造父变星

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造父变星是全国科学技术名词审定委员会公布的一个科技名词。

汉字作为一种形、音、义三位一体的符号系统，源于日月鸟兽之形，作为中华文明之标志，连接中华民族的历史、现在和未来，方正之间充满美感。

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名词解释

造父变星（Cepheid variable stars）是变星的一种，是一类高光度周期性脉动变星，也就是其亮度随时间呈周期性变化，它的光变周期（即亮度变化一周的时间）与它的光度成正比，因此可用于测量星际和星系际的距离。大多数这类变星在光度极大时为F型星（中等温度的热星）；在光度极小时为G型星（像太阳那样比较冷的星）。典型星是仙王座δ。1784年约翰-古德利发现了它的光变现象，1912年哈佛天文台的勒维特发现了上述造父变星的周期-光度关系。

可分为两类：（1）长周期造父变星。（2）短周期造父变星（或天琴RR型星、星团变星）。

造父变星因典型星仙王座δ（中文名造父一）而得名。由于根据造父变星周光关系可以确定星团、星系的距离，因此造父变星被誉为“量天尺”。

在1784年9月10日，爱德华·皮戈特检测到天鹰座η的光度变化，这是第一颗被描述的经典造父变星。但是，这一种造父变星却以几个月后由约翰·古德利克发现的变星造父一为代表。造父一的视星等最亮时为3.7等，最暗时为4.4等，光变周期为5天8小时47分28秒。 经典造父变星的光度与周期的关联性是哈佛大学的亨丽爱塔·勒维特于1908年调查了麦哲伦云内成千上万颗的变星所发现的。她发现，造父变星的光变周期越长，视星等越大。她利用小麦哲伦云中的造父变星确立了视星等和周期之间的准确关系，因为小麦哲伦云离我们足够遥远，恒星又非常密集，其中每颗恒星到地球的距离都可以看作是近似相同的，因此勒维特发现的光变周期与视星等的关系可以视为是光变周期与绝对星等的关系。由视星等转化为绝对星等，需要解决周光关系的零点标定问题。她在1912年以25颗造父变星与更进一步证据一起发表。

在1913年，丹麦天文学家Ejnar Hertzsprung对造父变星做了些研究，利用视差法测定了银河系中距离较近的几颗造父变星，标订了距离尺度。

在1915年，美国天文学家Harlow Shapley成功的解决了造父变星零点标定的问题，并使用造父变星订出我们银河系最初的大小和形状，以及太阳在其间的位置。

在1924年，Edwin Hubble利用仙女座大星系中的经典造父变星建立了它的距离，显示它不是银河系内的成员。这解决了岛宇宙辩论所涉及的宇宙和星系是否是同义字的问题，或者银河系只是组成宇宙的众多星系中的一个。

在1929年，哈柏和Milton L. Humason结合由造父变星测量出距离的几个星系，和 Vesto Slipher测量的星系退行速度，制定了称为哈柏定律的公式。他们发现宇宙在膨胀 (参见：膨胀的宇宙)。但是，在几年前乔治·勒梅特已经提出这种论断。

在20世纪中叶，在将具有不同属性的造父变星分为不同的类别之后，天文上影响深远的距离问题获得有效的解决。在1940年代，Walter Baade将造父变星分为两个族群 (经典和第二型)。经典造父变星是年轻的、质量较大的第一星族星，第二型造父变星则是比较老且暗弱的第二星族星。经典造父变星和第二型造父变星遵循不同的周期和亮度关系。平均而言，第二型造父变星的绝对星等比经典造父变星暗了1.5等 (但仍比天琴座RR型变星亮)。早期以造父变星对距离的测量，因为不经意的掺杂了经典造父变星和第二型造父变星，因而变得很复杂。Walter Baade开创性的发现导致M31的距离增加了4成，和建立了河外星系的距离标尺。部分是因为天琴座RR的变光周期很短，很早就被确认是独立的另一种变星 (大约在1930年代)。

2013年11月25日消息，哈勃太空望远镜拍摄下造父变星的图像，用以确定星团、星系的距离。造父变星（Cepheid variable star）是一类高光度周期性脉动变星，也就是其亮度随时间呈周期性变化。

2020年4月，利用欧空局XMM-牛顿卫星，天文学家对一颗名为V473LYR的特殊造父变星进行了X射线观测。研究结果表明，这颗恒星有一个年轻低质量的伴星，这一发现发表在《arxiv》上。