变星脉动理论
用脉动运动来解释变星光变特性的学说。通常认为，脉动是径向的。1917年，英国天文学家A.S.爱丁顿首先提出了变星脉动理论。其图像是，在脉动变星内部，向外的压力和向里的引力失去了平衡。如果压力偏大，星体就会膨胀，其结果是压力减小，引力超过了压力，星体收缩，收缩的结果又使压力增加，再次使得星体膨胀，这样，星体就在平衡半径附近脉动。爱丁顿建立了描述星体脉动的方程，并推出一个关系：脉动周期与星体平均密度的平方根成反比。因此，体积大的脉动变星因平均密度小，脉动周期应较长。脉动变星存在周光关系。脉动理论从理论上解释了这种关系。以后的几十年里，脉动理论又有了很大的发展。例如，已经查明，脉动变星内部的氦的二次临界电离区是脉动的主要激发源。又如，已将线性的脉动理论推广至非线性脉动理论，等等。除了径向脉动理论外，还有非径向脉动理论。这种理论更加复杂，应用也更加广泛。例如，可以用来讨论大犬座β型变星、矮新星、白矮星的光变等。
用变星本身的脉动运动来解释变星光变特性的一种学说。1879年﹐里特研究均匀气体球的径向脉动﹐得到变星脉动周期和星的平均密度的关系。沙普利和莫尔顿两人应用液体球的非径向脉动理论研究造父变星﹐得到相似的周期－平均密度关系。变星的脉动理论是英国天文学家爱丁顿提出的。他指出造父变星光(速度)变有高度的空间对菩冤o很难同具有轴对称性的非径向脉动理论相合。同时他还指出恒星外层氢的临界电离区和中心的产能区是两个可能的脉动激发源。以后三十多年﹐研究了各种简单恒星模型的绝热脉动的或准绝热脉动的性质﹐但是﹐变星的脉动理论并无突破性的进展。
1953年﹐日瓦金指出﹐恒星内部的氦的二次临界电离区是脉动的主要激发源。到五十年代后期﹐电子计算机的广泛应用﹐以及有了更精确的不透明度数据﹐这就有可能用更真实的恒星(包层)模型﹐来进行变星非绝热脉动的理论计算。线性非绝热脉动理论的计算﹐基本上证实了日瓦金的结论﹐并解释了赫罗图上脉动不稳定区蓝端边界位置﹐以及脉动变星的光变曲线同视向速度曲线的相移关系。
1962年﹐克里斯蒂提出了变星的非线性脉动理论﹐这是变星脉动理论的另一次突破。他第一次从理论上推得可与观测相比较的光变(和视向速度)曲线的形状和变幅﹐也是第一次从理论上证实了RRab型变星是在基音频率脉动﹐而RRc型变星是在一阶谐音频率脉动﹐并确立了基音向一阶谐音脉动的过渡周期与变星的光度的关系。对于某些恒星模型﹐基音和一阶谐音同时表现出脉动不稳定性﹐这可以用来解释具有拍频现象的一类变星的行为。非线性脉动理论的另一个重要结果是﹐对于某些理论模型﹐在光变曲线下降段出现第二个驼峰﹐驼峰的位置与模型星体的质量有关。从驼峰的位置所定出的变星质量﹐仅为从恒星演化理论所推求出的星体质量的一半左右。对于这种质量矛盾﹐至今还没有满意的解释。
对于处于赫罗图上脉动不稳定区红端的变星﹐即红不规则变星﹑半规则变星和长周期变星﹐它们的外层对流区已延伸到相当程度﹐因此必须考虑对流的作用。但因为目前仍缺乏一种精确的对流理论﹐对于这样一类低温变星还不能作出很好的理论说明。
除去径向脉动模式外﹐还存在一类更广泛的非径向脉动模式﹐分别对应于恒星各种连续变形。对于非常简单的恒星模型﹐非径向脉动的本徵振动可以很清楚地分成三组分立的群﹕p 模式﹐即压力模式或声模式﹐其特点是压力为主要的恢复力。g 模式﹐或称重力模式﹐其特点是恢复力主要为重力。根据动力稳定性质﹐g 模式又可分为g 模式(动力学稳定的)和g 模式(动力学不稳定的)。f 模式﹐即基模式或开尔芬模式﹐其特点是其径向位移分量在恒星内部没有结点(除中心外)。非径向脉动要比纯径向脉动复杂得多﹐对复杂的恒星结构﹐已不可能简单地将非径向脉动模式分类。大犬座 捅湫签p矮新星和白矮星的快速光变是研究非径向脉动的最可能的对象。