Звезда спектрального класса M

Звёзды спектрального класса M имеют температуры поверхности от 2500 до 3800 K и красный цвет. Для их спектров характерно наличие полос поглощения молекулярных соединений, в частности, TiO, и линий поглощения нейтральных металлов. С физической точки зрения спектральный класс M является очень разнородным и включает в себя не только звёзды различных масс, но и некоторые коричневые карлики.

Спектр звезды класса M5V

Характеристики

К спектральному классу M относятся звёзды с температурами 2500—3800 K. Цвет звёзд этого класса — красный, показатели цвета B−V составляют около 1,5^m[1][2][3].

Спектры этих звёзд пересечены полосами поглощения молекулы TiO и других молекулярных соединений. Также наблюдается множество линий нейтральных металлов, из которых линия Ca I^{[комм. 1]} наиболее сильна^[4][5][6]. Полосы TiO усиливаются у поздних подклассов^{[комм. 2][7]}.

Подклассы

Между подклассами M наиболее сильно меняется интенсивность полос TiO. Поскольку интенсивность этих линий зависит и от металличности звезды, могут сравниваться интенсивности различных полос TiO друг с другом: например, TiO λ4804^{[комм. 3]}, которая слабо меняется с температурой, и TiO λ4955, которая при понижении температуры усиливается довольно быстро. Другой критерий — отношение интенсивностей Ca I λ4226 к Fe I λ4383, возрастающее к поздним спектральным классам. В красных карликах подклассы можно различать по профилю линии поглощения MgH: к поздним подклассам он становится менее резким из-за усиления соседней полосы TiO. Полоса молекулы CaOH в области 5500—5560 Å также используется для определения подкласса: она становится видна у звёзд подкласса M3 и более поздних^[8].

Классы светимости

Абсолютные звёздные величины звёзд главной последовательности класса M2 составляют 10,6^m, у гигантов того же класса ― −0,6…−1,7^m, у сверхгигантов ― ярче −2,9^m (см. ниже➤). Различие в светимости между звёздами класса M больше, чем в каком-либо другом спектральном классе^[9].

В классе M наиболее заметное различие между спектрами звёзд разных классов светимости — интенсивность линии Ca I, которая уменьшается при росте светимости. Такой же эффект наблюдается у полос MgH. Также могут использоваться линии K I λ7665 и λ7699, которые также более слабы в гигантах и сверхгигантах, но их интенсивность зависит от температуры, поэтому по этим линиям подкласс и класс светимости определяются итеративно^[10].

Дополнительные обозначения и особенности

Углеродные и циркониевые звёзды могут иметь температуры, близкие к таковым у звёзд класса M, и похожие спектральные характеристики, хотя и выделяются в отдельные спектральные классы C и S соответственно^[11]. Разновидность звёзд класса M с эмиссионными линиями в спектре — Me-звёзды, среди них встречаются как гиганты и сверхгиганты, так и карлики^[12].

Физические характеристики

Изображение Бетельгейзе — звезды класса M

Спектральный класс M является очень разнородным с точки зрения физических параметров звёзд. Например, красные карлики — звёзды главной последовательности класса M, имеют массы менее 0,5 M_⊙, светимости менее 0,08 L_⊙ и из всех звёзд являются наиболее многочисленными^[12][13]. Согласно теоретическим расчётам, самые маломассивные из них могут существовать порядка 10 триллионов лет, что на порядки превышает возраст Вселенной^[14].

Достаточно молодые и массивные коричневые карлики также могут иметь температуру, достаточную, чтобы относиться к спектральному классу M, но не ранее подкласса M7^[15]. В то же время, самые маломассивные звёзды достаточно большого возраста могут иметь более низкие температуры и принадлежать к спектральному классу L, к которому относятся коричневые карлики^[16].

Красные гиганты и сверхгиганты этого класса более массивны и часто переменны: обычно они являются долгопериодическими переменными, например, миридами, и могут относиться как к населению I, так и к населению II^[17]. Сверхгиганты класса M имеют самые большие размеры из всех звёзд^[12].

Звёзды класса M составляют 73 % от общего числа звёзд Млечного Пути^[18], но их доля среди наблюдаемых звёзд гораздо меньше, поскольку их большая часть — тусклые красные карлики^[13]. Например, в каталоге Генри Дрейпера, включающем в себя звёзды с видимой звёздной величиной до 8,5^m, около 3 % звёзд относятся к классу M^[19][20].

Параметры звёзд спектрального класса M разных подклассов и классов светимости^[21]

Спектральный класс	Абсолютная звёздная величина, m			Температура, K
	V	III	I	V	III	I
M0	9,2	−0,2…−1,3	−2,6…−7,3	3759	3845	3790
M1	9,7	−0,3…−1,5	−2,7…−7,3	3624	3750	3745
M2	10,6	−0,6…−1,7	−2,9…−7,0	3489	3655	3660
M3	11,6	−0,8…−1,9		3354	3560	3605
M4	12,9	−1,1…−2,2		3219	3460
M5	14,5			3084	3355	3450
M6	16,1			2949	3240
M7				2814	3100
M8				2679	2940
M9				2544	2755

Примеры

К звёздам главной последовательности класса M можно отнести 40 Эридана C (M4.5V)^[22], примером гиганта служит Бета Пегаса (M2.5II-III)^[23], а сверхгиганта ― Бетельгейзе (M1-M2Ia-Iab)^[24].

Ближайшая звезда к Земле после Солнца — Проксима Центавра, относится к классу M и находится на расстоянии 1,30 парсека (4,24 светового года)^[25]. Ярчайшей звездой класса M для земных наблюдателей является Бетельгейзе: его видимая звёздная величина равна 0,50^m[19].

Некоторые звёзды класса M, используемые как стандарты^[26]

Спектральный класс	Класс светимости
	V	III	I
M0	Глизе 846[комм. 4]	Мирах
M1
M2	Глизе 411	Хи Пегаса	Мю Цефея
M3	Глизе 752 A
M4	Глизе 166 C[комм. 5]	HR 3577	EV Киля[комм. 5]
M5
M6
M7		BK Девы
M8
M9		R Льва