造父變星

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造父變星是全國科學技術名詞審定委員會公布的一個科技名詞。

漢字作為一種形、音、義三位一體的符號系統，源於日月鳥獸之形，作為中華文明之標誌，連接中華民族的歷史、現在和未來，方正之間充滿美感。

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名詞解釋

造父變星（Cepheid variable stars）是變星的一種，是一類高光度周期性脈動變星，也就是其亮度隨時間呈周期性變化，它的光變周期（即亮度變化一周的時間）與它的光度成正比，因此可用於測量星際和星系際的距離。大多數這類變星在光度極大時為F型星（中等溫度的熱星）；在光度極小時為G型星（像太陽那樣比較冷的星）。典型星是仙王座δ。1784年約翰-古德利發現了它的光變現象，1912年哈佛天文台的勒維特發現了上述造父變星的周期-光度關係。

可分為兩類：（1）長周期造父變星。（2）短周期造父變星（或天琴RR型星、星團變星）。

造父變星因典型星仙王座δ（中文名造父一）而得名。由於根據造父變星周光關係可以確定星團、星系的距離，因此造父變星被譽為「量天尺」。

在1784年9月10日，愛德華·皮戈特檢測到天鷹座η的光度變化，這是第一顆被描述的經典造父變星。但是，這一種造父變星卻以幾個月後由約翰·古德利克發現的變星造父一為代表。造父一的視星等最亮時為3.7等，最暗時為4.4等，光變周期為5天8小時47分28秒。 經典造父變星的光度與周期的關聯性是哈佛大學的亨麗愛塔·勒維特於1908年調查了麥哲倫雲內成千上萬顆的變星所發現的。她發現，造父變星的光變周期越長，視星等越大。她利用小麥哲倫雲中的造父變星確立了視星等和周期之間的準確關係，因為小麥哲倫雲離我們足夠遙遠，恆星又非常密集，其中每顆恆星到地球的距離都可以看作是近似相同的，因此勒維特發現的光變周期與視星等的關係可以視為是光變周期與絕對星等的關係。由視星等轉化為絕對星等，需要解決周光關係的零點標定問題。她在1912年以25顆造父變星與更進一步證據一起發表。

在1913年，丹麥天文學家Ejnar Hertzsprung對造父變星做了些研究，利用視差法測定了銀河系中距離較近的幾顆造父變星，標訂了距離尺度。

在1915年，美國天文學家Harlow Shapley成功的解決了造父變星零點標定的問題，並使用造父變星訂出我們銀河系最初的大小和形狀，以及太陽在其間的位置。

在1924年，Edwin Hubble利用仙女座大星系中的經典造父變星建立了它的距離，顯示它不是銀河系內的成員。這解決了島宇宙辯論所涉及的宇宙和星系是否是同義字的問題，或者銀河系只是組成宇宙的眾多星系中的一個。

在1929年，哈柏和Milton L. Humason結合由造父變星測量出距離的幾個星系，和 Vesto Slipher測量的星系退行速度，制定了稱為哈柏定律的公式。他們發現宇宙在膨脹 (參見：膨脹的宇宙)。但是，在幾年前喬治·勒梅特已經提出這種論斷。

在20世紀中葉，在將具有不同屬性的造父變星分為不同的類別之後，天文上影響深遠的距離問題獲得有效的解決。在1940年代，Walter Baade將造父變星分為兩個族群 (經典和第二型)。經典造父變星是年輕的、質量較大的第一星族星，第二型造父變星則是比較老且暗弱的第二星族星。經典造父變星和第二型造父變星遵循不同的周期和亮度關係。平均而言，第二型造父變星的絕對星等比經典造父變星暗了1.5等 (但仍比天琴座RR型變星亮)。早期以造父變星對距離的測量，因為不經意的摻雜了經典造父變星和第二型造父變星，因而變得很複雜。Walter Baade開創性的發現導致M31的距離增加了4成，和建立了河外星系的距離標尺。部分是因為天琴座RR的變光周期很短，很早就被確認是獨立的另一種變星 (大約在1930年代)。

2013年11月25日消息，哈勃太空望遠鏡拍攝下造父變星的圖像，用以確定星團、星系的距離。造父變星（Cepheid variable star）是一類高光度周期性脈動變星，也就是其亮度隨時間呈周期性變化。

2020年4月，利用歐空局XMM-牛頓衛星，天文學家對一顆名為V473LYR的特殊造父變星進行了X射線觀測。研究結果表明，這顆恆星有一個年輕低質量的伴星，這一發現發表在《arxiv》上。