変光星：分類・原因・観測と天文学における重要性
変光星は、地球から見た明るさが時間とともに変化する恒星である。変光は内部過程、連星や自転などの幾何学的効果、爆発現象やトランジットに起因し、恒星物理学と距離測定で重要な役割を担う。
変光星とは、地球から観測した見かけの明るさが変化する恒星である。明るさの変化は、太陽の黒点周期のように微小で緩やかな場合もあれば、新星や一部の食連星のように非常に大きく急速な場合もある。この語は多様な物理的原因と、1秒未満から何年にも及ぶ幅広い時間尺度を含む。
分類と原因
変光星は大きく二群に分けられる。恒星自体の光度が変化する内因性変光星と、幾何学的効果または遮蔽によって見かけの明るさが変わる外因性変光星である。主な下位分類には次がある。
- 脈動変光星（ケフェイド、RRリラエ、ミラ）：外層が周期的に膨張・収縮し、規則的な光度曲線と測定可能な周期を生じる。
- 爆発型変光星（フレア、新星）：突発的なエネルギー放出により、短期間または長期間にわたって恒星の放射量が変化する。
- 食連星：一方の恒星が伴星の前を通過する際に明るさが低下する。これはアルゴル型の系について初めて説得力をもって説明された。
- 自転変光星：恒星の自転に伴い、黒点、表面輝度の不均一、または扁平な形状によって変化が生じる。
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観測と重要性
天文学者は測光観測、ときには分光観測によって光度曲線を記録し、変光星を研究する。周期、振幅、スペクトルの変化から、質量、半径、組成、進化段階を知ることができる。とりわけケフェイドとRRリラエは、周期と固有光度の関係を示すため、銀河内および銀河外の距離尺度を測る距離指標（標準光源）として用いられる。
変光星の研究は、恒星内部、連星の進化、質量移動のモデルにも知見を与える。多くの発見や長期モニタリング計画には、専門の天文台やサーベイと協力するアマチュア天文家も参加している。
歴史と注目すべき事実
観測者は数世紀前から、明るさが繰り返し変化する星を認識しており、ミラ（くじら座オミクロン）は最も早期に記録された天体の一つであった。体系的な分類は19世紀から20世紀に進展し、ヘンリエッタ・スワン・リービットらの研究によって、宇宙距離の測定を支える周期―光度関係が確立された。カタログには数千個の既知の変光星が収録され、現代の時間領域サーベイは新しい型や希少な現象を発見し続けている。
恒星とは何か、また明るさがなぜ重要なのかという基本的な背景については、恒星の性質と観測技術に関する入門資料を参照されたい。変光星は、観測、理論、天文学における実用的応用を結び付ける、重要で活発な研究分野であり続けている。
関連項目
著者
AlegsaOnline.com 変光星：分類・原因・観測と天文学における重要性 Leandro Alegsa
URL: https://ja.alegsaonline.com/art/104257
出典
- doi.org : 10.1146/annurev.aa.32.090194.000345
- star.ac.za : "Variable Stars II - Pulsating Stars"
- arxiv.org : 0907.3245
- ui.adsabs.harvard.edu : 2009AIPC.1170...59T
- doi.org : 10.1063/1.3246569