>⊙) остаются на главной последовательности около 10 млрд лет. А у звезд с массой
M ≲ 0,8
M>⊙ стадия термоядерного «горения» водорода столь продолжительна, что за время жизни Галактики они еще не успели покинуть главную последовательность.
Уход с главной последовательности происходит потому, что по мере «сгорания» водорода в центре звезды меняется ее структура. Плотное гелиевое ядро сжимается, его температура растет, в окружающем его водороде реакции термоядерного синтеза становятся более интенсивными, растет светимость звезды. Наружные слои звезды нагреваются и расширяются, становясь более прозрачными и давая путь избыточному потоку излучения, выходящему из ядра звезды. Размер звезды значительно возрастает, вплоть до гигантского, во много раз превосходя радиус Солнца (R>⊙ = 7 · 10>8 м). При этом поверхность звезды немного охлаждается, звезда краснеет.
Звезду значительно большей светимости и размера, чем у большинства звезд того же спектрального класса, астрономы называют гигантом. На диаграмме Герцшпрунга – Рассела большинство звезд принадлежит главной последовательности, а звезды-гиганты, уже покинувшие главную последовательность и движущиеся вдоль «ветви гигантов», приближаются к концу своей эволюции, увеличивая при этом свой радиус и светимость и уменьшая температуру своей поверхности. Особенно велико различие в размерах и светимостях между красными гигантами и красными карликами, населяющими нижнюю часть главной последовательности. Тогда как красные карлики в несколько раз меньше Солнца и светят в сотни раз слабее его, красные гиганты в десятки раз больше Солнца и светят в сотни раз сильнее. Звезды еще большей светимости и размера называют сверхгигантами.
Термин «сверхгигант» астрономы ввели еще до того, как была создана последовательная астрофизическая теория эволюции звезд. В середине ХХ века астрономы называли сверхгигантами просто звезды наибольшей светимости. Поэтому указание на то, что данная звезда – сверхгигант, не всегда прямо связано с ее эволюционным статусом. Так что следует различать голубые и красные сверхгиганты. Голубые (горячие) сверхгиганты – это молодые звезды главной последовательности; к ним относится, например, Регул в созвездии Лев. Красные («холодные») сверхгиганты – напротив, старые, сильно проэволюционировавшие звезды, располагающиеся на ветви сверхгигантов диаграммы Герцшпрунга – Рассела; к ним относится, например, Бетельгейзе в созвездии Орион. Радиусы старых сверхгигантов составляют от 100 до 1000 R>⊙.
Поскольку на стадии гиганта звезда ярко светит, интенсивно сжигая свое «топливо», этот период в жизни звезды длится недолго, поэтому звезды такие встречаются нечасто. Но при массовом изучении звезд выяснилось, что еще значительно реже встречаются звезды экстремально высокой светимости, превосходящие своей светимостью Солнце в сотни тысяч раз. Прежде такие звезды называли «сверхсверхгигантами», но теперь за ними укрепилось название «гипергиганты». На диаграмме Герцшпрунга – Рассела их последовательность располагается на самом верху, выше последовательности сверхгигантов. В нашей Галактике известно не более дюжины таких объектов, хотя обнаруживаются они на очень больших расстояниях. Примеры гипергигантов: Р Лебедя (P Cyg), r Кассиопеи (ρ Cas), Cyg OB2-12, 6 Cas. По своим свойствам они близки к ярким голубым переменным звездам типа S Золотой Рыбы (S Dor), расположенной в соседней галактике Большое Магелланово Облако.