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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 （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（英語：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，但是有着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（英語：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（英語：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（天蠍座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，意味着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（英語：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（英語：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]) 1m.93 2m.00 6.031 B1II-III 6.03、6.00、和4.74小時的脈動[17]
大犬座ξ1（英語：Xi1 Canis Majoris） 大犬座 [18] 4m.33 4m.36 5.030 B0.5IV  
大犬座15（英語：15 Canis Majoris） 大犬座 [18] 4m.79 4m.84 4.429 B1III-IV  
船底座V376[19] 船底座 4m.91 4m.96 0.4992 B2IV-V BCEPS star
船底座V372 船底座 [20] 5m.70 2.78 B2III  
馬腹一
（半人馬座β） 		半人馬座 0m.61 3.768[12] B1II  
南門一
（半人馬座ε） 		半人馬座 2m.29 2m.31 4.070 B1V  
騎官三
（半人馬座κ） 		半人馬座 3m.13 3m.14 2.288 B2IV  
衡四
（半人馬座χ）[19] 		半人馬座 4m.40[13] 0.84 B2V BCEPS star
上衛增一
（仙王座β） 		仙王座 1902 （Edwin Brant Frost（英語：Edwin Brant Frost））[21] 3m.16 3m.27 4.572 B2IIIe 原型
天囷九
（鯨魚座δ） 		鯨魚座 [18] 4m.05 4m.1 3.867 B2IV  
十字架三
（南十字座β） 		南十字座 1m.23 1m.31 4.589 B0.5IV  
十字架四
（南十字座δ）[15][22] 		南十字座 2m.78 2m.84 3.625 B2IV
天津增卅五（英語：Omega1 Cygni） 天鵝座 4m.94 B2.5IV 以高解析光譜驗證[22]
九州殊口四
（波江座ν） 		波江座 3m.87 4m.01 4.164 B2III 多重週期；也是慢脈動B星（英語：Slowly pulsating B star）
車府增十二（蝎虎座12） 蝎虎座 5m.16 5m.28 4.634 B1.5III 也是慢脈動B星（英語：Slowly pulsating B star）
車府增十五
（蝎虎座16） 		蝎虎座 5m.30 (B) 5m.52 (B) 4.109 B2IV  
騎官十
（豺狼座α） 		豺狼座 1956（Bernard Pagel（英語：Bernard Pagel））[23] 2m.29 2m.34 6.235 B1.5III  
騎官二
（豺狼座δ）[13] 		豺狼座 3m.20 3m.24 3.972 B2IV  
騎官六
（豺狼座ε）[24] 		豺狼座 3m.36 3m.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 3m.54 3m.3.55 B2.5IV 自1997年以來未被記錄為 BCEP
柱四
（豺狼座τ1）[13] 		豺狼座 4m.54 4m.58 4.257 B2IV  
闕丘增四
（麒麟座19） 		麒麟座 4m.96 5m.01 4.589 B1IV-Vea  
蜜蜂三
（蒼蠅座α）[15] 		蒼蠅座 2m.68 2m.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 3m.25 3m.31 3.373 B2IV  
參宿增三
（獵戶座η） 		獵戶座 3m.31 3m.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（英語：D. Harold McNamara）） 2m.78 2m.89 3.643 B2IV 也是慢脈動B星（英語：Slowly pulsating B star）
捲舌二
（英仙座ε） 		英仙座 2m.88 3m.00 3.847 B0.5V  
船尾座PT 船尾座 [13] 5m.72 5m.74 3.908 B2III  
尾宿八
（天蠍座λ） 		天蠍座 1m.59 1m.65 5.129 B1.5IV + PMS + B2IV 三合星系統；也是大陵五型變星
尾宿七
（天蠍座κ） 		天蠍座 2m.41 2m.42 4.795 B1.5III  
心宿一
（天蠍座σ） 		天蠍座 1904 (維斯托·斯里弗) 2m.86 2m.94 5.923 B1III 四合星系統
角宿一
（室女座α） 		室女座 0m.85 1m.05 6.520 B1IV 亮度變化在1970年停止[26]
狐狸座BW 狐狸座 6m.44 6m.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 4m.36 4m.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 5m.38 5m.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 3m.46 2.42 B2IV 未被確認為仙王座β型變星[13]
船底座V343 船底座 4m.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 5m.06 5m.17 25.91[25] B5V 在2011年被認為是SBP[20]
南十字座λ 南十字座 4m.60 4m.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 4m.70 4m.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 5m.09[31] 5m.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 2m.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 4m.27 4m.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 5m.04 5m.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 3m.67 3m.70 B1.5III 疑似仙王座β型變星
昴宿五
（金牛座23） 		金牛座 4m.17 4m.19 B6IVe B(e)星，不是仙王座β型變星[13]
船帆座IS[15] 船帆座 5m.23 2.592 B1IVn 仙王座β星變星候選者[13]
HR 3440（英語：HR 3440）
(HW Vel)[15] 		船帆座 5m.46 5m.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 5m.36 5m.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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