[科普中国]-变星

基本介绍

天文学上把那些亮度时常变化的恒星称作变星。已发现的变星有2万多颗，著名的造父变星、新星、超新星等都属于变星。按光变的起源和特征，可将变星划分为3大类：食变星、脉冲星和爆发星。食变星是双星系统中的一个子星。从地球上看去，该子星在其伴星之前通过，部分地屏遮住伴星的光；而伴星在该子星之前通过，又部分地屏遮住该子星的光。每当上述情况发生时，双星系统的亮度会出现起伏。大陵五可能是最具有代表性的一个食变星。大陵五的西语名称是algol，意为闪烁之魔。另外两种类型的变星和食变星不同。它们都是自身变光的变星。也就是说，它们发出的辐射能随时间而改变。脉冲变星是自身周期地膨胀和收缩，致使它们的亮度和大小都有脉动。造父变星和天琴RR星是脉冲变星的两种典型代表。爆发变星中包括新星、超新星等。突然爆发出辐射能的变星，亮度的突然增大只持续很短时间，随后又缓慢变暗。

发现史公元1600年前后，人们第一次发现某些恒星的光度会发生改变。公元1572年及公元1604年，分别有超新星在天空中出现。公元1592年，大卫·法巴雷克斯(David Fabricius)发现鲸鱼座ο星有周期性的消失现象，之后这颗恒星被称为米拉(Mira，拉丁字，意思是"不可思议的恒星")。这些发现都证明了恒星的世界，不像亚里士多德和一些古代的哲学家所说的——恒星是永恒不变的。在这种环境下，变星的发现导致了16世纪与17世纪初期的"天文学的革命"。

公元1669年大陵五被蒙坦雷(Geminiano Montanari)发现。

至公元1786年，人们已经知道有12颗恒星是变星。

1850年到1784年，古德列克（John Goodricke ）首先发现变星的变化特性。1850年后被发现的变星的数量迅速增加，尤其是在1890年摄影术被应用在变星发现上。

在变星总表(General Catalogue of Variable Stars，2003年)中，我们银河系中的变星数目已经接近4万颗，在其他星系中的也有1万颗，有超过1万颗被怀疑是变星。

科学分析变星(variablestar)由于内在的物理原因或外界的几何原因而发生亮度变化的恒星。有些恒星虽然亮度没有变化，但其他物理性质有变化的或光学波段以外的电磁辐射有变化的也归入变星之列，如光谱变星、磁变星、红外变星、X射线新星等。变星命名法由阿格兰德于1844年创立，每一星座内的变星，按发现的先后，在星座后用R—Z记名。

有些恒星的亮度变化肉眼就能发现，但大多数变星必须用一定的仪器、一定的观测技术才能发现。照相测光和光电测光技术的应用，使变星数目迅猛增加，少数变星在发现亮度变化前已经定名，仍继续延用。此外，绝大多数变星都按国际通用的命名法命名，即用拉丁字母加上星座名作为变星的名字。对每一个星座，按变星发现的顺序，从字母R开始，一直到Z，然后用两个字母，从RR，RS起到ZZ，再用前面的字母AA，AB，……，一直到QZ，其中字母J完全不用，从第335个起，用V335，V336，……，加上星座名。

星系分类变星种类繁多，涉及恒星演化的各个阶段，变星的研究必然促进恒星理论的发展；食变星为确定恒星的质量、大小等物理量提供了难得的机会；造父变星的周光关系为宇宙尺度提供了基本校准，新星、超新星的极大亮度可作为粗略的距离指针；变星分属于中介星族Ⅰ、旋臂星族、盘星族、中介星族Ⅱ和晕星族五种不同空间结构次系，对银河系结构和动力学的研究也有重要意义。

产生原因引起恒星亮度变化的原因有几何的原因（如交食、屏遮）和物理的原因（如脉动，爆发）以及两者都兼有（如交食加上两星间的质量交流）。

变星命名法变星命名是指命名变星的方法与规则。

变星命名采用与拜耳命名法相同的方法，使用拉丁字母和所在星座名称结合来命名。（请参考星座）

历史在19世纪初期，只有少量的变星被发现，所以似乎只要使用几个字母就足够了，并且为了避免与拜耳命名法混淆，所以从极少用到的拉丁字母R开始。这个命名的系统方法是由阿格兰德发展出来的。有充份理由相信阿吉兰德选择由字母R开始，是因为在法文的rot和德文的rouge的字意都是红色，而当时所知道的变星也几乎都是红色的，但是阿吉兰德自己在1855年的声明却反驳此一说法。

在1836年，只有巨蛇座使用到字母S，但摄影术的出现使变星的数量快速的增加，拜耳所规划的字母很快的就被用尽，要继续命名就产生困难了。1881年，哈特威将单字母扩充为双字母，但仍只用R至Z这9个字母来组合，1907年才扩充至AA至QZ。到了1930年，双字母的组合也用尽了，这才推出了数字的命名法。

命名规则现行的命名规则如下：

1、已经在拜耳命名法命名过的变星，不再重新命名。

2、其他的变星，先由字母R至Z依序命名。

3、接续采用双子母RR……RZ，然后是SS……SZ，TT……TZ，直到ZZ。

4、然后使用AA……AZ，BB……BZ，CC……CZ，一直下去直到QZ，但省略掉字母J不用（无论第一个或第二个都省略）

5、使用字母可以排序到第334颗变星，之后改用母V和数字的结合，依序为V335、V336，可以无限制的排序下去。

例如：北冕座 R、鲸鱼座YZ和天鹰座V603。

特别要提醒注意的是第二个字母，在字母的排序上不能在第一个字母的前面，也就是说不可以有BA、CA、CB、DA等的组合。

变星命名法由阿格兰德于1844年创立，每一星座内的变星，按发现的时间顺序,用拉丁字母R、S、T、U、V、W、X、Y、Z记名。

少数变星在发现亮度变化前已经定名，仍继续延用，此外，绝大多数变星都按国际通用的命名法命名 ，即用拉丁字母加上星座名作为变星的名字。对每一个星座，按变星发现的顺序，从字母R开始 ，一直到Z，然后用两个字母 ，从RR，RS起到ZZ，再用前面的字母AA，AB……一直到QZ，其中字母J完全不用，从第335个起，用V335，V336……加上星座所有格。

有些恒星的亮度变化肉眼就能发现，但大多数变星必须用一定的仪器、一定的观测技术才能发现 。照相测光和光电测光技术的应用，使变星数目迅猛增加，1985年开始陆续出版的第 4 版《变星总表》已收集了到1982年为止发现和命名的 28450颗变星和变光体。分光技术提供了变星物理性质的重要信息，不仅为发现变星，也为研究变化的原因提供了条件。但在已知变星中，做过光谱观测的仅占25%左右。

分类

物理变星是指由本身物理原因（例如，由于辐射出来的总能量发生了变化）而引起亮度变化的恒星，这类恒星是不稳定恒星。在已发现的两万多颗变星中，大部分都是物理变星。亮度的变化是这类变星的重要特征，这可能是由于存在周期性脉动，不规则性的迸发，或者是发生巨大的毁灭性的爆炸等原因引起的。因此，物理变星又可分为许多类型。其中大多数为脉动变星，爆发变星。由于这类变星对科学研究具有特别重要的意义，而且研究它们困难很大，因此，格外引起科学工作者们的重视。物理变星可分为许多类型，其中大多数为脉动变星，爆发变星。爆发变星是一种亮度突然激烈增强的变星。造成这类变星光度变化的原因是星体本身的爆发。爆发前，星体处于相对稳定（或缓慢变化）的状态，一旦爆发星体的亮度可以迅速增加到原来的几千或几亿倍，有的甚至在白天都可见到。经过一段时期又逐渐暗弱下来，一部分爆发变星，有人又称之为灾变变星。爆发变星爆发的规模又大有小，亮度的变化也有大有小，有的星爆发还不止一次。爆发变星可以包括许多类型，例如，新星、超新星、再发新星、矮新星、类新星、耀星等。耀星是指几秒到几十秒内亮度突然增亮，经过十几分钟或几十分钟后慢慢复原的一类特殊的变星。它们的亮度在平时基本上不变，亮度增大时有的可增加到百倍以上。但这样的亮度只能维持十几到几十分钟，看起来好像是一次闪耀，所以取名耀星。

1924年发现船底座DH星有这样的现象。1924年发现鲸鱼座UV星亮度在三分钟内增强11倍。观测最多的是太阳附近的耀星。半人马座比邻星就是一颗耀星。星团星协中也发现了耀星，昴星团最多，460多颗；猎户座大星云区次之，300多颗。绝大多数的耀星是极小又冷的红矮星，光度很低，耀亮的时间又短，因此，只有离太阳较近的耀星才能被我们认出来。不过，耀星的实际数目很多。如果用一架大型望远镜观测，平均每90分钟就可见到一次耀亮，据估计，银河系的恒星中，约80%—90%可归入耀亮的范畴。耀星表面存在局部活动区，耀亮就发生在这些区域，并且在同一区域可发生多次，这一点与太阳耀斑活动相似，但耀亮时辐射能量要比太阳耀斑的能量大100－1000倍。

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