文學上使用的非常廣泛，為便於學生記憶，發展出了許多記憶用的口訣，其中最為人熟知的便是這一句：**Oh! Be A Fine Girl Kiss Me**，諷刺的是天文學家幾乎都是男性，但制定哈佛光譜分類法的卻是一群女天文學家。

摩根 - 肯那光譜分類的記憶口訣還有如下所列的一些：

* **O**h **B**y **A** **F**ine **G**lass **K**ill **M**e.
* Oh Be A Fine Guy/Gal Kiss Me.
* Oh Begone, A Friend's Gonna Kiss Me.
* Only Boys Accepting Feminism Get Kiss Meaningfully.

這些還都是傳統的記憶口訣，在網路上還可以找到各種不同場合（包括政治）的口訣。

## 延伸光譜類型

在新發現的恆星光譜中，人們已經使用了許多新的光譜類型。

### 熱藍發射星

一些非常熱和藍的恆星光譜顯示碳或氮的發射譜線，有時也有氧的發射線。

#### W 型：沃夫–瑞葉星

一旦將沃夫–瑞葉星視作 O 型恆星，而不另設 W 或 WR 型，它們就會因為光譜中缺乏氫線而引人注目。此外，它們的光譜被高電離的氦、氮、碳，有時甚至是氧的寬發射線所主導。一般認為，它們都是垂死的超巨星，氫殼層已經被恆星風吹走，從而直接曝露出熱的氦氣殼。根據其光譜（和外層）的氮和碳排放強度，W 型還進一步分出子群。

W 型的光譜範圍如下：

* WN –的光譜由 N III-V 和 He I-II 的頻譜主導。
  * WNE（WN2 至 WN5，有時至 WN6）–是較熱或 "早期"
  * WNL（WN7 至 WN9，有時包括 WN6）–是較冷或 "晚期"
  * 擴展的 WN 型有 WN10 和 WN11，有時也包括 Ofpe/WN9 的恆星
  * h 標示用於帶有氫發射線的，例如 WN9h；ha 是既有氫發射線也有吸收線的，例如 WN6ha。
* WN/C – g 是帶有 C IV 譜線的 WN 星，也就是介於 WN 和 WC 之間的類型。
* WC –光譜中有明顯的 C II-IN 譜線
  * WCE（WC4 至 WC6）–是較熱或 "早期"
  * WCL（WC7 至 WC9）– 是較冷或 "晚期"
* WO（WO1 to WO4）–是帶有強烈 O VI 譜線的，但極為罕見。

雖然大多數型星狀星雲的中心恆星（CSPNe）顯示 O 型光譜，但大約有 10% 缺乏氫線，顯示 W 型光譜。這些是低質量恆星，為了與大質量的沃夫–瑞葉星有所區別，它們的光譜類型會封閉在中括號內，例如 [WC]。

#### "斜槓" 星

_斜槓_星是光譜中有類似 WN 譜線的 O 型星（名稱源自其光譜表示，例如 "Of/WNL" 。）。

還發現有第二個次群組有這樣的光譜，一個更冷的 "中間" 群組："Ofpe/WN9"。這些恆星也被稱為 WN10 或 WN11，但隨著與沃夫–瑞葉星在演化上的差異性浮現，這種表示法就不再流行了。最近發現更罕見的恆星，將斜槓星的範圍擴大到比原來更熱的 O2-3.5If\*/WN5-7。

#### O 型磁星

它們是擁有強磁場的 O 型恆星，標示為 Of?p。

### 冷的紅矮星和棕矮星

新的光譜類型 L、T 和 Y 是為了對以紅外光譜為主的低溫恆星進行分類而創建的。這包括可見光譜非常微弱的紅矮星和棕矮星。

棕矮星是不會經歷氫融合的恆星，隨著年齡的增長而冷卻，因而發展出後來的這些光譜類型。棕矮星以 M 型光譜開始它們的生命，經過 L、T、和 Y 的光譜型冷卻，期質量越小冷得越快；宇宙的年齡還不足以讓質量最大的棕矮星冷卻到 Y 型甚至 T 型光譜的矮星。因為對於不同 L-T-Y 型的恆星，不能給出明確的有效溫度或光度，這會導致光譜類型之間不能解決一些質量和年齡重疊的問題。。

#### L 型

L 型的名稱來自於它們的表面溫度比 M 型低，而 L 是按字母順序最接近 M 的。其中有些物體的質量大到足以支援氫融合反應，因此還算是恆星，但大多數都是次星體的質量，因而是棕矮星。它們的顏色是非常深的紅色，而在紅外線的波段最明亮。它們的大氣溫度夠涼爽，足以讓金屬氫化物和鹼金屬在光譜中突出。

由於巨星的表面重力低，一氧化鈦和一氧化釩永遠不會凝結成固態。然而，這些 L 型的超巨星有可能通過恆星碰撞形成，例如麒麟座 V838，在其亮紅新星爆發時異常明亮。因此，比矮星更大的 L 型恆星不會在孤立的環境中形成。

#### T 型：甲烷矮星

T 型矮星是涼爽的棕矮星，表面溫度大約在 550 和 1,300 K（277 和 1,027 °C；530 和 1,880 °F）之間。它們的輻射峰值在紅外線，甲烷在光譜中很突出。

如果最近對 T 型的研究是準確的，則 T 和 L 可能比其他所有類型的總和還要常見。因為棕矮星的壽命可以是宇宙年齡的好幾倍，在沒有災難性碰撞的情況下，這些質量較小天體的數量只會增加。

對原恆星盤（原行星盤是在形成恆星和型星系統中的氣體團塊）數量的研究表明，星系中恆星的數量應該比先前推測的高幾個量級。理論認為這些原恆星盤是相互競爭的。第一個形成的將成為原恆星，而這是非常暴力的天體，將擾亂附近的其它原恆星盤，剝離它們的氣體。然後，受害的原恆星盤可能會繼續成為 L 和 T 型的主序星或棕矮星，但對我們來說是很罕見的。

#### Y 型

光譜為 Y 型的棕矮星比 T 型的溫度更低，並且與它們有著完全不同品質的光譜。截至 2013 年 8 月，共有 17 顆屬於 Y 型的天體。雖然這一型的矮星已經建立模組 ，並且廣域紅外線巡天探測衛星（WISE）也在 40 光年的距離內檢測到。儘管還沒有明確定義的光譜序列，也還沒有原型，卻已經建議將幾顆棕矮星標示為 Y0、Y1 和 Y2 等類型。

這些潛在 Y 型天體的光譜在 1.55 微米左右顯示吸收。Delorme 等人認為，此一特徵是由於氨的吸收，應該做為 T-Y 轉換的指標性特徵。事實上，這種氨吸收的特徵是定義此型的主要標準。然而，此一特徵很難與水和甲烷的吸收區分；同時，其它的作者也指出，分配 Y0 型還為時尚早。

最新建議的 Y 型棕矮星是 WISE 1828+2650，光譜為 Y2 型。最初估計的有效溫度溫度在 300K 左右，接近人類的體溫。然而，視差測量表明其光度與低於 400K 的溫度並不一致。 目前所知最冷的 Y 型矮星是 WISE 0855–0714，其近似溫度為 250K。

Y 型棕矮星的質量範圍是 9～25 木星質量，但年輕天體的質量可能低於木星質量。這意味著 Y 型天體橫跨 13 木星質量的鈾融合極限，標誌著當前國際天文學聯合會棕矮星和行星之間的劃分。

#### 奇特的棕矮星

年輕的棕矮星因為有較大的半徑和較低的質量，因此與星場中類似光譜型的恆星比較之下，具有低表面重力。這些來源標有用於表示中間表面重力的 β 和低表面重力的 γ。低表面重力指的是弱的 CaH、K I 和 Na I 線，以及強的 VO 線；代表正常表面重力的 α 通常會被省略。有時，特別低的表面重力會以 δ 來標記。後綴的 "pec" 代表奇特（peculiar）。奇特的標示仍然用於其它不同尋常的特徵，並總結了不同的屬性、低表面重力、次矮星和未能解析的聯星。首碼 sd 代表次矮星，並且只包括冷的次矮星。這些首碼顯示低金屬量和運動性質，更類似於暈星而不是盤星；次矮星看起來比盤星更藍。後綴的 red 描述顏色紅色且老的天體，這不是解釋為低表面重力，而是高粉塵含量。後綴的 blue 描述傾向藍色的近紅外天體的顏色，這些不能用低金屬量來解釋。有些被解釋為 L 和 T 型的聯星，但其它的未必是聯星，例如 2MASS J11263991−5003550，而是用薄雲 / 大顆粒雲來解釋。

### 後期巨型碳星

碳星是光譜中有碳譜線的恆星，是 3 氦過程核融合的副產品。隨著碳豐度的增加，以及一些平行的重元素產生，這些恆星的光譜愈來越偏離通常後期光譜的 G、K、M 類型。富含碳恆星的等效光譜型是 S 和 C。

這型恆星中的巨星被假定自己產生這些碳，但這些類型的一些恆星是雙星，這種特殊的大氣成分被懷疑是從現在是白矮星的伴星轉移過去的，而在轉移時這顆伴星是碳星。

#### C 型：碳星

最初被歸入 R 和 N 型的恆星，也被稱為_碳星_。它們在大氣層中含有過剩的碳，是接近生命盡頭的紅巨星。舊的 R 和 N 型與正常的分類並行運行，大致從 G 型的中期至 M 型的晚期。最近，這些碳星被重新分類為統一的碳分類，C 型：從 N0 大約至 C6。冷碳星的立一個子型是 C-J 型星，其特徵是存在強烈的 13CN 和 12CN。已知有一些主序星是碳星，但絕大多數的碳星都是巨星或超巨星。碳星光譜有好幾個子分類：

* C-R –是舊有的分類（_R_），等同於晚期 G 型到早期 K 型的星。
* C-N –是舊有的分類（_R_），等同於晚期 K 型到早期 K 型的星。
* C-J – 碳星的子型，有高含量的 13C。
* C-H – 第二星族星類比於 C-R 型的恆星。 analogues of the C-R stars.
* C-Hd –缺氫碳星，類似於晚期 G 型超巨星，具有 CH 和 C2 的頻譜。

#### S 型

S 型星介於 M 型星和碳星之間，形成兩者之間的連結體。那些最類似 M 型的具有強大的氧化鋯吸收帶，類似於有一氧化鈦譜帶的 M 型星；最類似於帶有強 D 線和弱 C2 波段的碳星。S 型星具有過量的鋯和經由 S - 過程產生的其它元素，並且擁有比類似的 M 型或碳星更豐富的碳和氧豐度。與碳星一樣，幾乎所有已知的類型都是漸近巨星支星。

光譜類型由字母和介於 0 至 9 之間的數字組成。此數字對應於溫度，大致遵循 M 型巨星的溫度表。最常見的類型是 S3 到 S5。非標準型的 S10 型僅用在天鵝座 χ（米拉型變星）極小值時。

基本型之後通常跟隨著遵循下列幾種方案之一的豐度數值度指示：

* S2,5：逗號後的數字是根據一氧化鋯（ZrO）和一氧化鈦介於 1 和 9 之間的比率。
* S2/5：斜槓之後的數字是一種更新但不常見的方案，旨在表示碳與氧的比例，尺度為 1 到 10，其中的 0 將是 MS 型星。
* S2 Zr4 Ti2：可以明確指示鋯和鈦的強度。
* S2\*5：偶爾看到一個星號後面接著的數字。它表示氧化鋯的強度，尺度從 1 到 5。

#### MS 型和 SC 型：與碳星相關的中間型

在 M 型和 S 型之間，臨界的案例被命名為 MS 型星。以類似的方式，S 型和 C-N 臨界的情況被命名為 SC 或 CS。這一序列 M→MS→S→SC→C-N 被假設就是漸近巨星支中的碳星，並且隨著年齡的增加而增加碳豐度的序列。

### 白矮星的光譜型

類型 D（源自英文字 Degenerate）用於現代的白矮星光譜類型。白矮星是不再經歷核融合，並且體積已經縮小到類地行星的尺度，正慢慢冷卻中的低質量恆星殘骸。D 型之下分為 DA、DB、DC、CO、DQ、DX 和 DZ 這些子群。這些字母與其他的恆星分類中使用的字母無關，而是指示白矮星可見的外層或大氣層的組成。

白矮星的類型如下：

* DA –大氣層或外層富含氫，光譜中有有強的氫巴耳末系譜線。
* DB –大氣層富含氦，光譜中有中性氦，也就是 He I 的譜線。
* DO –大氣層富含氦，光譜以 He II 的譜線為主，也可能有微弱的氫與氦原子譜線。
* DQ –大氣層有豐富的碳，光譜中有原子或分子的碳譜線。
* DZ –大氣層中富含金屬，顯示出金屬的光譜線（合併過時的白矮星光譜：DG、DK 和 DM）。
* DC –光譜中沒有前述各型特徵的譜線，也就是說光譜幾乎是連續光譜。
* DX –光譜線不夠清晰，還無法歸入前述分類的白矮星

在類型的後面會跟一個數字，給出白矮星表面溫度的範圍。這個數值是 50400/ _T_eff，取四捨五入的整數結果。此處的 _T_eff 是以絕對溫度表示的有效溫度。1 的溫度約在 37,500K 以上，9 的溫度約為 5,500K。最初，因為四捨五入就只有 1 到 9，但最近開始使用分數值，所以可以有小於 1 或大於 9 的數值。

出現多種上述光譜特徵的白矮星，可以用多個字母指示其光譜特徵

#### 延伸白矮星光譜類型

* DAB – 富含氫和氦的白矮星，光譜顯示中性的氦譜線。
* DAO – 富含氫和氦的白矮星，光譜顯示電離氦的譜線。
* DAZ – 富含氫和金屬的白矮星。
* DBZ – 富含氦和金屬的白矮星。

白矮星使用與其它的恆星不同的特殊光譜類型符號：

### 非恆星的光譜：P 型和 Q 型

最後，從坎農的德雷珀系統留下的 "P" 和 "Q" 偶爾用於某些非星天體。P 型用於位於行星狀星雲中心的恆星，Q 型用於新星。

## 恆星殘骸

恆星殘骸是與恆星死亡有關的天體。該類型包括白矮星，從 D 型與其它型完全不同的分類中可以看出，非恆星天體很難納入 MK 系統。

MK 系統是依據赫羅圖建立的，而赫羅圖本質上是觀測的結果，因此這些殘骸不能繪製在圖上，或者說圖上根本沒有它們的位置。老的中子星是相對較小和較冷的，將落在圖的最右邊。行星狀星雲是動態的，隨著祖恆星過渡至白矮星分支，亮度往往會迅速下降。如果可以顯示，行星狀星雲將被繪製在圖的右上象限的右側。黑洞自己的光不會發射出來，因此不會出現在圖上。

提出一個使用羅馬數字的中子星分類系統：

* I 型為質量較小，冷卻速率低的中子星
* II 型為為質量較大，冷卻速率較高的中子星
* III 型的中子星也具有較高的冷卻速率，可能為奇特星的候選者。質量越大的中子星，擁有的微中子通量越高。這些微中子帶走熱量與能量，僅僅幾年的時間，一顆孤立中子星的溫度就能從數十億下降到只有 100 萬 K 左右。這個提議的中子星系統不能與早期的西奇光譜和耶基斯的亮度類型混淆。

## 已被取代的光譜類型

一些非標準的光譜類型，以及在 20 世紀中葉以前所有的光譜標準星，在恆星分類系統的修訂過程中已經被取代。但它們可能仍然存在於舊版的恆星目錄中：R 和 N 以改為 C-R 和 C-N，歸入新的 C 型（碳星）。

## UBV 系統

**UBV 系統**也稱為約翰遜系統，這是在恆星的 光度測量上才會使用到的分類。依據恆星在紫外線（U）、藍色（B）與目視（V）三種不同波長上的光度，對恆星進行 UBV 的光度測量來分類。這種分類法是美國天文學家哈洛德・約翰遜和威廉・威爾遜・摩根（William Wilson Morgan）在 1950 年代提出的，當初選擇在可見光範圍最末端的藍色光是因為這是天文攝影也能觀察到的顏色。

在實際的運用上，天文學家會比較 U、B、V 三種顏色之間的光度差，稱為色指數，用以比較不同恆星間的差異。

## 注釋

## 參考資料

## 相關條目

* 恆星演化
* 星協
* 金屬量
* 天體攝影儀
* 赫羅圖

## 外部連結

* Spectral Classes
* Libraries of stellar spectra (Dpto. Astrofísica UCM, David Montes) （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）