天琴座RR型变星

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天琴座RR型变星在赫罗图的颜色-星等图上落在一个特定的颜色与亮度区域上。

天琴座RR型变星是周期变星,通常在球状星团中发现,因此也称为星团变星。它被用做测量星系距离的标准烛光,是宇宙距离阶梯的一部分。这类变星以原型,也是最亮的天琴座RR命名。

天琴座RR型变星是脉动的水平分支老化恒星,光谱类型为A或F,质量约为太阳的一半。它们被认为曾经质量与太阳相似或稍低,约0.8太阳质量的恒星,但是在红巨星分支阶段甩掉了部分质量。

天琴座RR型变星的脉动周期和绝对星等的关系,使它们成为相对邻近,特别是在银河系内和本星系群的良好标准烛光。由于其亮度较低,在银河系之外很难被侦测到。它们被广泛地用在对球状星团的研究,也被用在老化恒星化学性质的研究。

发现和识别[编辑]

球状星团M5的赫罗图。水平分支标记为黄色,已知的天琴座RR型变星标记为绿色。

在对球状星团的调查,特别是经由爱德华·皮克林的调查,这一"星团型"的变星在19世纪90年代中期很快地被识别出来。

第一颗在星团外确认的天琴座RR型变星可能是天兔座U,它是在1890年由雅各布斯·卡普坦发现的。

原型的天琴座RR是在1899年之前由威廉敏娜·弗莱明发现的,皮克林在1900年的报告中说"无法与星团型变星区分开来"。

从1915年至1930年,由于期较短的周期、星系内不同的位置以及化学上的差异,这一类型的变星越来越被接受为不同于经典造父变星的一类恒星。天琴座RR型变星是贫金属第二星族星 [1]

天琴座RR型变星因为它们内在的微弱光亮,已被证实很难在其他星系中观察到。事实上,沃尔特·巴德因为未能在仙女座星系找到它们,使他怀疑ˋ这个星系比预期的遥远许多,而考虑重新校准造父变星,并提出星族的概念[1]。在1980年代,使用加法夏望远镜才在仙女座的星系晕中发现了天琴座RR型变星[2]。现在,在它的球状星团中也发现了[3]

分类[编辑]

贝利根据天琴座RR型变星的亮度曲线形状,将这种变星分成三种主要的类型[1]

  • RRab:这种是最常见的,占所有观测到天琴座RR型变星的91%,光度显示典型的急遽上升。
  • RRc:不太常见,占观测到天琴座RR型变星的9%,周期较短(平均0.3天),光度变化比较小(小于0.5等),接近正弦式的光度变化。
  • RRd:很罕见,少于1% [4],并且其中30%是双模脉冲,与RRab和RRc不同。

分布[编辑]

天琴座RR型变星因为与球状星团有很强(但不是唯一)的关联性,所以早先被称为"星团变星";相较之下,在球状星团中已知的变星有80%是天琴座RR型变星[5]。天琴座RR型变星在星系所有的纬度上都能被发现,相对于经典造父变星只与星系的盘面相关联。

有时,许多的天琴座RR型变星会与造父变星结合在一起;在1980年代,在球状星团中大约已经发现1,900颗。有些估计认为在银河系中大约有8,500颗[1]

虽然,联星在恒星中很常见,但很少观测到成对的天琴座RR型变星[6]

性质[编辑]

天琴座RR型变星的脉动方式类似于造父变星,但这两类恒星的性质和历史被认为相当不同。像所有在造父不稳定带上的变星,当电离氦的明度随温度变化时,脉动是由Κ机制引起的。

天琴座RR型变星是老年、相对质量较低、第二星族星,通常与第二型造父变星室女座W型变星武仙座BL型变星英语BL Herculis variable一起;经典造父变星是高质量的第一星族星。天琴座RR型变星比造父变星更为常见,但发光程度低很多。天琴座RR型变星的平均绝对星等大约是 +0.75等,只比我们的太阳亮40或50倍[7]。它们的周期短,通常不到一天,有些只有7小时左右。一些天琴座RRab型变星,包括天琴座RR本身,呈现出伯拉兹科效应,在其中有一个明显的相位和振幅的调制[8]

周期-亮度关系[编辑]

不同于造父变星,天琴座RR型变星在可见光的波长上并不严格的遵循周期-光度关系,然而在红外线的K波段英语K band (infrared)却很严谨[9]。它们通常使用周期-颜色关系进行分析,例如使用Wesenheit函数。通过这种方法,尽管在金属量、微弱姓、和综合性的影响尚存在著困惑,但它们依然可以做为测量距离的标准烛光。综合的效果会影响到在球状星团核心附近养样的天琴座RR型变星,因为球状星团的恒星密度相当大,以至于在低解析度的观测中,多颗(未解析)的恒星可能会被显示为单颗的目标。因此,那些看似单独的恒星(例如,天琴座RR型变星),因为那些未被解析出的恒星,而错误的被测量得过于明亮。因此而计算出来的距离会是错武的。’有些研究人员认为,综合效应可能会给宇宙距离阶梯带来系统性的不确定性,并可能影响到估计宇宙年龄的哈伯常数[10][11][12]

最近的发展[编辑]

哈伯太空望远镜已经确定了仙女座星系球状星团中,有几颗疑似天琴座RR型变星的候选者[13],并且测量了原型星,天琴座RR的距离[14]

天琴座RR本身就在克卜勒太空望远镜的视野范围内。因此,克卜勒太空望远镜扩大了覆盖的范围,并提供了准确的光度测量[15]

盖亚任务预计将通过提供大量此类恒星的均质光谱资讯,大大提高对天琴座RR型变星的了解[16]

相关条目[编辑]

参考资料[编辑]

  1. ^ 1.0 1.1 1.2 1.3 Smith, Horace A., RR Lyrae Stars, Cambridge (2004)
  2. ^ Pritchet, Christopher J.; Van Den Bergh, Sidney. Observations of RR Lyrae stars in the halo of M31. Astrophysical Journal. 1987, 316: 517. Bibcode:1987ApJ...316..517P. doi:10.1086/165223. 
  3. ^ Clementini, G.; Federici, L.; Corsi, C.; Cacciari, C.; Bellazzini, M.; Smith, H. A. RR Lyrae Variables in the Globular Clusters of M31: A First Detection of Likely Candidates. The Astrophysical Journal. 2001, 559 (2): L109. Bibcode:2001ApJ...559L.109C. arXiv:astro-ph/0108418. doi:10.1086/323973. 
  4. ^ Christensen-Dalsgaard, J.; Balona, L. A.; Garrido, R.; Suárez, J.C. Stellar Pulsations: Impact of New Instrumentation and New Insights. Astrophysics and Space Science Proceedings. Oct 20, 2012 [17 October 2014]. ISBN 9783642296307. 
  5. ^ Clement, Christine M.; Muzzin, Adam; Dufton, Quentin; Ponnampalam, Thivya; Wang, John; Burford, Jay; Richardson, Alan; Rosebery, Tara; Rowe, Jason; Hogg, Helen Sawyer. Variable Stars in Galactic Globular Clusters. The Astronomical Journal. 2001, 122 (5): 2587. Bibcode:2001AJ....122.2587C. arXiv:astro-ph/0108024. doi:10.1086/323719. 
  6. ^ Hajdu, G.; Catelan, M.; Jurcsik, J.; Dékány, I.; Drake, A.J.; Marquette, B. New RR Lyrae variables in binary systems. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 2015, 449 (1): L113–L117. Bibcode:2015MNRAS.449L.113H. arXiv:1502.01318. doi:10.1093/mnrasl/slv024. 
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外部链接[编辑]

延伸阅读[编辑]