¶ SPB：缓慢脉动B型星
作者：李志睿
还没写完
SPB (Slowly Pulsating B stars) 是一类高温的脉动变星，又称为英仙座53型星 (53 Persei stars)，最早是C. Waelkens (1991) 所表述的[1] [2]。SPBs展现出显著的多周期非径向g模的脉动模式，主导的光变周期约为0.5-5天左右，光变幅度约为0.1个星等。
典型的SPB有 Her、HD 74195等。在AAVSO的VSX星表（2023-03版）中，分类为SPB或包含SPB模式的变星共345颗，其中99颗的SPB分类并不确定。
¶ 历史背景
SPB的别名英仙座53型星的名称来源并不明确。英仙座53是一颗B型星，光谱分类为B4IV，视星等4.85等，变星编号V0469 Per。目前，我们所能找到的关于“英仙座53型星”最好的来源是1983年的一篇讨论恒星自转-行波的关系的文献[3]，其中讨论了英仙座53这颗恒星。
1985年，Waelkens与Rufener在一篇文献中[4]讨论了早型恒星——尤其是B型星——的振动模式。他们在1981到1983年间观测了7颗HD星表中的B型星的脉动特征，发现这些恒星的光变与53 Persei的脉动特征十分相似：
对之前的文献调研显示，这些有光变的中间B型星（variable mid-B stars）非常可能证认为所谓的53 Persei型星。
他们发现，这几颗恒星的光度变化源于非径向g-模振荡，不过受制于当时对恒星光变机制的理解，作者们并没有对这种振荡的成因做出好的解释，只是认为其源于“限制在恒星上层大气”的不稳定性，直到1993年Gautschy与Saio[5]才利用 机制对这种振荡做了进一步的解释。
1991年，Waelkens重新检查了这七颗恒星的光变，发现这几颗星都具有特别显著的多周期性，周期从2个到8个不等。Waelkens意识到这与其他的早型变星都不同，因此在文献[2:1]中，Waelkens将这种新发现的变星命名为“slowly pulsating B stars”，也就是一直沿用至今的SPB。
¶ 物理图像
与其他B型主序星类似，在赫罗图上，SPBs显著位于主序的高温段，表面温度在 12000-20000 K 之间。SPB星具有较短的周期，如下图所示，一般介于0.5天到5天之间。SPBs的表面重力 介于4与4.5之间 (Fedurco et al. 2019)[6]。
图 1. 20 颗 SPBs 在赫罗图上的位置，可以看到 SPBs 星集中在主序的高温段，对应 B3-B9 型主序星[7]。星等使用了 Gaia DR3 自带的改正值，右侧的颜色代表周期（单位：天）。
图 2. VSX 星表中 SPB 的主导周期的分布直方图，可以看到 SPB 星的周期分布在 0.5-5 天不等，峰值分布在 1 天左右。
SPBs一个有趣的特征是多个周期，虽然在high-order pulsation中这并不罕见，但SPB中的多周期非常显著，且以簇的形式出现在周期图中。例如在Waelkens (1991) 最早报道SPB的文献[2:2]中，就描述了7颗SPBs的多周期特性，如下图中的HD 74195，有5个显著的周期：
图 3. HD 74195的周期图，与五个显著的周期（Period，单位：天）。提一下，这并不是我们常见的 Lomb-Scargle periodogram，而是Stellingwerf PDM法 (1978) 画出来的，图中 越接近 0 周期越显著。
一般认为，SPBs的主导星震模式是由铁峰 机制导致的非径向g模脉动 (例如，Gautschy & Saio 1993)[5:1]。同时，SPBs本身作为高温星，其自转普遍较慢（相对于其他OB星典型超过100km/s的自转速度而言。另一类类似的多周期变星SPBe则是高速自转的），例如Pápics等人（2014）报道的一颗自转特别慢的SPB (KIC 10526294) 的自转周期约为188d[8]。
因此，尽管已证认的数量较少，SPBs本身多周期、脉动缓慢（0.5-5d）、缓慢转动、高光度等特性，使得SPBs可以作为天然的星震学实验室，研究g模在高温星中的一些特征。
与其他OB星类似，绝大部分SPBs是在疏散星团中发现的，这意味着SPB分布在银道面上，消光较大且演化很快。
图 4. VSX 星表中所有 SPBs 的分布，可以看出她们大多都分布在银道面附近。
¶ 光变特征
正如前文所述，SPB的一大特征是多周期。以KIC 10526294为例，
图 5. TESS 获取的 SPB 变星 KIC 10526294 的光变曲线。
Lomb-Scragle
phase-folded
¶ 参考文献
VARIABLE STAR TYPE DESIGNATIONS IN VSX (online). ↩︎
Ando, H. 1983, PASJ, 35, 343-353. ↩︎
Waelkens, C., Rufener, F. 1985, A&AS, 152, 6(1). ↩︎
M. Fedurco et al. 2019, arXiv:1912.09358v1. ↩︎
部分文献也说SPB对应B2-B9型星。 ↩︎
Pápics, P. I., Moravveji, E., Aerts, C., et al. 2014, A&A, 570, A8. ↩︎