恆星性質與赫羅圖
食雙星
/ ih-KLIPS-ing BY-nair-ee /
想像兩顆恆星相互繞轉,而碰巧它們的軌道傾斜得正好,讓我們以側向(邊緣朝向)看到。從我們的座位望去,兩星輪流從對方前面經過,各自擋住對方的一部分光。合起來的亮度先下凹、再回升,然後再次下凹,節奏穩定。被這種幸運排列「逮住」的一對,就是食雙星,它那反覆的變暗是一座資訊的金礦。
把系統的亮度隨時間畫出來,得到一條每個軌道週期有兩個凹陷的光變曲線:當較冷的星遮住較熱的星時是較深的凹陷,反過來時則是較淺的凹陷。這些凹陷的深度、形狀和時機揭示出驚人之多的資訊:每次食持續多久,告訴你兩星的大小(半徑)相對於軌道的比例;凹陷的深淺揭示它們的相對溫度;軌道週期再配上兩星的速度(由多普勒位移得到),便給出它們的質量。沒有任何別的單一類型的恆星,能一次產出這麼多基本數字。
食雙星之所以重要,是因為它是直接測量恆星實際半徑的極少數辦法之一——靠為伴星橫越它所需的時間計時。它們是關鍵的「定標器」:它們釘下的質量和半徑,為恆星模型和質光關係提供錨點。同樣的「食」把戲,若用在一顆恆星和一顆行星、而非兩顆恆星之間,就是凌星法,已經發現了成千上萬顆系外行星。大陵五(Algol,「魔星」)是著名的肉眼可見食雙星,每 2.87 天明顯變暗一次。
大陵五每隔 2.87 天就會暗到平常亮度的約三分之一、持續數小時,那是它較暗的伴星從較亮的主星前經過之時。古代觀星者注意到這種閃爍,「魔星」這個名字也許正記下了他們對一顆似乎會眨眼的恆星的不安。
天空中規律的「眨眼」,是一對正以側向繞轉、被我們撞見的雙星。
食雙星只在軌道幾乎正對我們的視線側向時才成立,這要靠運氣——多數雙星是傾斜的,永遠不會發生食。亮度的凹陷是光被真實地幾何性遮擋,而不是某顆星自身在爆發或衰減。
又稱
另見