Введение

Звёзды со сверхгигантским классом светимости и спектральным классом K или M

Красные сверхгиганты (RSG) — это звёзды с классом сверхгигантской светимости (Yerkes class I) и звёздной классификацией K или M. Они являются самыми большими звёздами во Вселенной по объёму, хотя и не самыми массивными или яркими. Бетельгейзе и Антарес А — самые яркие и известные красные сверхгиганты (RSG), фактически единственные красные сверхгиганты первой звёздной величины.

Свойства

Красные сверхгиганты развиваются из звёзд главной последовательности с массами между примерно и 30 или AGB-звёзды могут развивать спектры с классом светимости сверхгиганта по мере расширения до экстремальных размеров относительно своей малой массы, и они могут достигать светимостей в десятки тысяч раз больше солнечной. Промежуточные "сверх-AGB" звёзды, около , могут испытывать углеродное горение и могут производить сверхновую с захватом электрона в результате коллапса ядра кислорода и неона. Звёзды главной последовательности, сжигающие водород в своих ядрах, с массами между будут иметь температуры между примерно 25 000 K и 32 000 K и спектральные типы раннего B, возможно, очень позднего O. Они уже очень яркие звёзды светимостью из-за быстрого CNO-циклического синтеза водорода и имеют полностью конвективные ядра. В отличие от Солнца, внешние слои этих горячих звёзд главной последовательности не являются конвективными. Некоторые красные сверхгиганты проходят через "голубые петли", где они временно увеличивают температуру, прежде чем вернуться в состояние красного сверхгиганта. Это зависит от массы, скорости вращения и химического состава звезды. В то время как многие красные сверхгиганты не испытывают голубую петлю, некоторые могут иметь несколько. Температура может достигать 10 000 K на пике голубой петли. Точные причины голубых петель варьируются у разных звёзд, но они всегда связаны с увеличением доли гелия в массе звезды и усилением скорости потери массы из внешних слоёв. Все красные сверхгиганты исчерпают гелий в своих ядрах в течение одного-двух миллионов лет, а затем начнут сжигать углерод. Это продолжается с синтезом более тяжёлых элементов до тех пор, пока не образуется железное ядро, которое затем неизбежно коллапсирует, производя сверхновую. Время от начала углеродного синтеза до коллапса ядра составляет не более нескольких тысяч лет. В большинстве случаев коллапс ядра происходит, когда звезда всё ещё является красным сверхгигантом, большая оставшаяся водородная атмосфера выбрасывается, и это производит спектр сверхновой типа II. Непрозрачность этого выброшенного водорода уменьшается по мере его охлаждения, и это вызывает задержку в падении яркости после первоначального пика сверхновой, что является характеристикой сверхновой типа II P. Наблюдаемые прородители сверхновых типа II P имеют температуры между 3 500 K и 4 400 K и светимости между и . Это соответствует ожидаемым параметрам менее массивных красных сверхгигантов. Наблюдалось небольшое количество прородителей сверхновых типа II L и типа IIb, все с светимостью около и несколько более высокой температурой до 6 000 K. Они хорошо соответствуют немного более массивным красным сверхгигантам с высокой скоростью потери массы. Нет известных прородителей сверхновых, соответствующих самым ярким красным сверхгигантам, и ожидается, что они эволюционируют в звёзды Вольфа-Райе перед взрывом. До 21-го века наибольшее количество известных красных сверхгигантов в одном скоплении составляло пять в NGC 7419. Большинство красных сверхгигантов встречаются поодиночке, например, Бетельгейзе в ассоциации Orion OB1 и Антарес в ассоциации Scorpius–Centaurus. С 2006 года было идентифицировано несколько массивных скоплений вблизи основания рукава Центавра-Щита галактики, каждое из которых содержит несколько красных сверхгигантов. RSGC1 содержит по крайней мере 12 красных сверхгигантов, RSGC2 (также известное как Stephenson 2) содержит по крайней мере 26, RSGC3 содержит по крайней мере 8, а RSGC4 (также известное как Alicante 8) также содержит по крайней мере 8. В небольшой области неба в направлении ...