變星觀測
~by 陳奕融
1.變星基本資料
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SAO |
名稱 |
專有名詞 |
RA |
Dec |
星等範圍 |
變光週期 |
種類 |
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34508 |
δCepheus |
22h 29m 10.25s |
+58°24' 54.5'' |
3.5~4.4 |
5.37 |
Cδ |
|
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67452 |
βLyrae |
Sheliak |
18h 50m 04.80s |
+33°21' 45.8'' |
2.1~3.4 |
12.94 |
EB |
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125159 |
ηAquila |
19h 52m 28.37s |
+01°00' 20.3" |
3.5~4.4 |
7.18 |
Cδ |
|
|
38592 |
βPerseus |
Algol |
03h 08m 10.13s |
+40°57' 20.4'' |
2.1~4.4 |
2.87 |
EA |
|
93719 |
λTauri |
04h 00m 40.82s |
+12°29' 25.4'' |
3.4~3.9 |
3.953 |
EA |
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79031 |
ξGemini |
Mekbuda |
07h 04m 06.52s |
+20°34' 13.0" |
3.6~4.2 |
10.15 |
Cδs |
2.變星變光原理
EA型
EA型變星的典型就是大陵五(英仙β),是最早發現的食雙星,距離32秒差距。它的軌道週期就是光變週期,等於2.87天。雙星總亮度為星等2.20,光變曲線從主極小到次極小略微增加,從次極小到主極小略微減小。這主要是由於反射光的作用。在次極小前後,較亮的一邊向著觀測者,因此總亮度大一些;在主極小前後,較暗的一邊向著觀測者,所以總亮度小一點。分析光變曲線極小部份的形狀,可知交食不是全食而是偏食,軌道面和天求切面的交角約為82度。
英仙β的主星是B8型主序星,絕對星等為-0.4;伴星是G5型星,絕對星等為3.1,英仙β是半相接雙星。1906年,貝洛波爾斯基發現這個雙星系統的質量中心在移動,表示還有第三顆星存在,也就是說英仙β實際上是一個三合星。第三顆星的光譜型大約是A7,絕對星等2.3,繞質量中心轉動的週期為1.862年,軌道面幾乎與兩顆交食子星的軌道面在同一平面上,在已知的三合星中,英仙β是子星彼此離最近的一個系統。
大陵五型食雙星的週期分佈很廣,從0.2天至10000天,甚至更長。交食開始和終止的時刻可以精確確定。主極小和次極小的深度不等,有的光變曲線上不出現次極小。子星的形狀對光變的影響很小,因此應成球形或略呈扁球形,但反射光可能顯著。現以發現逾3000對的大陵五型食雙星,佔已知食雙星總數的60%以上。
EB型
EB型變星的典型是βLyrae,中名漸台二。1784年古德里克(Goodricke)發現它有變光現象,週期為12.94天每年增加19秒,光變曲線和兩顆子星的相應位置如圖1.所示,光變曲線上極小以外的部份不像英仙β那樣平直而是彎曲的,還表示兩子星相距較近,都變形成扁球型或蛋型,互相繞轉時兩顆子星的最長徑總在一條直線上。交食發生前後時兩顆子星的最長徑都差不多與視線平行,星的視面最小,交食之間,最長徑大致跟視線垂直,星的視面最大。這樣子影響下,子星扁球型使得極小(包括主極小和次極小)附近的總量度減小,極小之間的總亮度增加,也就是使得總亮度較為均勻地連續變化著。主極小和次極小的深度分別為0.8m和0.4m。在極小的底部,光便曲線也不完全是平直的,表明子星上亮度不平均。
天琴β離太陽約500秒差距。光譜中出現B8型巨星的光譜,譜線作週期性位移,它是主星產生的,主星的絕對星等大約介於-4.5~-5.0之間,光譜中還有第二套吸收線,屬於B5型,但沒有週期性位移。顯然,B5型光譜並不屬於伴星,而是在子星周圍上的氣殼上形成的。天琴β是半接型雙星。主星的質量大約超過2M☉。伴星的質量大約超過10M☉,在它的周圍有一個氣盤。
此型變星大約發現有600對,週期大部份超過一天,子星成扁球型,無交食時亮度也有顯著變化,次極小也必定出現,子星通常都是早型星。
造父變星
造父變星又分為三種:經典造父變星(Cδ)、室女W型星(CW)及矮造父變星(Cδs)
Cδ:
1784年,古德里克發現了仙王δ的光變。1894年,俄國天文學家貝洛波爾斯基首先觀測到該星光譜中譜線有週期位移,在當時這種現象被以為是仙王δ再繞一顆看不見的伴星坐軌道運動。1914年,沙普利闡明了這類變星的亮度、有效溫度和視向速度的週期變化(圖二)不可能是由於雙星的軌道運動產生的,最好的解釋星體在脈動銀河系中的經典造父變星的光變週期大都在1~50天範圍內,週期最長的是武仙BP,為83.1天。光變幅度一般在一個星等左右,少數的星等小的多,最著名的是北極星,小於0.1個星等 。經典造父變星的光變曲線的形狀與週期長度之間有一種對應的關係(赫氏關係),但這只是一種統計的關係,也有不少的例外。
經典造父變星是黃色的巨星和超巨星,質量為太陽的幾倍至十倍左右,他們的光度很大,以致在大約30個和外星系中已觀測到這類變星。 他們的光譜在亮度極大時一般為F型,極小時為G型或K型。這類變星半徑的變幅不大,約為5%~10%,因而亮度的變化主要由有效溫度的改變所引起,半徑變化對光變曲線的影響較小。
Cδs:
這類變星的光譜型在A2至F5範圍內。包括了盾牌δ型星和船帆AI型星他們的光變週期介於0.05天和0.3天之間。這兩者的主要區別在於光變幅度,盾牌δ型星小於0.2個星等,船帆AI型星則在0.3至0.8個星等間有些矮造父變星光變曲線的變幅在緩慢變化,這是由於星體同時以兩種週期脈動,而互相疊加的效果。目前只知道盾牌δ型星在演化上應處於脫離主序星象巨星區域移動的階段,至於船帆座AI型星所處的演化階段則還不清楚。
參考書目: