仙王座β型變星

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

仙王座β型變星是質量介於7至20 M_{${\displaystyle _{\odot }}$}（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，例如十字架三和馬腹一；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和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（英语：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，但是有著較低的質量和較長的週期[6]。

觀測的歷史

美國天文學家Edwin Brant Frost（英语：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（英语：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（天蝎座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，意味著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-加波施金和Sergei Gaposchkin（英语：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（英语：HD 13745）和白羊座53被並列為仙王座β型變星和SPB[14]。

仙王座β型變星列表

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])	1^m.93	2^m.00	6.031	B1II-III	6.03、6.00、和4.74小時的脈動[17]
大犬座ξ1（英语：Xi1 Canis Majoris）	大犬座	[18]	4^m.33	4^m.36	5.030	B0.5IV
大犬座15（英语：15 Canis Majoris）	大犬座	[18]	4^m.79	4^m.84	4.429	B1III-IV
船底座V376[19]	船底座		4^m.91	4^m.96	0.4992	B2IV-V	BCEPS star
船底座V372	船底座	[20]	5^m.70		2.78	B2III
馬腹一 （半人馬座β）	半人馬座		0^m.61		3.768[12]	B1II
南門一 （半人馬座ε）	半人馬座		2^m.29	2^m.31	4.070	B1V
騎官三 （半人馬座κ）	半人馬座		3^m.13	3^m.14	2.288	B2IV
衡四 （半人馬座χ）[19]	半人馬座		4^m.40[13]		0.84	B2V	BCEPS star
上衛增一 （仙王座β）	仙王座	1902 （Edwin Brant Frost（英语：Edwin Brant Frost））[21]	3^m.16	3^m.27	4.572	B2IIIe	原型
天囷九 （鯨魚座δ）	鯨魚座	[18]	4^m.05	4^m.1	3.867	B2IV
十字架三 （南十字座β）	南十字座		1^m.23	1^m.31	4.589	B0.5IV
十字架四 （南十字座δ）[15][22]	南十字座		2^m.78	2^m.84	3.625	B2IV
天津增卅五（英语：Omega1 Cygni）	天鵝座		4^m.94			B2.5IV	以高解析光譜驗證[22]
九州殊口四 （波江座ν）	波江座		3^m.87	4^m.01	4.164	B2III	多重週期；也是慢脈動B星（英语：Slowly pulsating B star）
車府增十二（蝎虎座12）	蝎虎座		5^m.16	5^m.28	4.634	B1.5III	也是慢脈動B星（英语：Slowly pulsating B star）
車府增十五 （蝎虎座16）	蝎虎座		5^m.30 (B)	5^m.52 (B)	4.109	B2IV
騎官十 （豺狼座α）	豺狼座	1956（Bernard Pagel（英语：Bernard Pagel））[23]	2^m.29	2^m.34	6.235	B1.5III
騎官二 （豺狼座δ）[13]	豺狼座		3^m.20	3^m.24	3.972	B2IV
騎官六 （豺狼座ε）[24]	豺狼座		3^m.36	3^m.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		3^m.54	3^m.3.55		B2.5IV	自1997年以來未被記錄為 BCEP
柱四 （豺狼座τ^1）[13]	豺狼座		4^m.54	4^m.58	4.257	B2IV
闕丘增四 （麒麟座19）	麒麟座		4^m.96	5^m.01	4.589	B1IV-Vea
蜜蜂三 （蒼蠅座α）[15]	蒼蠅座		2^m.68	2^m.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		3^m.25	3^m.31	3.373	B2IV
參宿增三 （獵戶座η）	獵戶座		3^m.31	3^m.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（英语：D. Harold McNamara））	2^m.78	2^m.89	3.643	B2IV	也是慢脈動B星（英语：Slowly pulsating B star）
卷舌二 （英仙座ε）	英仙座		2^m.88	3^m.00	3.847	B0.5V
船尾座PT	船尾座	[13]	5^m.72	5^m.74	3.908	B2III
尾宿八 （天蝎座λ）	天蝎座		1^m.59	1^m.65	5.129	B1.5IV + PMS + B2IV	三合星系統；也是大陵五型變星
尾宿七 （天蝎座κ）	天蝎座		2^m.41	2^m.42	4.795	B1.5III
心宿一 （天蝎座σ）	天蝎座	1904 (維斯托·斯里弗)	2^m.86	2^m.94	5.923	B1III	四合星系統
角宿一 （室女座α）	室女座		0^m.85	1^m.05	6.520	B1IV	亮度變化在1970年停止[26]
狐狸座BW	狐狸座		6^m.44	6^m.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

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		4^m.36	4^m.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		5^m.38	5^m.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		3^m.46		2.42	B2IV	未被確認為仙王座β型變星[13]
船底座V343	船底座		4^m.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		5^m.06	5^m.17	25.91[25]	B5V	在2011年被認為是SBP[20]
南十字座λ	南十字座		4^m.60	4^m.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		4^m.70	4^m.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		5^m.09[31]	5^m.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		2^m.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		4^m.27	4^m.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		5^m.04	5^m.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		3^m.67	3^m.70		B1.5III	疑似仙王座β型變星
昴宿五 （金牛座23）	金牛座		4^m.17	4^m.19		B6IVe	B(e)星，不是仙王座β型變星[13]
船帆座IS[15]	船帆座		5^m.23		2.592	B1IVn	仙王座β星變星候選者[13]
HR 3440（英语：HR 3440） (HW Vel)[15]	船帆座		5^m.46	5^m.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		5^m.36	5^m.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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