¶ PG 1159 stars(GW Vir-type)
作者：孙永康 韩亚楠
主分类：Pulsation
¶ 定义
PG1159星(PG1159 stars)是一种贫氢的白矮星。它代表恒星演化的后AGB阶段最热的状态。PG1159星被认为是从光谱型为[WC]的行星状星云沃尔夫-拉叶中心星以及光谱型为DO的最热的富He白矮星演化而来。因为演化时间很短(总共约年)，PG1159型星非常罕见并且它们的平均距离比已知白矮星显著更大(1.3kpc).[1]。
¶ 历史背景
几十年前，已经观测到显示发射线光谱的行星状星云中心星(CSPNs)，它们非常像那些具有很强的He和C发射线的大质量的沃尔夫-拉叶星(光谱型为[WC])。这些行星状星云中心星的光谱表明了贫氢的后AGP星的存在。后来，Palomara-Green巡天揭示了一类全新光谱型的贫氢后AGB星，即PG1159星。它们的光谱被高电离的He,C和O吸收线主导。现在我们相信，PG1159星是沃尔夫-拉叶型行星状星云中心星的后代。PG1159星的大部分将演化成具有He大气层的白矮星(即非DA型白矮星)。[2]
¶ 物理图像
¶ 基本信息
[WC]和PG1159型贫氢的原因很可能是一次晚期氦壳层闪。晚期氦壳层闪是指一个后AGB型或者一个白矮星重新引发了氦壳层燃烧并将星体重新变成AGB星。这种”重新诞生AGB星“的现象被早期的恒星演化模型发现，后来又被用于解释一些热的后AGB星的贫氢性质。下图展示了这样一种重新诞生演化的完整演化轨迹。
晚期氦壳层闪使得整个包层产生混合。H被吞噬并燃烧，然后星体表面的化学组成变为之前的富He/C/O的内壳层(AGB星H和He燃烧壳层之间的区域)的组成主导。[2:1]
¶ 脉动机制
PG 1159的脉动机制被称为GW Vir脉动机制。这种脉动机制是由于PG 1159星体内部的重力波与重力振荡相互作用而产生的。PG 1159星体的脉动机制与其内部的重力波相互作用有关。由于星体的高温和丰富的碳、氧、氖元素，其内部发生了一系列复杂的重力波振荡现象。这些振荡波在星体内传播，导致了PG 1159星体的亮度和光谱的周期性变化。具体来说，PG 1159星体的脉动机制包括两种主要的振荡模式：p模式和g模式。p模式是由恒星表面的压力波引起的，其周期约为几分钟至几小时。g模式是由恒星内部的重力波引起的，其周期通常为几小时至几天。
¶ 其它物理图像
脉动型PG 1159恒星在表面重力-有效温度对数-对数Teff图中的位置,有行星状星云的恒星用虚线圈标出。典型的误差条显示在左下角。多颗恒星在这张图中重叠，可以看作是更宽更暗的符号边界。
¶ 典型天体
¶ 天体基本信息
Abell 43是一颗“混合PG 1159”型恒星，是继HS 2324+3944之后的第二颗脉动星。数据集中发现Abell 43至少表现出两个2600s和3035s的周期，这是迄今为止观察到的最长周期。这强烈表明，这些变化是由非径向g模式脉动引起的。
HS 2324+3944是一颗奇特的PG 1159恒星，其大气中含有大量的H。它在logTeff-logg平面上的位置正好在GW Vir不稳定带内。并且这颗恒星的光度呈现周期性变化，周期为（2140+/-11）s，其特点是这些恒星中脉动周期最长的。此外，HS 2324+39似乎是第一颗在其大气层中具有高H丰度的脉动PG 1159恒星。[3]
¶ 光变曲线及频谱
PG 1159-035在1983年、1985年、1989年、1993年、2002年、2016年和2021年的FT范围为1700 ~ 2300 μHz。各自的如图所示在右边。频率以微赫兹为单位，振幅单位使用1毫安= 1/1.086毫安
这是第一个PG 1159近距离双星系统光变曲线的选定部分,归一化相对振幅被绘制为时间的函数.
¶ 重要文献
1.Vauclair G, Fu J N, Solheim J E, et al. Rate of change of the pulsation periods in the PG 1159 star PG 0122+ 200[J]. Proceedings of the International Astronomical Union, 2008, 4(S252): 157-162.
2.Sowicka P, Handler G, Jones D, et al. The GW Vir Instability Strip in Light of New Observations of PG 1159 Stars: Discovery of Pulsations in the Central Star of A72 and Variability of RX J0122. 9–7521[J]. The Astrophysical Journal Supplement Series, 2023, 269(1): 32.
3.Vauclair G, Solheim J E, Østensen R H. Abell 43, a second pulsating “hybrid-PG 1159” star[J]. Astronomy & Astrophysics, 2005, 433(3): 1097-1100.
¶ 参考文献
Motch C, Werner K, Pakull M W. A new pg 1159 star discovered in the rosat xrt all sky survey-nlte analysis of x-ray and optical spectra[J]. Astronomy and Astrophysics, 1993, 268: 561-569. ↩︎
Werner K, Herwig F. The elemental abundances in bare planetary nebula central stars and the shell burning in AGB stars[J]. Publications of the Astronomical Society of the Pacific, 2006, 118(840): 183. ↩︎ ↩︎
Silvotti R. HS2324+ 3944: discovery of non-radial pulsations in a hydrogen-rich PG1159 star[J]. arXiv preprint astro-ph/9604030, 1996. ↩︎