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仙王座β型變星

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仙王座β型變星,也稱為大犬座β型變星。這種變星的變光快速但幅度很小,亮度變化被認為是由於鐵在內部20萬K下的異常性質,造成表面的脈動。這些變星通常是光譜為B型的藍白色高溫恆星。不要與造父變星混淆,後者以造父一(仙王座δ)為原型命名,是亮超巨星。

性質

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仙王座β型變星是質量介於7至20 M(太陽質量)的主序星。這些成員中有一些是天空中最亮的恆星,例如十字架三馬腹一角宿一也被歸類為仙王座β型變星,但在1970年神秘的停止了脈動[1]。通常,它們的亮度變化在0.01至0.3星等,週期0.1至0.3日(2.4至7.2小時)[1]。做為原型的上衛增一(仙王座β)視星等在 +3.16 到 +3.27 間變化,週期為4.57小時。亮度最亮的時刻發生在恆星最小且最熱的時刻。它們在紫外線上的亮度變化要大得多,可以達到1個星等[2]。少數恆星的變光週期被發現短於一小時,對應於基礎的徑向脈動週期的四分之一和基礎週期的八分之三。它們也有相對較低的振幅和相當窄的光譜類型B2-3 IV-V。它們被稱為短週期組,在GCVS的縮寫是BCEPS[3][4]

仙王座β型變星的脈動式是由卡伯機制p-模式脈動驅動。在恆星內部,溫度高達20萬K的深處,有豐富的鐵。鐵在如此的高溫下,不透明度將增加(不是減少),導致能量在數層之內累積。這會導致壓力的增加而反覆地向外推出與落回,一個循環的週期約數小時。這被稱為鐵凹凸或Z凹凸(Z習慣上是表示金屬量[5]。這與慢脈動B星英語Slowly pulsating B star類似,顯示同樣是由鐵的不透明度變化驅動的p-模式脈動,但是有着較低的質量和較長的週期[6]

觀測的歷史

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美國天文學家Edwin Brant Frost英語Edwin Brant Frost在1902年發現仙王座β徑向速度的變化,最初的結論說是聯星的光譜。Paul Guthnick英語Paul Guthnick在1913年率先檢測到它的亮度變化[7]。不久之後,發現軍市一(大犬座β)和心宿一(天蠍座σ)也是變星[2]維斯托·斯里弗在1940年指出,心宿一的徑向速度也有變化,還有R.D. Levee和奧托·斯特魯維分別在1952年和1955年推論出這是由於恆星的脈動[8]。 這種變星因為大犬座β星是20世紀末對其研究最密切的例子,因此通常稱為大犬座β型變星,然而它在南部低空的位置,意味着它的觀測經常會受到阻礙[9]。然而,因為仙王座β是第一顆被發現的這種類型變星,所以儘管有和造父變星相似而被混淆的風險,這一類型還是被稱為仙王座β型變星[2]

塞西莉亞·佩恩-加波施金Sergei Gaposchkin英語Sergei Gaposchkin在他們1938顆變星的目錄中收錄了17顆可能是這類型的變星,但是將它們歸類為矮造父變星(盾牌座δ型變星)[10]車府增十五(蝎虎座16)是在1952年之前被廣泛研究的另一這類型的變星[9]。在1966年,此類型變星的數量從18顆增加為41顆[11]奧托·斯特魯維在20世紀50年代廣泛的研究這種變星,然而在他逝世之後,研究就減少了[2]

Christiaan L. Sterken和Mikolaj Jerzykiewicz 在1993年將59顆恆星歸類為仙王座β型變星,並將79顆列為疑似仙王座β型變星[12]。 Stankov在2005年列出93顆成員,77顆候選者,還有61顆可能不是或確定不是這類型的變星[13]。6顆,分別是天棓五(武仙座ι)、雙魚座53九州殊口四(波江座ν)、壁宿一(飛馬座γ)、英仙座V354英語HD 13745白羊座53被並列為仙王座β型變星和SPB[14]

仙王座β型變星列表

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名稱 (name) 星座 發現 最大值(視星等)(mV[15] 最小值(視星等)(mV[15] 週期(時)[13] 光譜類型[13] 註解
軍市一
(大犬座β)
大犬座 1909 (威廉·華萊士·坎貝爾[16]) 1m.93 2m.00 6.031 B1II-III 6.03、6.00、和4.74小時的脈動[17]
大犬座ξ1英語Xi1 Canis Majoris 大犬座 [18] 4m.33 4m.36 5.030 B0.5IV  
大犬座15英語15 Canis Majoris 大犬座 [18] 4m.79 4m.84 4.429 B1III-IV  
船底座V376[19] 船底座 4m.91 4m.96 0.4992 B2IV-V BCEPS star
船底座V372 船底座 [20] 5m.70 2.78 B2III  
馬腹一
(半人馬座β)
半人馬座 0m.61 3.768[12] B1II  
南門一
(半人馬座ε)
半人馬座 2m.29 2m.31 4.070 B1V  
騎官三
(半人馬座κ)
半人馬座 3m.13 3m.14 2.288 B2IV  
衡四
(半人馬座χ)[19]
半人馬座 4m.40[13] 0.84 B2V BCEPS star
上衛增一
(仙王座β)
仙王座 1902 (Edwin Brant Frost英語Edwin Brant Frost[21] 3m.16 3m.27 4.572 B2IIIe 原型
天囷九
(鯨魚座δ)
鯨魚座 [18] 4m.05 4m.1 3.867 B2IV  
十字架三
(南十字座β)
南十字座 1m.23 1m.31 4.589 B0.5IV  
十字架四
(南十字座δ)[15][22]
南十字座 2m.78 2m.84 3.625 B2IV
天津增卅五英語Omega1 Cygni 天鵝座 4m.94 B2.5IV 以高解析光譜驗證[22]
九州殊口四
(波江座ν)
波江座 3m.87 4m.01 4.164 B2III 多重週期;也是慢脈動B星英語Slowly pulsating B star
車府增十二(蝎虎座12) 蝎虎座 5m.16 5m.28 4.634 B1.5III 也是慢脈動B星英語Slowly pulsating B star
車府增十五
(蝎虎座16)
蝎虎座 5m.30 (B) 5m.52 (B) 4.109 B2IV  
騎官十
(豺狼座α)
豺狼座 1956(Bernard Pagel英語Bernard Pagel[23] 2m.29 2m.34 6.235 B1.5III  
騎官二
(豺狼座δ)[13]
豺狼座 3m.20 3m.24 3.972 B2IV  
騎官六
(豺狼座ε)[24]
豺狼座 3m.36 3m.38 2.316 B2IV + B3V 三合星系統;主星是光譜聯星
柱三 (角宿)
(豺狼座ι)[25]
豺狼座 3m.54 3m.3.55 B2.5IV 自1997年以來未被記錄為 BCEP
柱四
(豺狼座τ1[13]
豺狼座 4m.54 4m.58 4.257 B2IV  
闕丘增四
(麒麟座19)
麒麟座 4m.96 5m.01 4.589 B1IV-Vea  
蜜蜂三
(蒼蠅座α)[15]
蒼蠅座 2m.68 2m.73 2.167 B2IV-V 最初有疑問,以高解析光譜證實[22]
天江三
(蛇夫座θ)
蛇夫座 3m.25 3m.31 3.373 B2IV  
參宿增三
(獵戶座η)
獵戶座 3m.31 3m.35 7.247 B0.5Vea + B3V 四合星;也是大陵五型變星;成員Ab是脈動星
壁宿一
(飛馬座γ)
飛馬座 1953(D. Harold McNamara英語D. Harold McNamara 2m.78 2m.89 3.643 B2IV 也是慢脈動B星英語Slowly pulsating B star
捲舌二
(英仙座ε)
英仙座 2m.88 3m.00 3.847 B0.5V  
船尾座PT 船尾座 [13] 5m.72 5m.74 3.908 B2III  
尾宿八
(天蠍座λ)
天蠍座 1m.59 1m.65 5.129 B1.5IV + PMS + B2IV 三合星系統;也是大陵五型變星
尾宿七
(天蠍座κ)
天蠍座 2m.41 2m.42 4.795 B1.5III  
心宿一
(天蠍座σ)
天蠍座 1904 (維斯托·斯里弗) 2m.86 2m.94 5.923 B1III 四合星系統
角宿一
(室女座α)
室女座 0m.85 1m.05 6.520 B1IV 亮度變化在1970年停止[26]
狐狸座BW 狐狸座 6m.44 6m.68 4.8 B2IIIv 徑向速度變化最大的仙王座β型變星

被排除或候選的仙王座β型變星列表

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名稱 星座 發現 最大值視星等(mV[15] 最小值視星等(mV[15] 週期(時)[13] 光譜類型[13] 註解
天狼增五
(大犬座ι)
大犬座 4m.36 4m.40 33.6[15] B3Ib/II 未被確認為仙王座β型變星[13][27]
大犬座FN[28] 大犬座 5m.38 5m.42 36.7[29] B0.5IV 未被確認為仙王座β型變星[13]
天社增一
(船底座χ)[30]
船底座 3m.46 2.42 B2IV 未被確認為仙王座β型變星[13]
船底座V343 船底座 4m.30[13] 57.11 B1.5III 未被確認為仙王座β型變星[13]
小斗五
(蝘蜓座ζ)[25]
蝘蜓座 5m.06 5m.17 25.91[25] B5V 在2011年被認為是SBP[20]
南十字座λ 南十字座 4m.60 4m.64 9.482[15] B4Vne 未被確認為仙王座β型變星[13]
南十字座θ2 南十字座 4m.70 4m.74 2.134[15] B2IV 未被確認為仙王座β型變星[13]
天鵝座25 天鵝座 5m.09[31] 5m.21[31] 5.04[32] B3IVe 仙后座γ型變星,未被確認為仙王座β型變星[13]
天棓五
(武仙座ι)
武仙座 2m.93 B3IV 不再被歸類為仙王座β型變星[13]
柳宿三
(長蛇座η)
長蛇座 4m.27 4m.33 ~4[30] B3V 不再被歸類為仙王座β型變星[13]
船尾座NW 船尾座 5m.04 5m.18 3.00 B3Vea 也是旋轉橢球變星, 不被認為是仙王座β型變星[13]
天狗五
(羅盤座α)[18]
羅盤座 3m.67 3m.70 B1.5III 疑似仙王座β型變星
昴宿五
(金牛座23)
金牛座 4m.17 4m.19 B6IVe B(e)星,不是仙王座β型變星[13]
船帆座IS[15] 船帆座 5m.23 2.592 B1IVn 仙王座β星變星候選者[13]
HR 3440英語HR 3440
(HW Vel)[15]
船帆座 5m.46 5m.52 6.275 B6V 仙王座β星變星候選者[13]
齊增四
(狐狸座2)
狐狸座 5m.36 5m.48 14.63 O8IV-B0.5IVeV B(e)星,不是仙王座β星變星[13]

參考資料

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