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造父變星中的X射線
造父變星是一種典型脈動變星﹐它們的亮度隨恆星半徑週期性變化﹐造父變星發出的輻射波長也隨著恆星的脈動而變化。最近有研究團隊對造父變星輻射X射線的模式進行了分析。
造父變星在宇宙中佔有非常重要的地位﹐這要歸功於美國天文學家Henrietta Swan Leavitt一百多年前發現的周光關係﹐造父變星亮度變化的周期與它的光度相關。如果我們測量了一個造父變星的周期﹐便能推得其發光功率﹐再加上我們所見的視亮度﹐可以用來確定造父變星的距離。100年前著名天文學家哈伯便是利用造父變星確認了仙女座大星系的距離﹐證明它是遠在銀河系之外的另一個星系。造父變星對於測量宇宙中的遙遠距離至關重要﹐被稱作「標準燭光」。
當造父變星亮度最小時﹐短波輻射(例如紫外線及X射線)還是很強。而最近幾年的觀察表明﹐造父變星亮度最大時﹐X射線功率還會有預期外的增加。
造父變星大氣層中的衝擊波可能是這種預期外的X射線出現的原因。隨著恆星半徑的脈動﹐內部各層會相互碰撞﹐將衝擊波向外傳遞到恆星的大氣層﹐加熱大氣層中的電漿﹐激發X射線。為了探究衝擊波引起X射線的可能性﹐由哈佛大學史密松中心Sofia-Paraskevi Moschou所領導的團隊以電腦模擬造父變星的行為﹐並分析這些模擬恆星輸出的光譜數據。
他們模擬了典型的造父變星「造父一」﹐它的質量是太陽的五倍﹐除了脈動和衝擊波外﹐還考慮恆星風和磁場導致的質量損失﹐密度和溫度可能發生的變化。研究結果表明﹐當恆星半徑最大時大氣層中的衝擊波足以產生X射線﹐不過半徑最小時的X射線成因則是來自其它較穩定的過程。
「造父一」是一種短週期的造父變星﹐長周期造父變星的機制可能是不同的挑戰。未來只有待天文學家更多的研究及觀測。
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