アンドロメダ座R星

アンドロメダ座R星は、1859年にボン天文台での観測によって発見されたとみられる^[9][10]。アンドロメダ座で最も明るい長周期変光星である^[6]。

アンドロメダ座R星は、変光星としてはミラ型に分類され、変光周期は平均で409日であるが、周期には多少の変動がみられ、周期の長さとその次に来る極大時の明るさとの間に、非常に良い相関があることで知られる^[11]。変光星総合カタログでは、明るさの変化は5.8等から15.2等となっているが、極大光度は周期毎に変化し、極大時の見かけの等級の平均は6.9等で、9等級程度までしか明るくならなかった極大もある^[1][9]。極大光度が明るい時の極小からの変化幅は非常に大きく、9等級以上明るくなることがある^[6]。極大光度だけでなく、光度曲線の輪郭も変化する。光度変化は、極小から増光する時の方が、極大から減光する時よりも速い。

アンドロメダ座R星のスペクトルは、S型に分類され、ミラ型星の多くが分類されるM型とは異なる特徴を示す。M型星では、酸化チタン（TiO）分子の吸収帯が非常に顕著であるのに対し、S型星ではTiO分子の吸収帯は弱く、代わって酸化ジルコニウム（ZrO）分子による吸収が強い。また、希土類が豊富に存在する^[7]。スペクトル型は、S3,5e - S8,8eとされ、変光に伴うスペクトル型の変化がみられる^[1]。",5"や",8"といった表記は、S型星のスペクトルの分類に独特のもので、コンマの後の数字が、ZrO分子吸収帯とTiO分子吸収帯における吸収の相対的な強度を表し、数字が大きい程TiO分子の吸収が弱く、ZrO分子の吸収が強くなっている^[12]。また、接尾辞の"e"が示す通り、アンドロメダ座R星のスペクトルには輝線も検出されており、カリウムやルビジウムの共鳴線での輝線が目立つが、変光の周期によっては輝線がみえないこともある^[11][13]。

紫外域でのスペクトルは、M型星と大差ないが、テクネチウムの吸収線が強い^[7]。近赤外線スペクトルでみられる吸収線の中には、光度極大直後に2つの成分がみられるものがある^[14]。2つの成分が示す視線速度は、波長の長い方の成分が、単一の吸収線と同じで、波長の短い方の成分は、それよりもおよそ秒速20km青方偏移している。この速度差は、脈動に伴う光学的に厚い層の運動によるものとみられ、時間が経過すると共に差が小さくなり、やがて1成分に戻る^[4][11]。赤外線のスペクトルでは、SH分子の成分が検出され、天体におけるSHの検出はこれが最初の例である。SHがみつかったのは、1977年にキットピーク国立天文台の4m望遠鏡で観測したスペクトルだが、当初SHは気付かれず、2000年の検証で確認された^[8][15]。

アンドロメダ座R星は、他のミラ型星と同様に、漸近巨星枝（AGB）星である^[3]。AGB星は、主に炭素と酸素からなる核と、外層大気の間に、ヘリウムが燃焼する殻がある。内部ではs過程による元素合成が起こり、汲み上げ効果によって生成された元素が表面に浮上することで、特異な組成を示すAGB星が現れる^[16]。AGB星は基本的に、低温で光度が高い赤色巨星で、アンドロメダ座R星の場合、典型的な有効温度が2,600K、光度が太陽の6,300倍と推定される。質量は太陽と同程度だが、半径は太陽の400倍以上に膨張しているとみられる^[4][3]。