恒星の分類
恒星の分類では、恒星を分類する方法について説明する。
基礎知識の導入
[編集]以下の説明において必要な基本的な知識を導入する。
太陽光をプリズムに通すと、光は分散して虹色の光が見える。この虹色の帯をスペクトルという。
太陽光のスペクトルを詳しく見ると、暗い筋が多数見られる。これを、発見者の名にちなんでフラウンホーファー線、または吸収線、暗線と呼ぶ。右図で「F」に位置するのは水素のフラウンホーファー線である。
スペクトル分類
[編集]恒星は、フラウンホーファー線の現れ方によって分類できる。温度が高い恒星では水素のフラウンホーファー線が顕著に見られ、温度が低い恒星では重元素のフラウンホーファー線が強調される傾向にある。恒星は温度の高いものから順に、O、B、A、F、G、K、Mというアルファベットで分類される。O型は青く、M型は赤い。
さらに、アルファベットの後ろに0から9までの数字を付けて、温度の細かい違いを示すことができる。0に近いほど温度が高く、9に近いほど温度が低い。
また、光度（明るさ）による分類も行われる。最も明るい星は極超巨星で「0」、最も暗い星は白色矮星で「VII」に分類される。
通常、これらの分類を組み合わせたMK分類が使用される。たとえばK型の主系列星は「K5V」と表される[1]。
HR図
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右図は恒星の分類を示したヘルツシュプルング・ラッセル図（HR図）である。縦軸は絶対等級、横軸はスペクトル型を表しており、上に行くほど明るく、右に行くほど温度が低い。
図には0からVIIまでの分類が示されており、以下に代表的な恒星の例を挙げる。
- 0 - 極超巨星 - ピストル星
- I - 超巨星 - リゲル
- II - 輝巨星 - カノープス
- III - 巨星 - ミラ
- IV - 準巨星
- V - 主系列星 - 太陽
- VI - 準矮星 - カプタイン星
- VII - 白色矮星 - シリウスB
また、これらの分類以外に、特異な性質を持つ恒星には特別な名前が付けられている。たとえば、スペクトル型のO型よりも左に位置するWR星（ウォルフ・ライエ星）は、輝線が特徴的で、酸素、窒素、炭素の輝線によりWO型、WN型、WC型に細分化される。
一方、M型よりも右に位置するL型やT型の恒星には、褐色矮星や、恒星になる前の初期段階にあるYSO（若い星状天体）などが含まれる。
連星と多重星
[編集]2つの恒星が共通の重心を回っているものを連星という。明るい方の星を主星、暗い方の星を伴星と呼ぶ。
連星にはいくつかの種類があり、実際に2つの恒星が見えるものは実視連星、光度が周期的に変化するものは食連星、視線速度の変化で発見されるものは分光連星である。
また、方向が同じために見かけ上重なって見えるものを二重星という。さらに3つ以上の恒星が関係するものは多重星と呼ばれる。
食連星のスペクトル線は、ドップラー効果によって波長にズレが生じるため、公転周期を求めることができる。ケプラーの第三法則を使うと次のようになる。
（a: 平均距離、T: 公転周期、G: 万有引力定数、M: 主星の質量、m: 伴星の質量）
主星と伴星の共通重心までの距離がわかれば、mをMで表し、Mを求めることができる[2]。
連星の質量がわかると、質量と光度の関係を調べることができ、光度は質量の3乗から4乗に比例する。これを質量光度関係という。この関係は、質量が増えるほど核融合反応が活発になることを示している。