在天文学，恒星分类是将恒星依照光球温度分门别类，伴随着的是光谱特性、以及随後衍生的各种性质。根据维恩定律可以用温度来测量物体表面的温度，但对距离遥远的恒星是非常困难的。恒星光谱学提供了解决的方法，可以根据光谱的吸收谱线来分类：因为在一定的温度范围内，只有特定的谱线会被吸收，所以检视光谱中被吸收的谱线，就可以确定恒星的温度。早期(19世纪末)恒星的光谱由A至P分为16种，是目前使用的光谱的起源。

恒星光谱分类 20世纪初，美国哈佛大学天文台对50万颗恒星进行了光谱研究。他们根据恒星不同的谱线进行了分类，结果发现它们与颜色也有关系.

  • 蓝色:“O”型
  • 蓝白色“B”型
  • 白色:“A”型
  • 黄白色:“F”型
  • 黄色:“G”型
  • 橙色:“K”型
  • 红色:“M”型

西奇分类

早期的分光学是由安吉洛·西奇神父在1863至1867年创建的西奇分类，他写道：

  • 第一类：白色和蓝色的恒星，光谱有厚重的氢线和金属线。（现在的A类）
  • 第二类：黄色星 － 氢的强度减弱，但是金属线更为明显。（现在的G和K类）
  • 第三类：有宽阔谱线的橘色星。（现在的M类）
  • 第四类：有明显碳带的红色星和碳星。
  • 第五类：发射谱线的恒星（f.ex. Be、Bf等）
这种分类法在19世纪的90年代末期由哈佛分类法取代，其余的部分在下述的文章中谈论。

哈佛光谱分类

赫罗图的横座标是光谱的型态，依照温度的顺序由左向右依序为O、B、A、F、G、K、M等类型，是由哈佛大学天文台发展出来的，所以称为哈佛分类法。1894年，哈佛大学天文台开始对恒星光谱作有系统的分类，在安妮·坎农的主持下，经历了40年时间，到1934年共分析了数十万颗恒星的光谱，编纂成10册的亨利·德雷珀星表及其扩充星表，并发展出现在使用的摩根-肯那光谱分类法。

摩根-肯那光谱分类法

这是目前最通用的恒星分类法，依据恒星的温度由高至低排序(质量、半径和亮度皆与太阳比较)，但其光谱标示仍沿用哈佛光谱中的分类，将恒星的光谱分成七大类，每类再细分为十小类。但目前最热的星为O5，最暗的星为M5，即O型只有五小类，M型只有六小类，总计为61小类。

各类型的特性如下：
  • O：温度高於25,000K，有游离的氦光谱，氢的谱线不明显，在紫外线区的连续光谱强烈。多数的原子都呈现高游离状态，如氮失去两个电子，矽失去三个电子。
  • B：温度在11,000至25,000K之间，氦原子谱线呈现中性，矽则失去1或2个电子，氧和镁原子失去1个电子。如B0就已经没有氦的游离谱线，氢谱线则已很明显。
  • A：温度在7,500至11,000K之间，光谱以氢原子的谱线最强烈，矽、镁、铁、钙、钛等都为游离的谱线，但金属的谱线很微弱。如A0已经没有氦的谱线，有微弱的镁与矽的离子谱线，也有钙离子的谱线。
  • F：温度在6,000至7,500K之间，有离子化的金属谱线，氢的谱线转趋微弱但仍很明显，铁、铬等自然态的金属谱线开始出现。如F0的钙离子线强烈，氢的谱线虽已减弱，但中性氢原子谱线与一阶金属离子线都很明显。
  • G：温度在5,000至6,000K之间，有游离的金属、钙谱线及部份的金属谱线，氢原子的谱线更为微弱，分子谱线(CH)已经出现。如G0谱线以中性金属线为主，钙的离子线达到最强，氢氧根(G带)的吸收线很强。
  • K：温度在3,500至5,000K之间，主要为金属谱线。如K0在蓝色的连续区强度微弱，氢线很微弱，有中性金属谱线，分子谱线(CH、CN)依然存在。
  • M：温度低於3,500K，有金属、分子及氧化物的谱线，氧化锑(TiO)的谱线成为最主要的谱线。如M0已有很强的分子带，尤其是氧化锑、钙原子的谱线强烈，红色区呈现连续光谱；M5钙原子的谱线很强，氧化锑的强度超过钙。
此外，在巨星的区域内因为还有其他的元素参与核反应，所以还有R、S、N三种在巨星分支上才会用的分类；还有些恒星因为有些特殊谱线而不易归类於其中，也会另外加上注解用的字母作为区别。

光谱的排序

哈佛光谱分类法在制定之初，参考了太阳光谱的命名方法，以氢原子光谱为依据，依照强弱以字母A、B、C、D的顺序来标示，A型就是氢谱线最强烈的，B型比A型要弱一些，C型又再弱一些，依此类推。而我们知道氢的谱线只在特定的温度范围内才会明显，温度太高或太低谱线都会减弱，所以当摩根与肯那使用温度来排列时，字母就不再能依序排列了；同时也参考其他原子的谱线，合并与删除了一些重复的类型，将哈佛分类原来的16种分类改成为今日我们所看见的型态。

摩根-肯那光谱在天文学上使用的非常广泛，为便于学生记忆，发展出了许多记忆用的口诀，其中最为人熟知的便是这一句：Oh! Be A Fine Girl Kiss Me，讽刺的是天文学家几乎都是男性，但制定哈佛光谱分类法的却是一群女天文学家。

摩根-肯那光谱分类的记忆口诀还有如下所列的一些：
  • Oh By A Fine Glass Kill Me.
  • Oh Be A Fine Guy/Gal Kiss Me.
  • Oh Begone, A Friend's Gonna Kiss Me.
  • Only Boys Accepting Feminism Get Kiss Meaningfully.
这些还都是传统的记忆口诀，在网路上还可以找到各种不同场合（包括政治）的口诀。

O、 B、和A型有时被称为早期形光' ，K和M称为晚期型光'，这与观测无关，是依据20世纪初期的理论而来的，当时认为恒星诞生时是高温的早期型，然後温度逐渐下降成为低温的晚期型。现在知道这种说法是完全错误的。 (参见：恒星演化)。

罕用的光谱类型

有一些罕用的光谱分类，只适用在少数的恒星上：

  • W：25000～50000K - 沃尔夫-拉叶星。
  • L：1,500 - 2,000 K – 恒星的质量不足以让氢的核聚变持续进行的棕矮星。'代表锂，在恒星内会很快的蜕变。
  • T：1,000 K – 比棕矮星温度更低的恒星，在光谱中有甲烷的谱线。
  • C：碳星.
  • R：以前是光谱中有碳星谱线的K型恒星。
  • N：以前是光谱中有碳星谱线的M型恒星。
  • S：原本是M型的恒星，但正常的氧化锑谱线被氧化锌谱线取代。
  • D：白矮星，例如，天狼 B
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