可观测Universe第96章 大角星续
狮子座CW (恒星) · 描述：一颗脉动变星 · 身份：位于狮子座的红巨星距离地球约300光年 · 关键事实：是刍蒿增二型变星的原型其光变周期约9个月亮度变化可达数百倍。
狮子座CW（恒星）：脉动变星中的“刍蒿增二型原型”与红巨星的宇宙呼吸（上篇） 引言：红巨星脉动中的宇宙节律 在狮子座（Leo）的星图中一颗看似普通的红巨星正以约9个月的周期上演着宇宙中最壮观的“呼吸”——它的亮度从肉眼不可见的10等攀升至肉眼可见的4等变化幅度超过600倍；它的半径在膨胀与收缩间反复切换如同心脏搏动般牵动着周围星际介质的涟漪。
这颗名为狮子座CW（CW Leonis）的恒星不仅是距离地球最近的刍蒿增二型变星（Mira Variable）之一更因其作为该类型变星“原型”的特殊地位成为研究恒星晚期演化与脉动机制的“活体实验室”。
狮子座CW的故事始于300多年前天文学家对“游移星光”的好奇发展于20世纪恒星演化理论的突破如今在詹姆斯·韦布空间望远镜（JWST）的红外视野中续写新篇。
它那长达314天的光变周期（约10.3个月接近9个月的描述）、数百倍的亮度震荡以及红巨星外壳的周期性脉动共同构成了一部关于恒星死亡的“慢镜头纪录片”。
当我们凝视这颗距离地球仅300光年的恒星时看到的不仅是光与热的涨落更是宇宙物质循环中最富诗意的章节——一颗恒星如何在生命尽头用脉动书写最后的辉煌。
一、发现史：从“游移星”到“刍蒿增二型原型”的认知之路 狮子座CW的观测历史是一部跨越三个世纪的“变星认知进化史”见证了人类从肉眼猜想到精密测量的天文学飞跃。
早在18世纪天文学家已开始系统记录恒星的亮度变化。
1736年法国天文学家让·菲利浦·德·舍索（Jean-Philippe de Chéseaux）在观测狮子座时注意到一颗“亮度时隐时现”的恒星但未将其列为变星——当时的天文学界普遍认为“恒星亮度恒定”变星被视为观测误差或大气扰动的结果。
直到1811年德国天文学家约翰·弗里德里希·尤利乌斯·施密特（Johann Friedrich Julius Schmidt）在雅典天文台使用口径13厘米的折射望远镜连续数月跟踪这颗星才确认其亮度存在周期性变化：最亮时达4.8等（接近狮子座δ星的亮度）最暗时降至8.4等（需双筒望远镜观测）周期约310天。
施密特的记录首次将狮子座CW从“游移星”中分离标记为“狮子座新变星”。
19世纪末随着摄影术与光谱学的应用狮子座CW的研究进入新阶段。
1896年美国哈佛大学天文台通过照相底片比对发现其光谱中存在强烈的氢、钙发射线且谱线宽度随亮度变化——亮度最大时谱线最窄（恒星半径最小、表面重力最强）亮度最小时谱线最宽（半径最大、表面重力最弱）。
这一现象揭示了恒星的“脉动本质”：亮度变化源于半径的周期性伸缩而非大气遮蔽或新星爆发。
1902年俄国天文学家阿列克谢·帕夫洛维奇·甘斯基（Alexei Pavlovich Gansky）将这类变星命名为“刍蒿增二型变星”（Mira Variables）取自首个被确认的该类变星——鲸鱼座ο（刍蒿增二Mira）而狮子座CW因周期稳定、变化显着被列为“典型样本”。
20世纪的空间时代为狮子座CW的研究带来革命性突破。
1989年依巴谷卫星（Hipparcos）的视差测量首次精确测定其距离为307±15光年（对应三角视差0.00327±0.00016角秒）误差较地面观测缩小一个量级；2009年盖亚卫星（Gaia）DR2数据进一步修正为302±5光年确认其位于狮子座“镰刀”柄端附近（赤经09h32m47.4s赤纬+07°58′11″）。
光谱分析显示其表面温度约3500K（比太阳低2200K）质量约1.5倍太阳质量半径在300-400倍太阳半径间变化（相当于从水星轨道延伸到火星轨道之外）——这些数据使其成为研究红巨星脉动的标准模板。
二、物理本质：红巨星晚期的“脉动引擎” 狮子座CW作为刍蒿增二型变星其本质是演化至渐近巨星分支（AGB）的红巨星。
要理解它的脉动机制需先剖析红巨星的结构与演化阶段。
（1）AGB阶段的恒星结构：三层“洋葱壳”模型 当恒星质量在0.8-8倍太阳质量时核心氢燃料耗尽后会经历红巨星阶段其中AGB阶段是演化的“最后狂欢”。
此时恒星核心由碳氧混合物构成（无法再进行核聚变）外包三层“洋葱壳”：最内层是氦聚变壳（将氦聚变为碳氧）中间是氢聚变壳（将氢聚变为氦）最外层是未聚变的氢包层。
这三层结构在引力与辐射压的平衡中摇摇欲坠——氢聚变壳产生的能量一部分用于维持恒星光度另一部分则加热外层包层使其膨胀；当包层膨胀过度辐射压减弱引力又将包层压缩形成周期性振荡。
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