打开主菜单
哈伯太空望遠鏡拍攝的亮藍變星AG Carinae

亮藍變星LBVs)是大質量恆星的演化過程中,在光譜和光度上都顯顯示不可預測,有時甚至是劇烈變化的狀態。它們依據大麥哲倫星系最亮的恆星之一,劍魚座S命名,也被稱為劍魚座S型變星。這種變星非常罕見,在變星總表中標示為SDor列出的大約只有20顆[1],而且其中有一些已經不再被認為是亮藍變星。

目录

發現和歷史编辑

屬於亮藍變星的天津增九海山二,自17世紀以來一直被稱為不可思議的變星,而它們的真實性質直到最近才被完全理解。

在1922年,約翰·查理斯·鄧肯公布在系外星系三角座星系(M33)中探測到三顆變星,即變星1、2和3。之後,愛德溫·哈伯在1926年又對它們進行的多次的探測:標示為M33的A、B和C。然後,1929年加入了在M31中檢測到的變星清單。其中,M33的變星A、B、C和2,以及M31的變星19,在1953年又被哈伯和艾倫·桑德奇進行了詳細的研究。M33的變星1因為太暗但被排除,變星3被歸類為造父變星。盡管它們是那些星系中最明亮而引人注目的恆星,當時也都只被描述為不規則變星[2]。哈伯和桑德奇原始論文中有一個註腳,提到劍魚座S可能是同類型的恆星,但仍強烈的保留。因此,之間的聯繫得等到數十年後才能得到確認。

後來的論文將這五顆變星稱為哈伯-桑德奇變星。在20世紀70年代,M33的變星83和在M31的仙女座AE仙女座AF(變星19)、變星15、和變星A-1都被加入這份清單中。雖然當時還沒有正式的名稱,但有些作者已經稱它們為亮藍變星。它們的光譜與海山二比較,有天鵝P譜線輪廓的譜線[3]。在1978年,蘿勃塔·亨弗裡斯發表了一份關於 M31 和 M33(不包括變星A)中八顆變星的研究報告,將它們稱為亮藍變星,並與劍魚座S連結為同一類的變星[4]。在1984年,彼得·孔蒂(Peter Conti)在國際天文學聯合會的研討會演講中將劍魚座S、哈伯-桑德奇變星、海山二、天津增九和其它類似的變星以亮藍變星將它們整合在一起,縮寫即為LBV。他也明確地將沃夫-瑞葉星和其它的高光度藍色星區分出來[5]

變星通常是以第一顆被發現的成員星來命名,例如盾牌座δ型變星是以盾牌座δ命名。第一顆被確認的亮藍變星是天鵝座P(天津増九),這一類星的變星應該被稱為天鵝座P型變星。但是變星總表認為這會與發生在其他類型的天鵝P譜線輪廓混淆,所以選擇了劍魚座S(S Doradus)這顆星的首字碼縮寫SDOR做為這一類型變星的標示[6]。在1974年,SDOR這個術語被用來描述天津增九(天鵝座P)、劍魚座S、海山二、和哈伯-桑德奇這一組變星[7]

物理性質编辑

 
顯示劍魚座S不穩定帶和亮藍變星位置的赫羅圖。

亮藍變星是大質量的不穩定超新星(或極超新星),顯示出各種光譜和光度的變化,最明顯的是週期性的爆發和偶爾更大的噴發

在它們的寧靜狀態下,它們通常是B型恆星,通常也都比較熱並伴隨著不尋常的發射譜線。它們被發現在赫羅圖中現在被稱為劍魚座S的不穩定帶的區域;其中最暗的溫度約在10,000K左右,亮度約為太陽的250,000倍;最亮的溫度大約在25,000K,亮度超過太陽的100萬倍,使它們全都成為最亮的恆星。

在一次正常的爆發中,所有這一類恆星的表面溫度都會降低至約8,500K左右,只比黃超巨星的溫度稍高一些。全波段光度通常保持不變,這意味著視亮度增加了一或二個等級。這是劍魚座S的典型行為,已經發現了好幾個例子。在爆發的過程中,光度似乎會發生變化,但這些不尋常恆星的特性很難準確的測定。例如,船底座AG在爆發時的光度大約降低了30%;然而AFGL 2298英语AFGL 2298已被觀察到在爆發時光度顯著的增加,但是不清楚是否該被歸類為週期性的爆發還是偶爾的更大噴發[8]。劍魚座S典型的這種行為被稱為強活躍週期,被視為是確定一顆亮藍變星的一個關鍵標準。出現兩種不同的週期,要麼變化週期超過20年,要麼不到10年。在某些情況下,變化要小得多,不到半個星等,只有很小幅度的溫度下降。這些總是發生在週期不到10年的尺度上,被稱為弱活動週期[9]

一經觀察到一些經歷過巨大噴發的亮藍變星,由於質量的損失和亮度猛烈的急遽增加,以至於有幾顆起初被歸類為超新星。寶發通常意味著會友星雲圍繞著這樣的恆星;已知研究最多、最明亮的例子是海山二,但它可能並非典型[10]。一般認為,所有的亮藍變星都經歷了一次或多次這樣的大爆發,但它們之中只有兩、三顆被好好的研究過,可能還有少數超新星是它們冒名頂替的。天鵝座P和海山二是我們銀河系中兩個明顯的例子,HD 5980A是在小麥哲倫雲星系中可能的例子,但都沒有顯示出明顯的週期性變化。這兩種類型的變異性仍有可能發生在不同的恆星群[11]。 三維模擬顯示,這些爆發可能是由氦的不透明度引起的[12]

許多亮藍變星也顯示出週期不到一年,振幅較小的變異性情況;這似乎是典型的天鵝座α型變星[8],和隨機(即完全隨機)的變化 [9]

根據定義,亮藍變星比大多數的恆星更明亮、質量也更大,但是分布的範圍也非常大。最明亮的可能超過百萬太陽亮度和質量接近100 M;亮度最低的也有25萬倍太陽亮度,質量也可以低到只有10 M,然而它們在身為主序星時的質量都會更大。它們都有很高的質量損失,並顯示出一些氦和氮的增強[8]

演化编辑

 
海山二大爆發產生的侏儒星雲

高光度蓝变星列表编辑

相關條目编辑

參考資料编辑

  1. ^ GCVS Variability Types. General Catalogue of Variable Stars @ Sternberg Astronomical Institute, Moscow, Russia. 12 Feb 2009 [2010-11-24]. 
  2. ^ Hubble, Edwin; Sandage, Allan. The Brightest Variable Stars in Extragalactic Nebulae. I. M31 and M33. Astrophysical Journal. 1953, 118: 353. Bibcode:1953ApJ...118..353H. doi:10.1086/145764. 
  3. ^ Bianchini, A.; Rosino, L. The spectrum of the bright variable A-1 in M31. Astronomy and Astrophysics. 1975, 42: 289. Bibcode:1975A&A....42..289B. 
  4. ^ Humphreys, R. M. Luminous variable stars in M31 and M33. The Astrophysical Journal. 1978, 219: 445. Bibcode:1978ApJ...219..445H. doi:10.1086/155797. 
  5. ^ Conti, P. S. Basic Observational Constraints on the Evolution of Massive Stars. Observational Tests of the Stellar Evolution Theory. International Astronomical Union Symposium No. 105 105. 1984: 233–254. Bibcode:1984IAUS..105..233C. ISBN 978-90-277-1775-7. doi:10.1007/978-94-010-9570-9_47. 
  6. ^ Sharov, A. S. S Dor-type variables in other galaxies. In: Variable Stars and Stellar Evolution; Proceedings of the Symposium. 1975, 67: 275. Bibcode:1975IAUS...67..275S. 
  7. ^ Thackeray, A. D. Variations of S Dor and HDE 269006. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 1974, 168: 221–233. Bibcode:1974MNRAS.168..221T. doi:10.1093/mnras/168.1.221. 
  8. ^ 8.0 8.1 8.2 Vink, Jorick S. Eta Carinae and the Luminous Blue Variables. Eta Carinae and the Supernova Impostors. Eta Carinae and the Supernova Impostors. Astrophysics and Space Science Library 384. 2012: 221–247. Bibcode:2012ASSL..384..221V. ISBN 978-1-4614-2274-7. arXiv:0905.3338. doi:10.1007/978-1-4614-2275-4_10.  已忽略未知参数|citeseerx= (帮助)
  9. ^ 9.0 9.1 Sterken, C. Cycles and cyclicities in Luminous Blue Variables: The S Dor phenomenon. Interplay of Periodic. 2003, 292: 437. Bibcode:2003ASPC..292..437S. 
  10. ^ Guzik, Joyce A.; Lovekin, Catherine C. Pulsations and Hydrodynamics of Luminous Blue Variable Stars. 2014. arXiv:1402.0257v1 [SR astro-ph. SR]. 
  11. ^ van Genderen, A. M. S Doradus variables in the Galaxy and the Magellanic Clouds. Astronomy and Astrophysics. 2001, 366 (2): 508–531. Bibcode:2001A&A...366..508V. ISSN 0004-6361. doi:10.1051/0004-6361:20000022. 
  12. ^ Jiang, Yan-Fei; Cantiello, Matteo; Bildsten, Lars; Quataert, Eliot; Blaes, Omer; Stone, James. Outbursts of luminous blue variable stars from variations in the helium opacity. Nature. September 2018, 561 (7724): 498–501. ISSN 0028-0836. PMID 30258134. arXiv:1809.10187. doi:10.1038/s41586-018-0525-0 (英语).