变星和光变曲线

变星的亮度随时间变化，其光变曲线编码了驱动这种变化的物理过程，从脉动到食变。

Definition

变星是其视亮度随时间变化的恒星，其光变曲线是亮度随时间或脉动相位变化的记录。

Scope

本主题涵盖变星的观测和分类及其光变曲线的分析。它包括脉动变星，如造父变星和天琴座RR型变星，以及食变星和爆发变星，从时间序列测光中提取周期和振幅，以及相位折叠。它将光变曲线形态与潜在的恒星物理学和距离指标联系起来。

Core questions

• 什么物理机制导致恒星发生变化，它们如何映射到光变曲线的形状？
• 如何从时间序列测光中导出周期和振幅？
• 相位折叠如何揭示潜在的周期性信号？
• 为什么某些脉动变星可以作为标准烛光？

Key theories

周光关系

对于造父变星，脉动周期与固有光度密切相关，因此测量周期可以得出光度，进而得出距离。

光变曲线周期分析

应用于亮度测量的寻周期技术可以恢复特征周期，然后将数据按该周期折叠可以揭示重复的光变曲线形状。

Clinical relevance

变星提供了校准宇宙距离尺度的距离指标，提供了产生基本恒星质量和半径的食双星，以及通过星震学探测恒星内部的工具，使其成为恒星天体物理学的核心工具。

History

变星的系统研究通过19世纪和20世纪的测光学发展起来；亨丽埃塔·莱维特发现的造父变星周光关系将其转变为距离指标，为宇宙距离尺度的测量奠定了基础。

Seminal works

• leavitt1912
• percy2007
• vanderplas2018

Frequently asked questions

什么是相位折叠？

相位折叠通过将时间除以周期，将一系列长时间的测量值包裹到一个单一周期内，堆叠重复的周期以揭示周期性光变曲线的平均形状。

为什么造父变星对于测量距离如此重要？

因为造父变星的脉动周期揭示了其真实光度，将其光度与其观测亮度进行比较可以得出距离，从而提供了宇宙距离阶梯中的关键一环。