的光變曲線,顯示由固有恆星脈動形成的規則光變曲線。]]
恆星脈動()的現象是由恆星外層膨脹與收縮所造成,以維持恆星平衡。這些恆星半徑的波動會導致恆星的光度發生相應變化。天文學家能透過測量光譜並觀
測都卜勒效應來推斷此機制。許多具有大振幅的內因變星,例如經典的造父變星、天琴座RR型變星與大振幅的盾牌座δ型變星等,顯示規律的光變曲線。
這種規律行為與赫羅圖中高光度/低溫側的經典變星,且平行的恆星變異形成對比。這些巨星被觀察到會經歷從弱不規則性的脈動,而在這時仍可定義平均週期時間或週期(如大多數金牛座RV型變星和半規則變星),到幾乎沒有重複性的不規則變星。室女座W型變星位於界面;短週期的週期是規律的,而較長週期的週期則先呈現相對規律的脈動週期交替,接著出現輕微的不規則,如變星金牛座RV,隨著週期變長,逐漸變為此型。.恆星演化與脈動理論顯示,這些不規則變星擁有更高的光度與質量比(L/M)。
許多變星是非徑向脈動星,亮度波動比標準燭光的規則變星小。
規則變星
不規則變星的前提是恆星能在週期的時間尺度上改變其振幅。換句話說,脈動與熱流之間的耦合必須足夠大,才能允許這些變化。這種耦合可透過在一個脈動週期(週期)內,給定正常模式振幅的相對線性成長率κ(kappa])來衡量。對於規則變星(造父變星、天琴座RR型變星等),數值恆星建模與線性穩定性分析顯示,κ在相關激發脈動模式中最多約為數個百分點。另一方面,同類型的分析顯示,對於高L/M模型,κ明顯較大(30%或以上)。
對於規則變星而言,相對成長率κ小,意味著存在兩個明顯的時間尺度,即振盪週期與振幅變化相關的較長時間。從數學角度來說,動力學有一個中心流形,更精確地說是一個近中心流形。此外,因為它們的描述可以是脈動振幅的有限冪次,研究發現恆星脈動僅具有弱非線性性。這兩種性質非常一般,且在許多其他領域,如族群動力學、海洋學、電漿物理等領域中也會出現。
弱非線性與幅度變化的長時間尺度,使得脈動系統的時間描述可簡化為僅描述脈動幅度,從而消除該週期短時間尺度上的運動。結果是以振幅方程來描述系統,這些方程被截斷為振幅的低冪次方。此類振幅方程可透過多種技術推導,例如消除長期項的Poincaré–Lindstedt方法,或多時間漸近擾動法,以及更一般的標準型理論。
相關條目
- 小行星震動學
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- 脈動白矮星
參考文獻
外部連結
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