¶ EB（Beta Lyrae变星，又称天琴座β型变星）
作者：李瑀旸 吕不悔
主分类：Eclipse
¶ 历史背景
Beta Lyrae是一个掩星双星系统，其两个子星非常接近，以至于它们因相互吸引而严重扭曲；它们交换物质并共享一个大气。Beta Lyrae是W Serpentis星系双星系统中已知的一员。它的视星等约为三等，位于天琴座北部[1]。
Beta Lyrae的变化特性是由英国业余天文学家约翰·古德里克于1784年发现的。它约13天的周期每年增加约19秒，这可能是因为恒星周围不断膨胀的气体环正在不断失去质量。图1是其掩食时间的O-C图，表现出明显的抛物线形状，表明其周期变化的恒定速率[2]。
掩食时间的O-C(Observation-Caculation)图
¶ 物理图像
¶ 基本信息
天琴β型变星是一种非常靠近的双星，因为两颗星的互绕，其中一颗会经过另一颗的前方，因此它们的总光度会周期性的变化。天琴β型变星的两颗恒星质量都很大（数倍于太阳的质量），都属于巨星或次巨星。并且两颗星是如此的靠近，以至于它们的外观因为强大的重力作用而产生变型：恒星成为椭圆的球体，并且外围的质量会从其中的一颗恒星流向另外一颗。
¶ 质量流
这种质量流发生在其中的一颗，因为其在演化的过程中，体积变得非常巨大。这种膨胀的恒星因为体积过于庞大而很容易流失质量：表面的引力相对微弱，使得气体容易逃逸（这就是所谓的恒星风）。在像天琴β型变星这样的系统，还有第二种效应加速了气体的流失：当其中一颗星过度膨胀后，它会达到洛希极限－也就是围绕两个子星的、在数学意义上的表面，物质可以自由的从其中一颗流向另外一颗。
在双星系统中，质量较大的星通常会先发展成为巨星或超巨星。计算显示，这种演变在很短的时间内（少于五十万年）就会造成这颗恒星大量的质量损失，使得原来质量较大的恒星变成两颗中质量较轻的。损失的质量有部分转移给伴星，其余的则流失到太空中[3]。
较重、较白的主星被气体环包围，气体流向泪滴状的次星。
¶ 光变特性
天琴β型变星的光度曲线相当平滑：食的开始与结束是逐渐进行的，因此无法确切的测定对应时刻，这是因为在系统内的气流质量非常庞大，使得两颗恒星被包覆在共有的壳层之内，因而大气是共同拥有的。在多数的情况下，光度变化的振幅少于一个星等，振幅最大的也只有2.3等（天琴座V480）。
光度的变化周期非常规律，它取决于双星的公转周期，也就是这一对双星彼此互相绕转一圈的时间。这个周期很短，通常只有一至数天。已知最短的是0.29天（长蛇座OY），最长的是198.5天（圆规座W）。在天琴β型变星中，周期超过100天的，通常成员中都有一颗是超巨星。
天琴β型变星的次分类中通常会纳入大陵五变星，虽然它们的变光曲线非常不同（大陵五变星的食有非常明确的界限）。另一方面，天琴β型变星看起来与大熊W型变星有些许的相同，但后者通常只是比较靠近的双星（通常称为密接双星），并且组成的恒星质量也较天琴β型变星低（大约只与太阳质量相当）。
Beta Lyrae 可见光部分的光变曲线作为 EB 光线曲线分类的原型：曲线平滑，主次级小深度差异显著。图3用 Van Hamme，Wilson 和 Guinan [4]发表的1987年至1994年的数据展示了该系统的V波段光变曲线。光线曲线中具有相当大的散射，起初，这是相当令人惊讶的，因为这个系统相当明亮。结果表明，这种巨大的散射是内在变化的结果，而不是测量误差的结果。大周期变化率和内在变异性是 β Lyrae 是一个非常活跃系统的线索。
EB型典型光变曲线
¶ 典型天体
- OGLE-LMC-ECL-06615：光变周期约为1.22天，主极小光度变化约为0.3星等，次极小光度变化约为0.2星等[5]。
¶ 光变曲线
OGLE-LMC-ECL-06615的光变曲线
¶ 重要文献
Bisikalo, D.V., Harmanec, P., Boyarchuk, A.A., Kuznetsov, O.A. and Hadrava, P. 2000, "Circumstellar Structures in the Eclipsing Binary β Lyrae A", Astronomy and Astrophysics 353, 1009
Harmanec, et al 1996, "Jet-like Structures in β Lyrae", Astronomy and Astrophysics 312, 879
Huang, S. 1963, "An Interpretation of Beta Lyrae", Astrophysical Journal 138, 342
Hubeny, I., Harmanec, P. and Shore, S.N. 1994, "On the Strategy of Future Observations and Modeling of the β Lyrae System", Astronomy and Astrophysics 289, 411
Kreiner, Kim and Nha, 2005, "An Atlas of O-C Diagrams of Eclipsing Binary Stars",
Plavec, M. 1980, "IUE Observations of Long Period Eclipsing Binaries: A Study of Accretion onto Non-degenerate Stars", in "Close Binary Stars: Observations and Interpretation, pp. 251-261
Kondo, Y., McCluskey, G.E., Silvis, J.M.S., Polidan, R., McCluskey, C.P.S. and Eaton, E.A. 1994, "Ultraviolet Light Curves of β Lyrae: Comparison of OAO A-2, IUE, and Voyager Observations", Astrophysical Journal 421, 787
Struve, O. 1958, "The Problem of β Lyrae", Publications of the Astronomical Society of the Pacific 70, 5
Van Hamme, W., Wilson, R.E. and Guinan, E.F, "Periodic Light Curve Changes for β Lyrae", Astronomical Journal 110, 1350
Wilson, R.E. 1974, "The Secondary Component of Beta Lyrae", Astrophysical Journal 189, 319
Wilson, R.E. 1979, "Eccentric Orbit Generalization and Simultaneous Solution of Binary Star Light and Velocity Curves", Astrophysical Journal 234, 1054
Wilson, R.E. 1981, "Equilibrium Figures for Beta Lyrae Type Disks", Astrophysical Journal 251, 246
Wilson, R.E. 1982, "Structural Models for Beta Lyrae Type Disks", in "Binary and Multiple Stars as Tracers of Stellar Evolution", pp. 261-273.
Wilson, R.E. and Starr, T.C. 1976, "SV Cen : An Unusual Example of Mass Transfer", Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 176, 625
Wilson, R.E. and Terrell, D. 1992, "Learning about Algol Disks-Learning from Algol Disks", in "Astrophysical Disks", Annals of the New York Academy of Sciences, Vol. 675, 65
¶ 参考文献
Britannica, T. Editors of Encyclopaedia (2016, June 14). Beta Lyrae. Encyclopedia Britannica. ↩︎
Kreiner, Kim and Nha, 2005, "An Atlas of O-C Diagrams of Eclipsing Binary Stars" ↩︎
Harmanec， et al 1996， “Jet-like Structures in β Lyrae”， Astronomy and Astrophysics 312， 879 ↩︎
Van Hamme, W., Wilson, R.E. and Guinan, E.F, "Periodic Light Curve Changes for β Lyrae", Astronomical Journal 110, 1350 ↩︎
Pawlak M., Soszyński I., Udalski A., et al. 2016, Acta Astronautica, 66, 421 ↩︎