天琴座RR型变星：宇宙距离测量的“标准烛光”

天琴座RR型变星：宇宙距离测量的“标准烛光”

天琴座RR型变星是一类重要的周期变星，它们在天文学中扮演着测量宇宙距离的“标准烛光”角色。这类变星主要在球状星团中发现，其亮度变化规律为天文学家提供了研究宇宙距离尺度的重要线索。

天琴座RR型变星的基本特征

天琴座RR型变星是脉动的水平分支恒星，光谱类型为A或F，质量约为太阳的一半。它们原本的质量与太阳相似，大约是0.8太阳质量的恒星，在经历红巨星分支阶段时甩掉了部分的质量。

这类变星以天琴座RR命名，它是该类型中最亮的例子。天琴座RR型变星的脉动方式类似于造父变星，但这两类恒星的性质和历史被认为相当不同。天琴座RR型变星的平均绝对星等大约是 +0.75等，只比我们的太阳亮40或50倍。

球状星团M5的赫罗图。水平分支标记为黄色，已知的天琴座RR型变星标记为绿色。

发现历史与分类

天琴座RR型变星最早在1890年代中期被爱德华·皮克林在对球状星团的调查中识别出来。原型恒星的天琴座RR在1899年之前就被威廉敏娜·弗莱明检出，皮克林在1990年的报告中指出，"它与星团类型的变星无法区分"。

S.I.贝利根据天琴座RR型变星的亮度曲线形状，将这种变星分成三种主要的类型：

• Rrab：是最常见的，亮度急遽上升的典型天琴座RR型变星，占所有观察到的91%。
• RRc：不太常见，周期较短，光变曲线更接近正弦，占观察到的9%。
• RRd：非常罕见，占比小于1%，并且其中30%与RRab和RRc不同，是双模脉冲星。

性质与应用

天琴座RR型变星在颜色-星等的赫罗图上坐落在一个特定区域上。它们是贫金属的第二星族星，与经典造父变星相比，天琴座RR型变星更为常见，但发光程度低很多。它们的周期短，通常不到一天，有些只有7小时左右。

虽然天琴座RR型变星本质的光度微弱，很难在银河系以外的星系中观察到。但沃尔特·巴德因为未能在仙女座星系中找到它们，使他怀疑该星系比预测的远得多，而考虑重新校准造父变星，并提出星族的概念。

最新研究进展

哈伯太空望远镜已经确定了仙女座星系的球状星团中，有几颗疑似天琴座RR型变星的候选者。天琴座RR本身就在开普勒太空望远镜的视野范围内，开普勒太空望远镜扩大了覆盖的范围，并提供了准确的光度测量。盖亚任务预计将通过提供大量此类恒星的均质光谱资讯，大大提高对天琴座RR型变星的了解。