Periódusváltozások

A periódus megváltozásának egyik fő oka evolúciós eredetű. Attól függően, hogy például egy pulzáló változócsillag merre halad fejlődése során a Hertzsprung-Russell- diagramon, a periódus nőhet vagy csökkenhet. Tipikus példa erre a cefeidák ``hurkos'' mozgása a HRD-n. Ez az evolúciós periódusváltozás lassú és kismértékű. A HRD-n történő elméleti fejlődési utak szerint a 3 $M_{\odot }$ feletti tömegű csillagok közel vízszintesen haladnak át az instabilitási sávon. Mivel az állandó periódus vonalai a vízszintestől jelentősen eltérnek, a csillagfejlődés során változik a pulzáció periódusa. Ha egy csillag balról jobbra halad át az instabilitási sávon, akkor periódusa nő, ugyanis az egyre hosszabb periódusok vonalait metszi. Amikor a sávon jobbról balra, a növekvő hőmérséklet felé halad át, akkor a periódus csökken.

3.42. Ábra: Elfejlődési utak a fősorozatról. A cefeidák néhány naptömeges tartományában jellegzetes hurkok vannak, így az instabilitási sávot többször is metszhetik (Lejeune & Schaerer 2001).

A klasszikus cefeidáknál tapasztalt folytonos (szekuláris) periódusváltozás a fejlődésből elméletileg meghatározott értékkel jó egyezésben van. Ez arra utal, hogy a megfigyelhető periódusváltozások főleg a csillagfejlődés következményei. Hasonló eredmények születtek több RR Lyrae és I. populációs törpecefeida, ill. nagy amplitúdójú $\delta$ Scuti csillagra. Az I. populációs törpecefeidák általában lassú, folytonos periódusváltozást mutatnak, míg a II. populációs törpecefeidák periódusa gyakran ugrásszerűen változik, ami fejlődéssel nem értelmezhető.

A pulzáló csillagok periódusváltozásának vizsgálata Magyarországon fő kutatási téma volt már az 1930-as évektől. A magyar csillagászok nemzetközileg igen elismert eredményeket értek el.

A hosszú periódusú változók (LPV) esetén is a periódus szorosan összefügg a csillag fizikai paramétereivel, a felszíni gravitációs gyorsulással vagy a tömeggel, a luminozitással és a sugárral:

$$\log R= 0,63 \log P + 1,08$$ (3.15)

ahol P (nap) a periódus, $R (R_{\odot})$ a sugár. Ez a képlet nagyon általános, a pulzáló csillagok szinte minden típusára egyszerre való illesztéssel készült ($\delta$ Scuti - mira), így egy-egy típusra nem pontos.

A vörös óriásoknál domináns konvekció, turbulens áramlások, az erős csillagszél, a lökéshullámok, a légköri molekulaképződés jelentősen befolyásolhatják a pulzációt. A legtöbb mira és félszabályos csillag periódusa nem stabil, hanem kisebb-nagyobb mértékben ciklusról ciklusra változik. Bár emiatt az O-C diagramjuk valós változások nélkül is hullámos lehet, az egészen nagy léptékű és lassú periódusváltozások (parabolikus O-C görbék) evolúciós eredetűek lehetnek.