亮度起伏變化的恒星。凡通過探測器(人眼、望遠鏡和輻射接收器)能夠檢測到亮度有變化的星,無論其變化是由於物理原因(如爆發、脈動)、幾何原因(如交食、屏遮),還是二者兼有(如交食加上兩星間的品質交流),都稱為變星。近年來,把光學波段的物理條件有變化或光學波段以外的電磁輻射有變化的恒星,也叫作變星。前者如光譜變星、磁變星,後者如紅外變星、X射線新星等。

  發現史和變星表 中國殷殷墟出土的商代甲骨卜辭“新大星並火”和“有毀新星”,若解釋為新星現象,則爆發變星的記錄,可追溯到公元前十四世紀。否則,《漢書》所載元光元年(公元前134年)六月“客星見於房”,就是關於變星的最早歷史文獻(圖1)。《宋史》所載1006年4月3日出現的超新星變光始末的描述,是世界公認的第一個變星記錄。二十世紀七十年代還陸續證認出作為爆發後遺跡的射電源、X射線源和光學對應體。1596年,法佈裡修斯發現第一個長周期變星鯨魚座o(蒭藁增二)。1786年,皮戈特編制瞭第一個變星表,其中載有4顆新星和8顆變星。1840~1844年阿格蘭德爾建立瞭變星亮度變化的0.1星等等級制,編成變星總數為44顆的星表。二十世紀初,德國天文學會承擔瞭《變星文獻匯編》的編輯任務,在1918~1922年出版瞭三卷。美國哈佛大學天文臺在普拉格主持下,於1926年出版瞭變星表,到1933年修訂瞭三版,所載變星總數為5,826個。第二次世界大戰後,國際天文學聯合會委托蘇聯天文委員會編制《變星總表》(ОКПЗ)。從1948年起每隔十年再版一次,到1976年出版的第三版第三補編,共載有變星25,920顆。

圖1 《漢書·天文志》的新星記錄

  變星命名 1844年阿格蘭德爾創變星命名法。每一星座內的變星,按發現的時間順序,用拉丁字母R、S、T、U、V、W、X、Y和Z記名。例如,牧夫座內發現的第二個變星,定名為牧夫座S,北冕座第三變星──北冕座T,天鵝座第七變星──天鵝座 X。隨著新發現的變星數目不斷增長,單字母法已不敷應用。哈特威於1881年將單字母擴充為雙字母。按RR、RS、…、RZ,SS、…、SZ,TT、…、ZZ,AA、…、AZ,BB、…、QZ(但不用字母J)命名一個星座內第10號到第334號變星。例如,天琴座RR,天箭座WZ,飛馬座AG。當變星數超過334個時,則用拉丁字母V加上阿拉伯數字表示。例如,天蠍座V861,人馬座V4021。近三十年來,《變星總表》編委會就是按照這種國際通用的命名法為新變星定名的。

著名變星表

  變星分類 1881年,E.C.皮克林把變星分為新星、長周期變星、造父變星、不規則變星和食變星(見食雙星)五類。這是第一個既考慮到光變曲線的形態特征,也照顧到光變的物理起因的變星分類法。近百年來,對變星物理的認識取得很大進展。現在根據光變本原,把變星重新劃分為脈動變星、爆發變星和幾何變星三個大類。在三個大類以下,又按照光變形態和物理原因,細分為若幹次型。

  變星的分類法隨著人們認識的不斷深化而逐漸改變,因而分法也不盡相同。例如有人把獵犬座α2型變星歸入脈動變星;有人認為北冕座R型變星可以歸入爆發變星,因為它有時爆發性地拋出吸光物質;有人主張按子星是否充滿臨界等位面的情況來對食變星重新進行分類等等。

  變星研究和恒星演化 因物理變星的演變時間尺度大大短於正常恒星在主星序留駐的時間,所以物理變星的研究有助於闡明恒星從量變到質變的演化環節。其中,食變星為研究恒星結構提供瞭質量、大小和光度等基本參量。近年來發現越來越多的食變星不僅是幾何變星,也是物理變星,它們是研究恒星演化的重要對象。現代恒星演化理論能夠定量地說明主序星和主星序階段之後的紅巨星的形成及赫羅圖上造父變星區的一些現象。至於早期或晚期的恒星演化過程,由於物理條件十分復雜,人們至今還瞭解得極不完全。然而某些變星,例如主星序前的金牛座T型變星、主星序上或主星序附近的脈動變星、主星序後的北冕座R型變星,卻能為這些演化階段提供重要的信息。各類變星在赫羅圖上的位置見圖2。變星種類繁多,從超巨星到紅矮星都有;在星族特性上,變星分屬於中介星族Ⅰ、旋臂星族、盤星族、中介星族Ⅱ以及暈星族五種不同空間結構的次系。所以,變星是研究銀河系結構和銀河系動力學的重要線索。此外,造父變星的周光關系、新星的極大亮度平均值效應也為量度星系距離提供瞭標準。

變星分類表

  

參考書目

 W.Strohmeier,Variable Stars,Pergamon Press,Oxford,1972.

 P.Ledoux ed.,Variable Stars,Handbuch der phy-sik,Bd.51,Springer-Verlag,Berlin,1958.

 J.S.Glasby,Variable Stars,Nebulae and Inter-stellar Matter,Constable and Co.,London,1968.