感知动态宇宙：食双星

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食双星变星

食双星变星是两颗绕其共同质心轨道运动的双星，但是它们的轨道恰好具有特殊的朝向，相对于地球倾斜90度，因此在它们互相围绕时，每颗恒星都会暂时遮挡在我们的视线上部分或全部的另一颗恒星的光。大多数星星距离我们非常遥远，以至于大多数这样的双星系统对我们来说在天上看起来像是一颗恒星。当恒星以这种方式相互掩盖时，它会导致系统的亮度变化，使光变曲线变暗。食双星的相对亮度、大小和恒星类型，以及它们之间的距离决定了它们的光变曲线。如果恒星在亮度上有所不同，则将更亮的恒星称为主星，而暗一些的则称为次星。在轨道运动期间，光变曲线可能会下降两次，一次是当次星经过主星前方时，另一次是当主星经过次星前方时。根据它们的光变曲线，有三种主要类型的食双星：大陵五变星，渐台二变星和大熊座W变星。

大陵五型食双星

EA或大陵五型食双星系统由两颗恒星组成，它们在其相互轨道上分开很远并且不相互作用，因此在掩食之外，光变曲线保持平坦（变化很小）。由于恒星不相互作用，因此双星系统被称为分离的。如果两颗星的温度或尺寸非常不同，那么光变曲线将显示两种不同形状的掩食。例如，当一个更冷、更暗的（次星）恒星遮挡一个更热、更亮的（主星）恒星时，亮度会有较大的降低，因此光变曲线中会出现更深的掩食。这被称为主要最小值。当较热的主星经过次星前方时，总亮度可能会有较小的降低，这被称为次要最小值。

以下是对EA型食双星的观测的声音化视频。这107次观察仅在大约2个半小时内进行。视频展示了这个系统的主要最小值，也就是当次星遮挡主星时的情况。这些观测的分辨率令人印象深刻，每个节拍对应真实时间中的一分钟。这段视频扫过时间（x轴）并根据星等（y轴）调节音调。较低音调代表更暗的星等。

下一个视频是观测到的EA型食双星的相位光变曲线。根据近600天内的总计594次观测，确定该双星系统的周期约为12小时。在视频中，您应该会听到两个完整的相位，每个相位都包括主要的最小值，其后是次要的最小值，之间的亮度几乎是恒定的。视频按相位（x轴）扫描并根据星等（y轴）调节音调。音调越低代表亮度越暗。

以下是观测到的EA型食双星的光谱。这段视频扫过波长（x轴）并根据由光流量或强度测量的亮度（y轴）调节音调，从波长的蓝端3800埃移动到红端7200埃。较低的音调代表较弱的光流量。随着波长的增加，光谱的流量（音调）将逐渐增加，在大约一半的位置趋于平稳。

这是被SDSS-IV在TDSS项目中(Roulston in prep.)观测的食双星J161320.56+301231.0。光变曲线来自于ZTF的光学g波段观测。

渐台二型食双星

渐台二型（EB）食双星系统具有更接近的短周期轨道。双星的两个组成部分被称为半分离 - 两颗星星非常接近，以至于它们由于重力相互扭曲，从球形变为椭圆形，但它们并没有如此接近以至于它们交换质量。由于恒星的椭圆形形状，在两次日食之间没有明确定义的恒定亮度阶段。

以下是对EB型食双星观测的声音化视频。可以听到的42次观察是在20晚的时间内进行的，因此每个节拍都对应于3个小时。由于观测间隔比的食双星周期长，因此视频中没有听到的趋势，但请听取亮度的快速波动。这段视频扫过时间（x轴）并根据星等（y轴）调节音调。较低音调代表更暗的星等。

接下来展示的是EB型食双星的相位光变曲线。EB型双星的相位光变曲线比EA型双星更平滑。换句话说，亮度的减少或减弱发生得如此缓慢，以至于很难确定食的开始和结束。此外，当恒星不发生掩食时，与分离的EA型食双星系统那样食时，没有明确的基准亮度。聆听并听到两个完整的相位，每个都包括次要最小值后跟主要最小值，两次掩食之间有平滑的过渡。一个相位对应于大约6小时40分钟的周期。视频对相位（x轴）进行扫描，并根据星等（y轴）调节音调。较低的音调代表较暗的星等。

以下是观测到的EB型食双星的光谱。这段视频扫过波长（x轴）并根据由光流量或强测量的亮度（y轴）调节音调，从波长的蓝端3800埃移动到红端7200埃。较低的音调代表较弱的光流量。随着波长的增加，光流量（音调）将逐渐增加，然后在大约一半的位置稳定下来。请注意，食的深度不同，这意味着双星系统的两个恒星必须具有不同的亮度。

这是被SDSS-IV在TDSS项目中(Roulston in prep.)观测的EB型食双星J171738.45+405904.6。光变曲线来自于ZTF的光学r波段观测。

大熊座W食双星

EW或大熊座W食双星也称为低质量接触双星。他们足够近，以至于外部大气互相接触。事实上，EW接触双星共享壳层的物质，并在它们之间转移质量。因此，这两个恒星通常具有非常相似的质量。

下面是EW型食双星观测的声音化视频。这个25秒长的视频包含了126次观测，总共持续了大约8小时。因此，每个节拍对应于真实时间中的一分钟，这是惊人的分辨率。视频展示了这个系统的一个最小值，也就是当一颗星遮挡另一颗星时。这段视频扫过时间（x轴）并根据星等（y轴）调节音调。较低音调代表更暗的星等。

下一个视频显示了观测到的EW型食双星的相位光变曲线。与EB型食双星相似，EW型食双星具有光滑的椭圆形相位光变曲线，恒星之间由于引力相互扭曲，且恒星的可见面积不断变化，因此EW型食双星的相位光变曲线是平滑的、椭圆形的。因为EW型食双星中的两颗星星都是接触的，它们具有几乎相等的质量和表面温度，所以亮度的最小值深度几乎相同。这个系统的周期大约是6个半小时。视频对相位（x轴）进行扫描，并根据星等（y轴）调节音调。较低的音调代表较暗的星等。

以下是观测到的EW型食双星的光谱。这段视频扫过波长（x轴）并根据由光流量或强度测量的亮度（y轴）调节音调，从波长的蓝端3800埃移动到红端7200埃。较低的音调代表较弱的光流量。随着波长的增加，光谱中的流量（音调）将逐渐增加，直到在大约一半的地方平稳。EW型食双星通常包含低质量恒星，这些恒星很冷，因此是红色的。冷恒星在其恒星大气的外层还具有许多来自原子和分子的光谱吸收特性。

这是被SDSS-IV在TDSS项目中(Roulston in prep.)观测的EW型食双星J162659.25+354021.2。光变曲线来自于ZTF的光学r波段观测。

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