共生星 (symbiotic star)
具有共生光谱的恒星。光谱中既有低温恒星的吸收线，又有高激发发射线，属于低温特征的谱线有ＴｉＯ分子带以及ＣａⅠ和ＣａⅡ等谱线，属高温特征的有ＨｅⅡ、ＯⅢ和更高次电离原子的发射线和禁线，光度增大时还出现Ｂ型气壳光谱。一般认为它们是由一颗红巨星和一颗Ｂ型或Ｏ型的亚矮星组成的双星，两颗子星有一个共同的气壳包围着。已发现约５０颗，如仙女座Ｉ、飞马座ＡＧ等。共生星这一名称最早是梅里尔在1941年命名的。
这种在光谱中既出现低温吸收线又出现高温发射线的恒星。1941年梅里尔首先把这种光谱性质很不相同但又互为依存的星取名为共生星。它们的光变具有准周期的类新星爆发特徵﹐并有小振幅的快速非周期光变﹐1969年博亚尔丘克提出共生星的三个判据﹕晚型星光谱的吸收线(如tio带﹐cai﹐caⅡ等)。heⅡ﹐oⅢ或更高电离电位原子的发射线(发射线的宽度不超过每秒 100公里)。亮度的变化在几周内达到3个星等。目前﹐已发现的共生星约有50颗(包括不肯定的)﹐典型星是仙女座z。共生星的光度与谱变有一定的相关性﹕往往当光度增强时﹐晚型吸收谱和高激发发射线减弱或消失﹐b型气壳谱增强﹔当光度变弱时﹐晚型吸收谱和高激发发射线又重新出现或加强。共生星的空间分布与行星状星云相似﹐集中在银道面附近﹐属年龄较老的盘星族。
共生星是单星还是双星一直是有争论的。单星说认为共生星是小而热的蓝星﹐周围有一个变化的星周壳层。双星说认为共生星是由一颗晚型冷星和一颗低光度的热星组成的﹐它们有一个共同的气体包层﹔假定冷星是正常巨星﹐则热星在赫—罗图上位于主星序的下方﹐与行星状星云的中心星﹑某些新星的热子星位置相近。
一对罕见共生星之间的粗暴关系可能已经制造出了一个外形奇特的气体星云，像两个巨大的沙漏似地背靠背挨在一起。
在地基望远镜拍摄的图片上，它看起来只是一个巨大的沙漏状星云。但是在这张 nasa 哈勃太空望远镜拍摄的图片上，可以看到有一个更小的明亮星云隐藏在较大星云的中心。这一整个星云被天文学者称作“南天蟹状星云” (he2-104) ，因为用地基望远镜观察，它的外形像一只大螃蟹的身体和脚。这只大螃蟹有好几光年长。
在这广角行星际二号摄影机拍摄的图片里却找不到这样奇特外形的制造者。它们是一对衰老的恒星，被埋藏在大星云中央的那个小星云发出的强光中。其中一颗是膨胀的红巨星，它的核燃料已经耗尽，外壳随着强大的星际风向外不断流泻。它的同伴是一颗炽热的白矮星，一个燃尽恒星家族中的怪异成员。这样由一颗白矮星和一颗红巨星组成的不对称恒星系统被称为共生星系统。红巨星也是一颗 mira 变星, 脉动的红巨星和它的伴星相距遥远，它们两个之间互相转一圈需要花上 100 年之久。
天文学者推测，这两颗星之间的并互关系可能会引发其外层物质的突然爆发，气泡状的星云因之而得以形成。它们之间的关系好比在天上的一场猫捉老鼠游戏：红巨星将它自身的物质以星际风的形式抛入太空，白矮星则将其中的部分捕获，据为己有。结果是在白矮星周围形成了一个不断增大的尘埃圆盘，圆盘围绕着它炽热的表面不停地旋转。气体物质依旧不断地在它表面堆积，直至最后突然爆发，将物质再抛回太空。
这样的爆炸事件在“南天蟹”中可能已发生过两次。天文学者们推测其沙漏状的外形是在相隔几千年的两次单独爆发中形成的。位于左下和右上方的喷射物也许是由白矮星的积吸盘造成的，并且可能是其更早些时候爆发的一部分。
最初，一些天文学家提出了“单星”说，认为，这种共生星中心是一个属于红巨星之类的冷星，周围有一层高温星云包层。红巨星是一种处于比较晚期的恒星，它的密度很小，体积比太阳大得多，表面温度只有二、三千度。可是星云包层的高温从何而来呢?人们无法解释。太阳表面温度只有6000度，而它周围的包层——日冕的温度却达到百万度以上，能不能用它来解释共生星现象呢?日冕的物质非常稀薄，完全不同于共生星的星云包层。因此，太阳不算共生星，也不能用来解释共生星之谜。
也有人提出了“双星”说，认为共星是由一个冷的红巨星和一个热的矮星(密度大而体积相对较小的恒星)组成的双星。但是，当时光学观测所能达到的分辨率不算太高，其他观测手段尚未发展起来，人们通过光学观测和红移测量测不出双星绕共同质心旋转的现象。而这是确定是否为双星的最基本物质特征之一。
1981年的讨论会上，人们只是交流了共生星的光谱和光度特征的观测结果，从理论上探讨了共生星现象的物理过程和演化问题。在那以后，观测手段有了很大发展。天文学家用x射线、紫外、可见光、红外到射电波段对共生星进行了大量观测，积累了许多资料。共生星之谜在逐步揭开。
近些年，天文学家用可见光波段对冷星光谱进行的高精度视向速度测量证明，不少共生星的冷星有环绕它和热星的公共质心运行的轨道运动，这有利于说明共生星是双星。人们还通过具有高的空间分辨率的射电波段进行探测，查明了许多共生星的星云包层结构图，并认为有些共生星上存在“双极流”现象(从一个星的两个极区向外喷射物质)。现在，大多数天文学家都认为，共生星可能是由一个低温的红巨星或红超巨星和一个具有极高温度的看不见的极小的热星,以及环绕在它们周围的公共热星云包层组成。它是一种处于恒星演化晚期阶段的天体。
有的天文学家对共生星现象提出了这样一种理论模型:共生星中的低温巨星或超巨星体积不断膨胀,其物质不断外溢，并被邻近的高温矮星吸积，形成一个巨大的圆盘，即所谓的“吸积盘”。吸积过程中产生强烈的冲击波和高温。由于它们距离我们太远，我们区分不出它们是两个恒星，而看起来像热星云包在一冷星的外围。
有的共生星属于类新星。类新星是一种经常爆发的恒星。所谓爆发是指恒星由于某种突然发生的十分激烈的物理过程而导致能量大量释放和星的亮度骤增许多倍的现象。仙女座z型星是这类星中比较典型的，这是由一个冷的巨星和一个热的矮星外包激发态星云组成的双星系统，经常爆发，爆发时亮度可增大数十倍。它具有低温吸收线和高温发射线并存的典型的共生星光谱特征。
但是双星说并未能最后确立自己的地位。这其中一个重要原因是迄今为止未能观测到共生星中的热星。科学家只不过是根据激发星云所属的高温间接推论热星的存在，从理论上判断它是表面温度高达几十万度的矮星。许多天文学家都认为，对热星本质的探索，应当是今后共生星研究的重点方向之一，。另外，还要加强对双星轨道的测量；进一步收集关于冷星的资料，以探讨其稳定性。
天文学家指出，对共生星亮度变化的监视有重要意义。通过不间断地监视可以了解其变化的周期性，有没有爆发，从而有助于揭开共生星之谜，这对恒星物理和恒星演化的研究都有重要的意义。但要彻底揭开这个哑谜看来还需要付出许多艰苦的努力。 |
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