仙王座β型變星

仙王座β型變星，也稱為大犬座β型變星。這種變星的變光快速但幅度很小，亮度變化被認為是由於鐵在內部20萬K下的異常性質，造成表面的脈動。這些變星通常是光譜為B型的藍白色高溫恆星。不要與造父變星混淆，後者以造父一（仙王座δ）為原型命名，是亮超巨星。

## 性質

仙王座β型變星是質量介於7至20 M$_\odot$（太陽質量）的主序星。這些成員中有一些是天空中最亮的恆星，例如十字架三和馬腹一；角宿一也被歸類為仙王座β型變星，但在1970年神秘的停止了脈動。通常，它們的亮度變化在0.01至0.3星等，週期0.1至0.3日（2.4至7.2小時）。做為原型的上衛增一（仙王座β）視星等在 +3.16 到 +3.27 間變化，週期為4.57小時。亮度最亮的時刻發生在恆星最小且最熱的時刻。它們在紫外線上的亮度變化要大得多，可以達到1個星等。少數恆星的變光週期被發現短於一小時，對應於基礎的徑向脈動週期的四分之一和基礎週期的八分之三。它們也有相對較低的振幅和相當窄的光譜類型B2-3 IV-V。它們被稱為短週期組，在GCVS的縮寫是BCEPS。

仙王座β型變星的脈動式是由卡伯機制和p-模式脈動驅動。在恆星內部，溫度高達20萬K的深處，有豐富的鐵。鐵在如此的高溫下，不透明度將增加（不是減少），導致能量在數層之內累積。這會導致壓力的增加而反覆地向外推出與落回，一個循環的週期約數小時。這被稱為鐵凹凸或Z凹凸（Z習慣上是表示金屬量）。這與慢脈動B星類似，顯示同樣是由鐵的不透明度變化驅動的p-模式脈動，但是有著較低的質量和較長的週期。

## 觀測的歷史

美國天文學家Edwin Brant Frost在1902年發現仙王座β徑向速度的變化，最初的結論說是聯星的光譜。Paul Guthnick在1913年率先檢測到它的亮度變化。不久之後，發現軍市一（大犬座β）和心宿一（天蠍座σ）也是變星，維斯托·斯里弗在1940年指出，心宿一的徑向速度也有變化，還有R.D. Levee和奧托·斯特魯維分別在1952年和1955年推論出這是由於恆星的脈動。這種變星因為大犬座β星是20世紀末對其研究最密切的例子，因此通常稱為大犬座β型變星，然而它在南部低空的位置，意味著它的觀測經常會受到阻礙。然而，因為仙王座β是第一顆被發現的這種類型變星，所以儘管有和造父變星相似而被混淆的風險，這一類型還是被稱為仙王座β型變星。

塞西莉亞·佩恩-加波施金和Sergei Gaposchkin在他們1938顆變星的目錄中收錄了17顆可能是這類型的變星，但是將它們歸類為矮造父變星（盾牌座δ型變星）。車府增十五（蝎虎座16）是在1952年之前被廣泛研究的另一這類型的變星。在1966年，此類型變星的數量從18顆增加為41顆。奧托·斯特魯維在20世紀50年代廣泛的研究這種變星，然而在他逝世之後，研究就減少了。

Christiaan L. Sterken和Mikolaj Jerzykiewicz 在1993年將59顆恆星歸類為仙王座β型變星，並將79顆列為疑似仙王座β型變星。Stankov在2005年列出93顆成員，77顆候選者，還有61顆可能不是或確定不是這類型的變星。6顆，分別是天棓五（武仙座ι）、雙魚座53、九州殊口四（波江座ν）、壁宿一（飛馬座γ）、英仙座V354和白羊座53被並列為仙王座β型變星和SPB。

### 仙王座β型變星列表

名稱 (name)｜星座｜發現｜最大值（視星等）（mV）｜最小值（視星等）（mV）｜週期（時）｜光譜類型｜註解

軍市一（大犬座β）｜大犬座｜1909 (威廉·華萊士·坎貝爾)｜1m.93｜2m.00｜6.031｜B1II-III｜6.03、6.00、和4.74小時的脈動

大犬座ξ1｜大犬座｜4m.33｜4m.36｜5.030｜B0.5IV

大犬座15｜大犬座｜4m.79｜4m.84｜4.429｜B1III-IV

船底座V376｜船底座｜4m.91｜4m.96｜0.4992｜B2IV-V｜BCEPS star

船底座V372｜船底座｜5m.70｜2.78｜B2III

馬腹一（半人馬座β）｜半人馬座｜0m.61｜3.768｜B1II

南門一（半人馬座ε）｜半人馬座｜2m.29｜2m.31｜4.070｜B1V

騎官三（半人馬座κ）｜半人馬座｜3m.13｜3m.14｜2.288｜B2IV

衡四（半人馬座χ）｜半人馬座｜4m.40｜0.84｜B2V｜BCEPS star

上衛增一（仙王座β）｜仙王座｜1902 （Edwin Brant Frost）｜3m.16｜3m.27｜4.572｜B2IIIe｜原型

天囷九（鯨魚座δ）｜鯨魚座｜4m.05｜4m.1｜3.867｜B2IV

十字架三（南十字座β）｜南十字座｜1m.23｜1m.31｜4.589｜B0.5IV

十字架四（南十字座δ）｜南十字座｜2m.78｜2m.84｜3.625｜B2IV

天津增卅五｜天鵝座｜4m.94｜B2.5IV｜以高解析光譜驗證

九州殊口四（波江座ν）｜波江座｜3m.87｜4m.01｜4.164｜B2III｜多重週期；也是慢脈動B星

車府增十二（蝎虎座12）｜蝎虎座｜5m.16｜5m.28｜4.634｜B1.5III｜也是慢脈動B星

車府增十五（蝎虎座16）｜蝎虎座｜5m.30 (B)｜5m.52 (B)｜4.109｜B2IV

騎官十（豺狼座α）｜豺狼座｜1956（Bernard Pagel）｜2m.29｜2m.34｜6.235｜B1.5III

騎官二（豺狼座δ）｜豺狼座｜3m.20｜3m.24｜3.972｜B2IV

騎官六（豺狼座ε）｜豺狼座｜3m.36｜3m.38｜2.316｜B2IV + B3V｜三合星系統；主星是光譜聯星

柱三 (角宿)（豺狼座ι）｜豺狼座｜3m.54｜3m.3.55｜B2.5IV｜自1997年以來未被記錄為 BCEP

柱四（豺狼座τ1）｜豺狼座｜4m.54｜4m.58｜4.257｜B2IV

闕丘增四（麒麟座19）｜麒麟座｜4m.96｜5m.01｜4.589｜B1IV-Vea

蜜蜂三（蒼蠅座α）｜蒼蠅座｜2m.68｜2m.73｜2.167｜B2IV-V｜最初有疑問，以高解析光譜證實

天江三（蛇夫座θ）｜蛇夫座｜3m.25｜3m.31｜3.373｜B2IV

參宿增三（獵戶座η）｜獵戶座｜3m.31｜3m.35｜7.247｜B0.5Vea + B3V｜四合星；也是大陵五型變星；成員Ab是脈動星

壁宿一（飛馬座γ）｜飛馬座｜1953（D. Harold McNamara）｜2m.78｜2m.89｜3.643｜B2IV｜也是慢脈動B星

捲舌二（英仙座ε）｜英仙座｜2m.88｜3m.00｜3.847｜B0.5V

船尾座PT｜船尾座｜5m.72｜5m.74｜3.908｜B2III

尾宿八（天蠍座λ）｜天蠍座｜1m.59｜1m.65｜5.129｜B1.5IV + PMS + B2IV｜三合星系統；也是大陵五型變星

尾宿七（天蠍座κ）｜天蠍座｜2m.41｜2m.42｜4.795｜B1.5III

心宿一（天蠍座σ）｜天蠍座｜1904 (維斯托·斯里弗)｜2m.86｜2m.94｜5.923｜B1III｜四合星系統

角宿一（室女座α）｜室女座｜0m.85｜1m.05｜6.520｜B1IV｜亮度變化在1970年停止

狐狸座BW｜狐狸座｜6m.44｜6m.68｜4.8｜B2IIIv｜徑向速度變化最大的仙王座β型變星

### 被排除或候選的仙王座β型變星列表

名稱｜星座｜發現｜最大值視星等（mV）｜最小值視星等（mV）｜週期（時）｜光譜類型｜註解

天狼增五（大犬座ι）｜大犬座｜4m.36｜4m.40｜33.6｜B3Ib/II｜未被確認為仙王座β型變星

大犬座FN｜大犬座｜5m.38｜5m.42｜36.7｜B0.5IV｜未被確認為仙王座β型變星

天社增一（船底座χ）｜船底座｜3m.46｜2.42｜B2IV｜未被確認為仙王座β型變星

船底座V343｜船底座｜4m.30｜57.11｜B1.5III｜未被確認為仙王座β型變星

小斗五（蝘蜓座ζ）｜蝘蜓座｜5m.06｜5m.17｜25.91｜B5V｜在2011年被認為是SBP

南十字座λ｜南十字座｜4m.60｜4m.64｜9.482｜B4Vne｜未被確認為仙王座β型變星

南十字座θ2｜南十字座｜4m.70｜4m.74｜2.134｜B2IV｜未被確認為仙王座β型變星

天鵝座25｜天鵝座｜5m.09｜5m.21｜5.04｜B3IVe｜仙后座γ型變星，未被確認為仙王座β型變星

天棓五（武仙座ι）｜武仙座｜2m.93｜B3IV｜不再被歸類為仙王座β型變星

柳宿三（長蛇座η）｜長蛇座｜4m.27｜4m.33｜~4｜B3V｜不再被歸類為仙王座β型變星

船尾座NW｜船尾座｜5m.04｜5m.18｜3.00｜B3Vea｜也是旋轉橢球變星, 不被認為是仙王座β型變星

天狗五（羅盤座α）｜羅盤座｜3m.67｜3m.70｜B1.5III｜疑似仙王座β型變星

昴宿五（金牛座23）｜金牛座｜4m.17｜4m.19｜B6IVe｜B(e)星，不是仙王座β型變星

船帆座IS｜船帆座｜5m.23｜2.592｜B1IVn｜仙王座β星變星候選者

HR 3440(HW Vel)｜船帆座｜5m.46｜5m.52｜6.275｜B6V｜仙王座β星變星候選者

齊增四（狐狸座2）｜狐狸座｜5m.36｜5m.48｜14.63｜O8IV-B0.5IVeV｜B(e)星，不是仙王座β星變星

## 參考資料

Samus N.N., Durlevich O.V., et al. Combined General Catalog of Variable Stars（GCVS4.2, 2004 Ed.）