作者：文/虞子期
隨著宇宙科學的進步，越來越多的人知道了各類天體的顯著特徵。比如，我們不再認為天上的星星都是永恆不變的，也不再畏懼所謂的「掃把星」划過天空。相對而言，恆星天文學這個類目是我們目前涉獵相對更多的領域，關於它的探索歷史可以追溯到古代人類社會。然而，在諸多恆星中，有一種被稱作脈動恆星的天體，它是這個群體中更為特殊的存在。我們都知道，有不少的恆星都會出現亮度略微波動的現象，包括我們的太陽也不例外，尤其是當它們的外層出現收縮和膨脹這兩種情況的時候，但並不是所有的脈動恆星都具有完全一樣的特性。
熱亞矮星的特殊亮度變化
通過超大望遠鏡的觀測，科學家們從一顆垂死的亞微米O星的模糊遺骸中，意外發現了一種新的脈動恆星類型，並且，研究人員無法將其和以前探索過的任何東西聯繫起來。就變星而言，在通常情況下，該恆星的亮度改變範圍會保持在1%到2%左右，包括我們太陽系中的太陽。而這類新發現的變星卻有所不同，這些恆星的亮度改變頻率是6至8分鐘，其亮度的變化值甚至超過10%。在科學家們曾經探索過的類似變星中，不管是它的亮度變化範圍，還是亮度變化率，這樣的結果無疑是令人感到震驚的。
通過觀察發現，這些小矮星都是具有質量和發光度較低的恆星類型，如果將它們的大小大和太陽相比，其質量佔比大約為太陽的十分之一。這些星球都具有非常熱的氛圍，同時也非常緊湊。就我們所熟知的太陽而言，其表面溫度為5538攝氏度左右，而這幾顆恆星的溫度卻達到了50000攝氏度。科學家們表示，體積如此之小，而溫度又奇高無比，這可能和它們失去了氫氣包層有關。根據恆星的演化歷程來看，它們接下來的成長階段將面臨著膨脹，紅巨星會是它們的下一個生命形態，並在其進化的最終階段成為一顆恆星的殘骸。
恆星的可變原因並不單一
通常我們都簡單粗暴的將變星理解為亮度會改變的恆星，雖然它們發生的變化可能只在不到一秒的時間裡。然而，恆星的可變性原因並不止一個，除了恆星的光度會變化以外，它的質量也會發生變化。比如，食雙星會因為伴星的移動而變得時而暗淡、時而明亮。並且，變星也有不同的類型，其中一種是因為被外部其他恆星的運轉而導致的亮度變化，而另一種則是由於恆星內部的火山爆發等現象引起的收縮和膨脹，因為這些內在的變化也會影響恆星的亮度。
科學家們認為，這些熱亞矮星球表面的「鐵層」，正在推動恆星的這種脈動變化，雖然研究人員並沒有直接觀察到這一切。並且，它們應該身處於自己的二元系統之中，當其中的兩顆恆星彼此繞著軌道運行的時候，它們的氫被伴星所剝奪。這些恆星上無處不在的高溫環境，導致了它們的內部存在極大的輻射壓力，正是這些壓力將像鐵這樣的重元素，推向了這些恆星的表面。隨著重元素被輻射推動而上升，同時也會伴隨著恆星內部溫度的急劇上漲，直至鐵到達星球表面、且溫度已然回落，然後，鐵冷卻了下來。正是這一系列的循環事件，讓恆星產生了擴張和收縮，並最終導致了這類新脈動恆星的發現。
不同類型的變星特性不同
在脈動變星中，造父變星是一種更為特殊的明亮恆星，在宇宙中扮演了關鍵性的角色。科學家們需要通過它的光度變化來進行距離的測量，當特定的模式開啟之後，它們會在極短的時間內就發生急劇性的膨脹和縮小。通常情況下，它們的短期變化氛圍在1天到100天左右，並且，它們大約比太陽還要大500到300000倍，就像是一種龐大而年邁、已處於「老年人」狀態的恆星。
而食雙星則往往都擁有自己的行星，從地球的位置來看，它們的光線往往是模糊和波動的，因為它們總是在彼此的前面相互繞行，導致了它們的光線和我們地球上的月食有一些相似。這樣的旋轉恆星也是變星中的一種，在通常情況下，它們的變化主要集中在表面斑點或板塊引起的較小光度變化，只是它們的磁極上可能會伴隨亮點的出現。這些恆星一般都位於二元系統之中，而其形狀可以是橢圓形這樣的非球形形態，因為這樣的結構更利於它們在移動的時候引起亮度的變化。
變星可加深對恆星的理解
科學家們之所以如此熱衷於對變星的研究，除了體驗到這樣令人驚訝的亮度波動，了解這些亮度變化背後的科學原理以外，更能加深人類對恆星、乃至宇宙的理解。比如，恆星的半徑、光度、溫度、質量的屬性信息，以及這些恆星的結構組成和生命演化形式；另外，在對變星的研究過程中，我們還可能會意外檢測到矮星新星的爆發、日食時間的預測等；與此同時，對不同類別變星進行的研究，於天文學而言都具有特殊的價值，比如，造父變星可幫助科學家們更準確的確定宇宙的年齡，並提供那些遙遠星系的信息。
變星就像是天文學中的一個特殊研究領域，不管是超大質量黑洞，還是活動星系，我們都可以通過災變變量來理解；科學家們通過對米拉變量的研究，讓我們對宇宙的膨脹過程有了更深入地了解，這樣的研究也對我們的太陽系起到了很重要的探索意義。關於這一切的一切，我們可以這樣簡單的進行概括，變星研究是宇宙學中不可或缺的一部分，它在我們對宇宙的理解中發揮著至關重要的作用。科學家們將繼續尋找更多的脈動恆星，因為宇宙中的特殊變星並不只有這四個，這不過是一個開始，對於這個群體而言，我們目前的所知的信息還遠遠不夠。或許，新發現的脈動恆星，可以讓科學家們更加清楚，在恆星被剝離所有物質後、在它的生命終結時，到底發生了什麼。