中國天文學家發現一顆由類似太陽磁場活動導致週期變化的天琴RR型變星

中國科學院雲南天文台雙星與變星研究團組李臨甲博士和錢聲幫研究員對一顆c型天琴RR型變星劍魚座BE的脈動特徵進行研究，發現它的脈動存在顯著調製（modulation）現象，表現為周期約為8年的準週期性變化以及突變。結合其它相同類型變星的脈動特徵，研究人員提出造成它的調製現象的物理機制是類太陽磁場活動與發生在氫氦電離包層中的宏觀湍流共同作用的結果。這意味著劍魚座BE是一顆非常特殊的樣本，對了解這類變星的內部結構和演化狀態具有重要意義，值得進一步監測和研究。

天琴RR型變星是一類短週期脈動變星，處於水平分支演化階段。根據其脈動週期及特徵，人們通常將其細分為ab型和c型。相比前者，c型天琴RR型變星的脈動週期更短，脈動曲線更對稱；在物理特性上，它的質量更小，外層的包層更薄，表面有效溫度更高。在觀測上，天琴RR型變星的脈動調製現像是普遍存在的，一般人們稱為布拉什克效應（Blazhko effect）。該效應通常表現為脈動週期和變幅的共同調製。但在實際研究中，人們發現一些c型天琴RR型變星的脈動存在特殊的調製現象：主要表現為其脈動週期存在顯著的變化，而脈動變幅卻基本沒有相應的變化。

劍魚座BE便是一顆表現出該現象的典型c型天琴RR型變星（上圖）。在早前的研究中，人們基於有限的數據，認為造成週期調製的機制是伴星存在導致的光時軌道效應，但是計算得到的伴星質量下限達到驚人的60個太陽質量。最近，研究團隊利用國際上的多個測光巡天項目數據，重新對劍魚座BE進行了詳細分析。通過O-C分析和傅里葉分析，研究團隊發現該目標的脈動週期並不是嚴格週期性變化的，因此不能用光時軌道效應來解釋。相應的，其脈動週期存在準週期性變化和突變，其中突變表現為180度的相位跳變。在這些現像中，準週期性變化可能與類太陽磁場活動有關，而突變則可能對應於磁場的突然變化。

利用刻卜勒（Kepler）太空望遠鏡的高精度測光數據，研究團隊還對其它4顆c型天琴RR型變星的脈動特徵進行研究，發現它們的脈動週期變化的劇烈程度與其宏觀湍流速度存在正相關關係。根據能量均分定理，電離層中的宏觀湍流速度與磁場強度也是正相關的。因此，研究團隊提出發生在劍魚座BE和其它部分c型天琴RR型變星中的脈動調製是湍流對流與磁場活動共同相互作用的結果。劍魚座BE是一顆位於南天星區的目標，研究團隊所用的數據都來源於國際上的多個巡天項目。該工作顯示，通過對已有數據資源積極的尋找和深入的挖掘，再結合合理的有針對性的分析研究，學者也能做出有價值的成果。此外，作為一顆特殊天體，需要對劍魚座BE進一步開展監測和研究。

【圖、文：節錄自中國科學院雲南天文台網頁；新聞資訊由林景明提供】研究全文將會刊登在2022年3月出版的英國《皇家天文學會月報》第510卷，第4期；標題是：Reanalysis of c-type RR Lyrae variable BE Dor, period modulations and possible mechanism