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孙艳春 BNU 恒星演化 一、双星 1.双星及其分类； 2.双星的轨道运动； 3.万有引力定理和恒星质量的测定； 4.特色双星 1.双星及其分类 双星定义： 包含两颗恒星的系统，在相互引力作用下，两颗子星绕着它们共同的引力中心描绘出闭合的轨道。 ?组成双星的两颗恒星均称为双星的子星（主星、伴星），以椭圆轨道相互绕转； 较亮的子星-----主星 较暗的子星-----伴星 ?聚星： 三合星，四合星，等等。 ?在银河系中，估计双星和聚星的数目不少与单星。大部分的恒星位于双星和聚星系统中。 ?光学双星，彼此之间没有物理联系；区别于物理双星。 双星的研究对天文学的发展具有重大意义 →验证万有引力定律 →测量恒星质量 →研究恒星结构（形状、大小、大气） →研究恒星演化 →寻找黑洞和验证引力辐射的最有希望的领域 双星的分类 ?根据观测方法分为： （1）目视双星 （2）分光双星 （3）食双星 (1)目视双星 (visual binaries) ?在望远镜内能够分辨出两颗子星的双星系统: 周期1月-----几百年，常见几年； 已发现目视双星将近8万对。 （2）分光双星（ spectroscopic binaries ） ?通过子星轨道运动引起的谱线的Doppler位移确定其双星性质 双线（双谱）、单线（单谱）分光双星 已发现的分光双星约5千对。 （3）食双星（eclipsing binaries） ?两子星相互交食造成亮度变化的双星，即食变星。 ?已知有4千多对。 ?按光变曲线的形状：大陵型，渐台型和大熊W型。 椭球双星（椭球变星）：不出现掩食，亮度有周期变化。 食双星和椭球双星又统称为测光双星。 对于三类双星，都可以由观测数据推算出轨道要素： ?目视双星←伴星对主星的相对位置； ?分光双星←视向速度曲线； ?食双星←光变曲线。 3.万有引力定理和恒星质量的测定； ?利用Kepler第三定律和Newton万有引力定律：： 其中a, P为双星的轨道半长径和周期。 ?以太阳-地球系统为参照，P改用回归年为单位，a改为天文单位为单位，质量改为太阳的质量为单位，且忽略地球的质量，则在此单位制中：G=4π2。则上式简化为： ?求目视双星的质量： 对于目视双星，由轨道得出的半长径为a″,双星的视差为π″，则代入上式得： 只有对于视差已知的目视双星，才能求出质量和。欲进一步分出每颗星的质量，还要设法得到两子星的质量比。 力学视差 ?利用上式和恒星的质光关系可以求出双星的周年视差，这样的视差称为力学视差。上式改写为： 4.特色双星 ?科帕尔双星分类法：不相接双星，半相接双星，和相接双星； ?密近双星； ? X射线双星；等等 ?一些著名的双星：大陵五，渐台二和大熊W（W Ua)。 二、变星 1.变星及其分类； 2.脉动变星及其周光关系； 3.新星和超新星； 1.变星及其分类 定义： （狭义）凡亮度有变化的恒星，不论内外因； （广义）物理性质随时间变化的恒星。如光谱变星，磁变星，红外变星，X射线新星，等等。 变星分类 ?依据：光变曲线（形状，亮度极大到极小的变幅及周期等）；考虑其他：如绝对星等，光谱型，在银河系内分布和运动等。 ?按光变原因分为： 内因变星：即物理变星，光度，光谱，半径变，占80%；又分为脉动和爆发性两大类。 外因变星：几何变星或光学变星（食双星和椭球变星），仅因掩星或星形状变化。 脉动变星 ?星体发生有节律的、大规模运动而使亮度发生变化的恒星，占内因变星总数的90%。 ?分为： （1）长周期造父变星； （2）短周期造父变星； （3）矮造父变星； （4）长周期变星； （5）半规则变星； （6）不规则变星； 爆发变星 （1）灾变变星； （2）激变变星； （3）猎户座变星； （4）耀星； 2.脉动变星及其周光关系； ?脉动变星的光变由星体脉动引起。 如：径向脉动→半径，光度，温度，视向速度和磁场的变化 （1）长周期造父变星：也统称为造父变星（Cepheid variables）： ?原型（1784年）：造父一（仙王δ） P = 5.4 d 最暗时是4.3等 造父变星的周光关系: ?发现：美国女天文学家勒维特在研究小麦哲伦星云中1777颗变星时，发现其中25颗造父变星,测到视星等从12.5等到15.5等，光变周期从2天到120天，由此 发现了造父变星的周光关系: 造父变星越亮，光变周