什么是长周期造父变星？

长周期造父变星是变星的一种，一般指的是经典造父变星，在之前的文章中，我们介绍了造父和造父变星，从中我们知道造父变星是一类特性类似于造父一的变星。

我们都知道恒星之所以命名为“恒”星，代表的意思是一个是在古人眼中，恒星的位置是固定不动的，另外一个是值得恒星的亮度也几乎不变的，是恒定的。

就比如我们太阳，光度的变化非常小，太阳每百万年光度仅增加0.02%，几乎可以说是恒定不动的。但是在宇宙中，变星的光度却并不是固定的，一些巨星或者是超巨星的亮度会定期增加或减少，光度波动的周期（即恒星亮度峰值之间的时间）可以从几小时到几年不等。

变星的类型也很多，其中最经典就是造父变星和天琴RR型变星，造父变星得名的造父一这颗恒星，是最典型的造父变星，也是最靠近太阳的变星之一。

造父一的变光周期大约是5.37天，造父一的视觉亮度从3.5等到4.4等。另外我们所熟知的北极星也是属于造父变星。

造父变星和天琴RR型变星的物理特性

造父变星的特性：

变光周期：2~60天；
平均温度：6000K；
平均光度：300~40000倍太阳亮度。

造父变星的光度波动范围千差万别，有一些变化很大，比如造父一，还有一些波动范围太小以至于用肉眼无法分辨出来。

天琴RR型变星的特性：

变光周期：4小时~1天；
平均温度：7000K；
平均光度：约80倍太阳亮度。

由此可见，天琴RR型变星比造父变星拥有更短的变光周期和更低的光度。

为什么造父变星的光度会定期变化

变星光度的变化主要是由于它们直径的变化造成的。比如造父变星的半径变化可以多大10%~20%。

PS：请记住，像造父变星或天琴RR型变星这样的巨星或超巨星都拥有一个小而致密的核心，还有一个大而密度较低的外部包层，这层包层会定期膨胀和收缩，而变星核心大小是不变的，会一直以稳定的速率来产生能量。

正是因为变星包层的膨胀和收缩才知道变星半径的变化，这其中可以让变星表面温度的变化超过1000K。

那么为什么变星会产生光度变化呢？

这是一个很复杂的问题，但是我们也可以使用更简单的介绍，这主要涉及到恒星包层中的电离氦层的特性。

当造父变星半径变小，它的包层物质就会被压缩，变得更加不透明；
因为更加不透明，所以恒星核心产生的光子就有更多的被困在包层中，并持续加热气体增加其内部压力；
更加炽热的气体和更高的压力会导致外部包层气体物质膨胀，变得透明；
透明的包层会使得光子逃逸，气体继续冷却，压力下降；
随着压力降低，造父变星的外部包层物质又会被引力压缩。

只要造父变星处于这种不稳定的状态中，上述的循环就会一直重复，也就是我们所观察到变星的变化周期。