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变星是怎么回事（第1页）

变星是怎么回事

恒星是运动的，一种表现就是变星的存在。恒星在它的一生中，光度总是要变化的。变星是指在不长时间（从几十年、上百年到一天）内就可以看出其光度变化的恒星。太阳不是变星，因为人们从开始观测它以来尚未发现它的亮度有看得出来的变化。

变星的光度变化原因是这些星在进行着周期性的膨胀和收缩，即在“脉动”着，脉动周期有短到只有一个多小时的，也有长到两三年的。这类变星称为脉动变星。

另一类变星的光度变化很剧烈，有的在几天之内光度就猛增几万倍，这一类变星称为爆发性变星。变星和天体史研究关系很密切，下面简要描述一下三类脉动变星和三类爆发性变星，它们都和恒星的演化有密切关系。

*造父变星

造父变星是最著名的脉动变星。它的典型代表是仙王座星，因为中名造父一，所以这类变星叫做造父变星。造父变星的光变幅（光度变化的幅度）从0。1到2星等，光谱型从F型到K型都有，光变周期从1。5天到80天。周期越长，光度越大。例如，周期1。5天的，绝对星等为-2。1；周期30天的，绝对星等为-2。9。这个关系称为周光关系，可以利用它来定出造父变星所在的那个天体系统（星团、星系）的距离，所以造父变星被称为“量天尺”。近年来，恒星演化研究中的一个重大发现，就是确定了脉动变星是恒星演化的一个阶段。

*天琴RR型变星

这种脉动变星和造父变星的不同在于：第一，光变周期较短，从0。05天（1。2小时）到1。5天。第二，光谱型较早，都是A型。第三，光变幅较小，不超过半等。第四，光度较小。

造父变星的绝对星等都等于或小于-2。1，即光度为太阳的590倍以上，周期越长，光度越大。天琴RR型变星的绝对星等几乎都是+0。5，光度为太阳的98倍，彼此间光度的差别很小，因此天琴RR型变星也可以当作“量天尺”使用。因为光度知道了，只要量出视亮度，就可以算出距离来。第五，空间分布大不一样。造父变星集中于银河系的赤道面（银道面）附近，天琴RR型变星则大多离银道面很远。

*蒭藁型变星

这种脉动变星的周期比前两种长，从80天到1000天。光谱型则较晚，大多是M型。光变幅较大，从2。5等到8等。典型星是鲸鱼座o星。这个星中名蒭藁增二，所以这类变星称为蓊藁型变星。

上述三类脉动变星，到1972年，在银河系内已发现各有706，4433和4566个，估计在银河系里的总数分别为5万、17万和140万个。

*新星

我国历代史书里有不少关于客星的记载。在某一星宿里突然出现了一个原来没有的星，就称为“客星”，好比外来的客人，有时也叫星孛。早在殷代甲骨卜辞里就有这种记载。

在我国古代文献“汉书”和“文献通考”里记载有：“汉高帝三年七月有星孛于大角，旬余乃入。”这是指公元前204年出现的新星，“大角”是牧夫座a星，“汉书·天文志”又载：“汉元光元年六月客星见于房。”房宿是二十八宿之一，即天蝎座最右边（蝎子头顶）部分。这是公元前134年时出现于天蝎座的新星。西方观测到并记录下来的第一个新星就是这一个。新星实际上并不新，而是很旧很老的，是恒星演化到后期由于某种原因发生爆发。爆发时抛出大量物质，光度在几天内增加几万倍甚至几百万倍，以后光度又缓慢下降。爆发更猛烈的则成为超新星。我国古书上记载的客星、星孛，大部分是彗星，只有70多个是新星、超新星。

银河系里已发现的新星超过170个，这还不包括几种爆发没有新星猛烈，但爆发不止一次的爆发性变星。例如已发现了10个再发新星，每过几年到几十年就爆发一次，光度增加几十到几百倍。还有双子u型星，每几个月就爆发一次，光度增加几倍到一百多倍。

*超新星

超新星的爆发比新星猛烈得多，光度增加上千万倍到超过一亿倍，达到太阳光度的10亿倍以上。很多超新星爆发后完全瓦解为碎片、气团，不再是恒星了。只有少数的超新星留下了残骸——质量比原来小得多的恒星，和在它周围向外膨胀着的星云。金牛座里的蟹状星云就是这样一个天体，它是目前被研究得最多的一个天体。在星云的中心部分有一个不太亮的恒星，它就是超新星爆发后的残骸。星云目前以每秒1300公里的速度膨胀着。超新星爆发时抛射物质的速度一般是每秒一万千米左右（新星是每秒几十、几百、最多两千多千米），1972年在一个河外星系里出现的一个超新星，抛射物质的速度达到每秒两万公里。

银河系里被人们观测到并记录下来，确定为超新星的只有七个，它们就是公元185，393，1006，1054，1181，1572和1604年出现的超新星。其中1054年出现的就是形成蟹状星云的那个超新星，我国宋代史书里对这颗超新星的出现有详细的记载。此外，在银河系里有十来个无线电辐射很强的天体，称为射电源，它们有的只是星云，有的是一组向四面八方飞奔的碎片，很可能是超新星的遗迹。估计银河系里平均每50年左右出现一个超新星。

新星、超新星对天体演化研究之所以重要，是因为它们或它们的大部分，是恒星演化的一个阶段。

*金牛T型变星

这是到1945年才开始发现的一类变星。它有下列几个特点。

第一，光度变化不规则，没有固定的周期，光变幅也不固定，一般是两三等。第二，光谱有发射线，其强度随着光度变化而变化。光谱的紫外波段和红外波段的辐射比一般恒星强，强度随着光度变化而变化。第三，在赫罗图上这类变星都位于主星序上方，集中于一条和主星序平行的带内，从B到M型都有，F、G、K型较多。第四，这类变星常有星云和它们在一起。第五，这类变星常是成群出现。第六，锂这个元素在这类变星里特别多。

相关链接——恒星的颜色和光谱型

除了亮度，恒星在颜色方面也有不同。有一些亮星很红，像火星那样。著名的例子是猎户座a星，（中名参宿四）和天蝎座a星（中名心宿二，也称大火，有时也称商星），猎户座是冬季夜晚里容易看到的星座，有7个很亮的恒星。

古代希腊人说，这个星座里的亮星构图像一个猎人。参宿四和参宿五是猎人的肩膀，中间三个星是腰带，下面两个星是膝盖，腰带下几个星是宝剑，猎户座大星云就在宝剑里。天蝎座是夏季正南方天空中最显著的星座。较亮的恒星组成了一条蝎子虫的形状。头上有各由三颗星组成的两组星，连线互相垂直。水平方向那三颗星中，中间那一颗就是星宿二，是星座中最亮的星。这颗星又很红，像火星那样，所以叫大火。

我国古代有一个时期，人们就是靠观测这个星的位置来定季节时令，当时设有“火正”这样的职位，其任务就是专门观测大火。猎户座七个亮星中，有六个是蓝白色的，只有参宿四是红色，很突出。唐代诗人杜甫有一首诗，头两句是“人生不相见，动如参与商”，其中参就是猎户座，商就是天蝎座a星。按照古书“左传”记载的说法，参和商是一对兄弟，由于结下了冤仇，彼此不见面。这两个星座在天空正遥遥相对，天蝎座在西边落到地平线下以后，猎户座才由东边升上来。

大家知道，太阳光是由紫、蓝、青、绿、黄、橙、红等颜色的光混合成的，把太阳光分解为组成它的各种颜色的光，就得到了太阳的所谓光谱。太阳光谱是于1666年发现的，到1870年才开始拍摄、研究恒星的光谱。那时才发现，恒星的光谱相差很多。例如，参宿四的光谱和太阳的光谱就相差很多，这两个光谱又和牵牛星、织女星的光谱不一样。参宿四的光谱和心宿二的光谱则很相同。人们很快就认识到，颜色相同的恒星，光谱也相同，颜色和光谱主要反映了恒星的表面温度。把一块铁烧热，烧到一定温度，它就变成红色，烧得再热，就由红色变成黄色，然后白色、蓝色。蓝星的表面温度最高，红星的表面温度最低。

恒星按其谱而分为不同的光谱型，主要是O，B，A，F，G，K，M这几个光谱型。这个系列也就是表面温度从高到低。颜色从蓝到红的系列。各个光谱型又分为十个次型，例如B0、B1、B2、……B9。