住在地球上的居民隻能看到一個太陽。要是我們到一個雙星係統去觀光,一定會大飽眼福的。如果有這麼一天,你能坐上宇宙飛船到最近的南門2附近遊覽,並且在那裏住上幾天,你會看到美妙的天空景色:天剛破曉,一輪橙紅色的“太陽”冉冉升起,一切物體都被照得通紅通紅。過了一會兒地乎線上又升起另一顆更亮的“太陽”。看起來它和我們的太陽是那麼地相象,顏色、亮度都相差無幾,僅僅是個兒大了些。這兩顆“太陽”在天空裏竟相爭輝,各放異彩。到夜間你也許能看到那顆比鄰星,在地球上你看不見它,因為它的亮度是11等。可是在這裏,它有4等星那麼亮。盡管還不太亮,它還是會引起你的注意,因為它有時會突然地發亮起來,快得使你吃驚,過了幾十分鍾,它又突然地恢複原狀……你看這天空景色是多麼美妙啊!

變化多端的變星

天上大多數恒星都像太陽那樣,老老實實、規規矩矩地演變著。雖然在它們上層大氣中也會有波濤起伏,但在整體上並沒有太大的變動,因而地球上的人們可以怡然自得地生活和工作,不必擔心有那麼一天太陽會突然發生劇變,從而影響人類的生存。在這些老成穩重的星星之外,卻有那麼一些星,它們是頑皮的、不守常規的,有時甚至會鬧得闖下大禍,導致自身毀滅。由於它們共同的特征是亮度會發生變化,便得到了“變星”的名稱,就像百花展覽一般,變星是五花八門、種類繁多的。它們在這樣的展覽館裏竟相爭豔、各有千秋,有的性情溫順、變化有方;有的脾氣暴烈、放蕩不羈。

1造父變星:名字頗為古怪。這是因為在這類變星中仙王座δ星(造父一,如圖所示)是最先發現的,最有代表性的一顆,所以由此得名。

(上)造父一星體大小的變化

(中)造父一的光變曲線

(下)造父一表麵的視向速度曲線

研究變星首先要做的工作是觀測它的亮度,繪出它的亮度隨時間變化的關係——光變曲線,然後研究光變的規律。如果它是周期變化的,就可以求出它的光變周期。比如對造父1的觀測。我們可以在它周圍選出一些已知亮度的正常星作為標準,然後用肉眼或儀器來比較變星和標準星的亮度,求出它在某一時刻的星等。把不同時刻的變星星等畫在一張以星等為縱坐標,以時間為橫坐標的圖上,就得到了它的光變曲線。造父1的亮度變化極有規律:上升較快,下降較慢。每隔5天8小時46分38秒就重複一次。亮度最小時星等為43等,極大時為36等,變化了07等,相當其亮度增加1倍。它發亮時顏色稍為變藍,暗時變紅一些。這說明其溫度也有變化。據測量,變化範圍近1000度。造父變星比太陽還大而亮,都是黃色超巨星。不是所有的造父變星的光變周期都是5天。短的有1天多,長的在50天以上。大家熟知的北極星也屬此類。至今,這類變星已發現有700顆之多。

2天琴座RR型變星:以這類變星中最亮的1顆——天琴座RR星來命名o它們的數目較多,有4千多顆,與造父變星相比,許多方麵都不如造父變星,例如:光變周期要短些,從1小時10分到1天不等;亮度變化範圍也小,不超過05等;本身亮度較小,絕對星等隻有05等;色白,屬A型星。

3長周期變星:這種變星光變的周期很長,從80天到1000天,其有各的代表是鯨魚座O星,它又名“怪星”,是被人發現最早的變星。1596年曾有人見到它是3等星,可是到那年10月份,它消失不見了。在1603年給恒星命名時,它又悄悄地亮了起來,沒有錯過取得名字的好機會。它的光變周期在332天左右,最亮時有北極星那麼亮,最暗時為9等星,肉眼看不到。它是1顆紅巨星,體積很大,它的體內足以容納1億個太陽。

上麵3種變星都屬於“脈動變星”這一類。脈動變星,顧名思義,它的身軀會像脈搏那樣一張一縮地跳動,這有點像小孩子吹的氣球,當往裏麵吹氣時,它膨脹起來;放氣時它就縮小下去,這個有趣的現象是從光譜觀測中知道的。在光變周期時間內,它們的光譜線在平均位置附近左右擺動一次,有時向紅端移動,有時向紫端移動。研究結果說明,當星體膨脹時,麵朝我們的那一部分氣體物質就向我們而來,於是譜線紫移;反之,譜線紅移。按多普勒公式,可以算出各個時刻星體表麵物質的移動速度,如畫光變曲線一樣,我們也能畫出一張速度變化曲線來。如果我們能到造父變星的近旁,就可以欣賞它那奇異的變化情況。開始時,它向外膨脹,速度越來越快。到最大速度時,光最亮;然後膨脹速度變慢,直到停止。這時它的體積最大但光並不最亮,接下去它就收縮,在收縮速度最快時,光最弱。這之後收縮速度減慢,一直到停止,這時體積最小。

造父變星的這種奇怪的行為,使得天文學家為之大傷腦筋。為什麼它會脈動,為什麼它在體積最小而溫度最高時,不能發出最亮的光呢?對這些現象雖然已有了一些理論,但是還不能作出完善的解釋。

4爆發性變星——新星:新星,是新的星嗎?如果你真的這樣理解的話那就錯了。新星並不新,因為平時它很暗,過去很少有人注意到它,它可以在幾天之內突然發亮,引起人們的注意,成為一種少見的天空現象。

我國曆史文獻中有豐富的天象記錄,其中記載新星的就有90條。如《漢書·天文誌》載:“漢元光年六月,客星見於房。”客星,即新星。房,即房宿(二十八宿之一),在天蠍座西端,這個時間是公元前134年。在西方,據說喜帕恰斯就是因為看到這顆新星,才促使他去編星表的。