什么是光变曲线

显示亮度随时间变化的图表称为光变曲线。亮度是从恒星发出的电磁能量或“光流量”的强度测量。在历史上，甚至现在，天文学家常常将一颗恒星的亮度或光流量转换为“视星等”，以此来描述恒星的亮度。一等星（如金牛座的毕宿五）比二等星（如小熊座的北极星）明亮2.5倍。因此，一个较暗的恒星具有更大的视星等，而一个更明亮的恒星则具有更小的视星等，这与我们的直观感受是相反的。

不同的恒星具有不同的亮度，可以通过它们视星等或光流量来测量。亮度不仅受恒星的内在光度（例如恒星的大小和温度）的影响，也受恒星与地球的距离影响。变星的光流量或星等会随时间发生变化。如果天文学家在许多夜晚重复测量变星的亮度，他们可以将其星等与日期绘制成图表。常见的日期数字记录方法是使用简化儒略日，而非日期、月份和年份。2000年元旦的简化儒略日为51544。间隔一小时进行的两次观测将相差1/24天或0.041个简化儒略日。下面是一个天琴座RR型变星的星等与简化儒略日图表的声音化光变曲线。

有些光变以可靠的方式重复出现，以一个可预测的时间（称为光变周期）。例如，上面绘制的天琴座RR型变星的光变曲线每11小时（或0.458天）变亮、变暗，然后再变亮。它的光变周期为11小时，可以通过在许多试验周期（从起始时间以每个候选周期除以每个测量时间）上“折叠”原始观测光度曲线，直到在“相位折叠”光变曲线中出现重复的模式，来检测到其周期。下面是相同恒星的相位折叠光变曲线的声音化视频。

相位折叠光变曲线可以用数学函数拟合。在最简单类型的变星中，可能是一个简单的正弦曲线，具有单个周期、振幅和相位。更复杂的光变模式可以通过将具有不同振幅和相位的正弦曲线相加来数学表示。最终最佳拟合的数学函数允许光滑的理论描绘光变。下面是相同天琴座RR型变星的最佳拟合函数的声音化视频。

有些光变更随机，或者说是“非周期性的”。耀星是一个很好的例子，其中类似于太阳耀斑的大爆发可能会在随机时间发生。类星体也显示出非周期性光变，但通常需要数年或数十年的时间缓慢变亮或变暗。超新星代表了恒星的爆炸性毁灭，因此肯定不是周期性的。对于非周期性变星，我们无法找到任何周期，无法在任何周期上相位化光变曲线，或在任何周期上数学拟合光变曲线，因此我们仅绘制亮度与时间的关系图。