巡天猎手-孙国佑

星明天文台成员,PSP公众超新星项目管理员,埃格•威尔逊奖获得者,C/2015 F5 斯万-星明彗星发现者,中国首颗银河系新星发现者

变星巡天知识储备-变星分类

作者:孙国佑

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按光变的起源和特征,可将变星划分为三大类:食变星、脉动变星和爆发变星。

一,食变星

食变星(E)双星系轨道面与地球上的观察者所察的视线交角极小时,两星相互交食,光度发生下降,这就是食变星的原理。食变星光变周期与两星轨道运动周期相等。食变星分类有多种,一种是按光度曲线分类,一种是按两星间距分类,还有按两星物理特性分类。

1,按光度曲线分类

a, 大陵型(EA)

两星都为椭球状或捎带椭球状,在光变曲线中,食始、食终都是清晰的,食时光度在原则上市不变的。周期长度因星而异,周期范围0.2-10000天,光变幅度各不相同,0.01到几个星等,典型为大陵五。

b, 天琴座β型(EB)

两星为椭球状,食时双星系整个可见光度连续发生变化,食始、食终时候不清晰,次极小常可观测到,次极小深度比主极小浅,光变曲线极大部分不平坦因为有互关反射,光变幅度2星等以下,在多数的情况下,光度变化的振幅少于一个星等,振幅最大的也只有2.3等(天琴座V480),通常只有一至数天。已知最短的是0.29天(长蛇座OY),最长的是198.5天(圆规座W)。在天琴β型变星中,週期超过100天的,通常成员中都有一颗是超巨星。光谱型为B型或A型,典型为天琴座β。

c,大熊座W型 (EW)

周期短于一天,两星为椭球,两者表面几乎相融。光变曲线表明食始、食终时间不清楚,主极小与次极小深度相同,只是稍有点不一样而已,光变幅度在0.8星等以下,光变周期通常认为1>P>0.22天,但也少部分小于0.22天。光谱型为F-G以及更晚型,典型为大熊座W。

2,按两星间距分类-Kopal分类:

a,分离型(D)

两星完全分离,两星光谱也都属于主序,质量大的主星半径也大,系统中两子星都未充满其洛希瓣。

b,半分离型(SD)

主星已充满洛希瓣,中央氢的燃烧已停止,并转变成亚巨星,在这种恒星中,能源是处于氦核与氢气壳间的薄层内,两星发生着质量交流。

c,相接型(C)

两星都充满洛希瓣,并彼此相接,两子星有着公共大气层,相互间进行着物质交流,按Kopal的意见,该型也包括大熊座W型。

除此之外还有许多科学家提出不同的分类,对于食变星更合理的分类至今还未产生,还有待于对其更深入的了解与研究。

按光变曲线的古典分类与按两星间距的Kopal分类相比较时,EA就是D或者SD型,EB是SD型,EW是C型。

3,按物理特性分类:

a,GS型食双星系统,双星至少有一个是巨星或超巨星。

b,PN型食双星系统,在双星之间存在行星状星云核。

c,RS型食双星系统,典型特点在光谱中存在强度变化的强Ca II,H和K发射线,暗示有强的类太阳色球活动。

d,WD型食双星系统,系统中存在白矮星。

e,WR型食双星系统,双星至少有一个沃尔夫-拉叶星。

二,脉动变星

1,造父变星(DCEP)

是一种周期性脉动的变星,仙王座δ是这类变星中第一颗被证认出的,由于它的中文名是造父一,因此这类变星得名“造父变星”。造父变星利用周光关系可以测量恒星和星系的距离.(周光关系指造父变星具有的光变周期和绝对星等之间的关系)。它的光变周期与绝对星等的变化具有确定的关系,即周光关系,周期及光变曲线形状在原则上市不变的,但经过数百或者数千周期后会有0.001-0.1%的周期变化。极大光谱型为G至近于F型,极小光谱为G-K,周期越长,光谱型越晚。根据在银河系内的分布,可分为星族I型,星族II型。

a,星族I造父变星(DCEP)

这类变星也称为仙王座δ型变星,又称经典造父变星,属于长周期造父变星,是比较年轻的恒星,多为黄色的巨星或超巨星,常见于星系的旋臂中,质量为太阳的几倍到几十倍,光度很大,是太阳的103到104倍,是年轻的巨大恒星穿过不稳定带所形成的。目前已经在大约30个银河外星系中观测到了这类恒星。经典造父变星在可见光波段光变幅度为0.1到2个星等,最亮时光谱型一般为F型,最暗时为G型或K型,光变周期从1.5天到50天不等。但也有例外的,比如武仙座BP星的光变周期为83.1天,小麦哲伦云中也发现过光变周期长达二百天的经典造父变星。经典造父变星的周光关系比较明显,其绝对星等M与光变周期P的关系为:M = − 1.8 − 1.74lgP。

b,星族II造父变星(CW)

这类变星也称为室女座W型变星,属于短周期造父变星,年老的恒星,银河系中的室女座W型变星多分布于银核、银晕以及球状星团中,是低质量的恒星在演化末期核心产能不稳定而形成的产物。星族II造父变星已经经过了红巨星阶段,并失去了大量的物质。目前的质量仅仅有太阳的50%到90%,但由于高度演化仍具有数百倍到3000倍于太阳的亮度。它们非常古老,缺乏金属,通常年龄在数十亿年甚至一百亿年之久。它的光变周期短于一天,光变曲线与星族I型变星不同,而周期光变曲线形状两者相同。零点接近,但比相同周期星族I型暗1.5-2星等。周期约为0.8 ~ 35天,振幅为0.3 ~ 1.2 mag,其绝对星等M与光变周期P的关系为:M = − 0.35 − 1.75lgP。在视向速度方面,星族I型平均为±15公里/秒,而星族II型为±36.3公里/秒。有2个亚型,周期大于8天为CWA型(W Vir),周期短于8天为CWB(BL Her)。

2,盾牌座δ型

3,天琴座RR型

a,RRAB

b,RRC

4,金牛RV型变星

5,凤凰SX型

6,蒭藁增二型变星

7,猎犬座α²型变星

猎犬座α²变星是变星的一种类型,是恒星光谱B8至A7的主序带星。它们有很强的磁场以及硅、锶、铬的谱线。这类变星因为磁场的变化造成0.01至0.1等级的光度波动,周期从0.5到160天不等。该类变星以位于猎犬座北部的双星之一猎犬座α²命名。其亮度变化为0.14星等,周期为5.47天。

8,大犬座β星型变星

9,长周期和半规则变星

10,不规则变星

三,爆发变星

1,超新星

2,新星

3,矮新星

4,类新星

5,耀星

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其他分类,暂做记录,以后有空整理。

 椭球变星(ELL)

这个类型也被GCVS分类为旋转变星。成椭球的双星系统运动时,实际上并没有产生两星交食,因明亮表面可见面积的变化,看上去可见总光度也在发生变化,光变幅度一般不超过0.1星等,典型为英仙座W。

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