一閃一閃亮晶晶——變星(一)

2021-01-18 清華天協

註:封面圖:食變雙星的示意圖

(來源:http://www.astron.ac.cn/bencandy-3-8574-1.htm)



「一閃一閃亮晶晶,滿天都是……」

「你咋啦,莫非被期中考那絢爛的分數亮瞎了……?」

「…………………」



行了行了別鬧了,趕緊進入正題~~



今天呢,要介紹的是一種會「閃」的星星,不過它不同於平日裡咱們看到的星光的閃爍(這是由於地球大氣氣流的不斷擾動造成的),而是恆星自身光度較明顯地不斷變化(物理變星)或由於雙星掩食等原因(幾何變星)的結果,且大多有規律、周期性地明暗變化。(如下圖)這種恆星被稱作「變星」。


(來源《基礎天文學》(劉學富,高等教育出版社,2004年7月第一版))


之所以說是「光度較明顯變化」,是因為光度變化的現象在恆星中是普遍存在的。就拿咱們的太陽來說,實際上它也會周期性地有約0.1%的光度變化,不過非常不明顯罷了。


也許你會問,變星不就是一會兒亮一會兒暗麼,有什麼好看的?嘿嘿,變星在天文學研究上可是有極其重要的地位的。最直觀地,它們不同的光變的機理就隱含著恆星不同結構和演化的重要信息,也為天文學研究提供了用於驗證各種理論學說的良好對象。

同時,其中幾種變星還是宇宙中的「標準燭光」,也是天文學家得意的「量天尺」,因為它們能夠讓人們方便地測出它們離我們有多遠,而這測距對於天文學研究是極極極……(省略十萬字)其重要的。(要知道,天體間的距離可不是像平時一樣搞把尺子想測就測的,同時,你要是不知天體間的距離,還研究個啥?所以為數不多且適用範圍不盡相同的幾種測距方法就顯得如此重要。)




不過先不急著這麼深入探索,咱們來初步地認識一下變星大家庭。

首先說明一點,變星在茫茫宇宙中並不很稀少,並非幾十個手指頭【大霧】能數清的。僅截止至2003年出版的變星總表,在我們銀河系中發現的變星數目已經接近40,000顆,在其它星系中也有約10,000顆,甚至還有超過10,000顆被「懷疑」是變星。(數據來自wiki)


然後解釋幾個科學名詞:

光變曲線:就是以時間為橫軸,恆星的光度為縱軸的函數圖

光度:可以不嚴謹地理解為對恆星自身有多亮的衡量,只由其自身決定,不由我們在多遠看它等因素決定(因此不同於亮度)

光變周期:顧名思義,周期性變化的變星完成一次完整光變過程所需時間。不同種類的變星的光變周期有顯著差別,短可至幾小時甚至以下,長可至數年甚至更長。

註:「變星」有時指的可能是一個雙星系統,不一定是一顆星造成的,下面也會遇到。


接下來讓我們看看變星的分類:按照其亮度和光譜變化的原因,可以分成物理變星以及幾何變星兩類。其中物理變星又包括脈動變星、爆發變星、激變變星、災變變星和不規則變星等;而幾何變星包括食變星(也稱食變雙星)和自轉變星兩類。

(是不是已經暈了_(:зゝ∠)_,我馬上就一一簡介)


【物理變星】







【幾何變星】

(來源:http://tupian.baike.com/doc/%E8%81%94%E6%98%9F/tctupian/1/3?target=a0_64_04_01300000009075132578042661943.gif)


當然,在天文學中,以上各大類變星還進一步分為眾多小類比如:

造父δ型變星

室女W型變星

天琴RR型變星

盾牌δ型變星

鳳凰座SX型變星

快速振蕩Ap變星

仙王β型變星

望遠鏡座PV型變星

米拉型變星

金牛RV型變星……………………


(就是這麼酸爽~~)

好吧,這裡就不贅述了。(⊙ ▽ ⊙)



接下來請大家欣賞兩個漂亮的變星~~


首先是麒麟座變星V838Mon,在它爆發之前是一顆紅巨星,也是天文學家們觀測過最為巨大的恆星之一。

(來源:http://erfan1016.blog.163.com/blog/static/543501322009126448116/ 下一張圖同)

另附上一張哈勃拍攝的動圖


然而到底有多大呢?看看下面這兩張對比圖你就知xia道si了~~~(順便吐槽一下圖片裡那個雄牛座一等星這什麼叫法……明明是金牛座畢宿五,還有那個心大星也是什麼鬼……正解:心宿二)


(以上兩張來源:http://tieba.baidu.com/photo/p?kw=%E5%A4%A9%E6%96%87&tid=2125065394&pic_id=36af8c5494eef01fa04757c5e0fe9925bc317d7b#!/pid130397dda144ad342be5c887d0a20cf431ad857c/pn1)

呵呵了吧~~(注意太陽在第二張圖的右下角)


船底座η星變星(海山二)

(仔細的同學會發現它在上圖中也出現過)


(來源:http://news.mydrivers.com/1/286/286217.htm)


很壯麗吧~~這就是茫茫宇宙給予我們的震撼



其實,很多我們所熟悉的恆星都是變星,比如參宿四(獵戶臂)、漸臺二(天琴座平行四邊形頂點之一)等等。


好了,第一期的變星小知識就要告一段落了,下期將會主要介紹變星中的宇宙「標準燭光」——造父變星以及Ⅰa型超新星。不過,最後留一個小問題~~脈動變星的子門類中有一種「蒭藁型變星」,你會讀嗎?【步步高牌點讀機~~~那裡不會點哪裡……( ╯▽╰)


(本文部分數據引自《基礎天文學》(劉學富,高等教育出版社,2004年7月第一版))



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