你可能聽說過白矮星，它們是恆星演化的最後階段，當一顆恆星的核燃料耗盡時，它就會變成乙個非常緻密的天體，它的質量大約是太陽的質量，但它的半徑只是地球的半徑。 白矮星是一些非常有趣的物體，它們具有非常高的表面溫度、強大的表面重力、巨大的密度和強大的磁場。 然而，你可能不知道的是，有一些白矮星還有另乙個非常特殊的特性，它們是脈動恆星，這意味著它們的亮度和溫度會隨著時間的推移而周期性地變化。
你可能會問，什麼是白矮星脈動星？它們與普通白矮星有何不同？它們為什麼會脈動？要回答這些問題，我們首先需要了解白矮星的結構。
白矮星是由電子簡併壓力支撐的天體，也就是說，它們的電子被壓縮到量子力學的極限，不能再被壓縮到任何更小的極限。 這樣，白矮星的半徑只取決於它的質量，而不取決於它的溫度。
白矮星的核心是碳和氧的晶體，它們的溫度可以達到數百萬度，但它們的熱量會隨著時間的推移慢慢消散，最終變成冷卻的黑矮星。 白矮星的表面是一層薄薄的氫和氦，可以達到數萬度的溫度，它們發出可見光和紫外線。
白矮星的表面也受到白矮星磁場的影響，白矮星的磁場可以達到數百萬高斯，比地球磁場強數千萬倍。 白矮星的磁場使白矮星的表面公升溫不均勻，導致熱點隨著白矮星的旋轉而移動，從而引起白矮星的亮度變化。 這是白矮星的一種脈動，它被稱為磁自旋脈動，它的週期與白矮星的週期相同，通常在幾分鐘到幾小時之間。
但是，還有另一種型別的白矮星脈動，稱為非輻射脈動，其週期與白矮星的自轉週期無關，而是由於白矮星的內部振盪。 這些振盪是由於白矮星表層氫和氦的核聚變，產生一些熱量，導致白矮星表層膨脹，從而降低壓力和溫度，進而停止核聚變，從而形成正反饋迴路， 使白矮星的表面不斷膨脹和收縮，引起白矮星的亮度和溫度的週期性變化。
這種脈動的週期一般在幾秒鐘到幾分鐘之間，它們可以有幾種不同的模式，也就是說，白矮星的表面可以有不同的形狀和對稱性，以產生不同的脈動頻率和振幅。 這種脈動可以通過白矮星的有效溫度和表面重力分為不同的型別，如D**、DBV、DoV等，它們對應不同的白矮星光譜型別，即不同白矮星表面的化學成分。
你可能還想知道，白矮星脈動恆星的科學意義是什麼？白矮星脈動恆星為我們提供了乙個獨特的機會來研究白矮星的磁場、溫度和結構，因為它們的脈動可以反映白矮星的物理特性。
通過精確測量白矮星脈動的頻率、振幅和相位，我們可以探測白矮星的內部振盪，從而推斷出白矮星的密度、壓力和化學成分的分布。 通過詳細分析白矮星脈動的光譜、偏振和時間延遲，我們可以確定白矮星磁場的強度、方向和結構，以及白矮星熱點的位置、大小和形狀。 通過長期監測白矮星的軌道變化，我們可以研究白矮星與主序星之間的能量傳遞和角動量，從而了解它們的演化歷史和未來命運。
白矮星脈動恆星也為我們提供了乙個極端的環境來測試物理理論，因為它們的電子簡併壓力、量子效應和相對論效應都非常重要。 通過將他們的觀測資料與理論模型進行比較，我們可以測試一些基本的物理假設，如質量-半徑關係、質量-能量關係和質量-磁場關係，以及一些重要的物理過程，如核聚變、熱傳導和輻射傳遞。