近日，中國科學院雲南天文台雙星與變星研究團組李臨甲博士和錢聲幫研究員等人發現並驗證了一顆脈動周期快速減小的天琴RR型變星：大熊座AX。其脈動周期變化率達到驚人的-7.75天每百萬年，是迄今為止人們所發現場星環境下周期減小最快的天琴RR型變星。研究團隊發現除了脈動周期的快速減小，大熊座AX還表現出有效溫度偏高，短波段脈動振幅偏小，光變曲線缺少隆起（bump），視向速度變化大等與一般天琴RR型變星不同的特性。這種種表現都暗示著大熊座AX具有顯著的雙星性質，是一顆少見的雙星演化脈動天體（binary evolution pulsator）。該工作相關成果發表在國際天文學期刊美國天文學報（The Astronomical Journal）上。
天琴RR型變星是一類處於水平分支的貧金屬小質量脈動變星。它們短周期，大變幅的脈動特徵使其很容易被觀測所發現，正由於如此，它們是迄今為止發現數量最多的一類脈動變星，也擁有相對悠久的研究歷史。天琴RR型變星廣泛分布於銀河系內各個系統內，包括核球、厚盤、銀暈、各種星團以及場星環境下，結合其所具有的周光關係，該類變星是研究銀河系內老年恆星化學和動力學性質以及小質量恆星演化的重要探針。
人們通常從脈動周期角度入手來研究天琴RR型變星的演化：在赫羅圖中，當天琴RR型變星沿水平分支向左演化時，也即是溫度升高，其脈動周期會減小；反之，向右演化時，脈動周期會增加。在以往的觀測和研究下，人們發現大多數天琴RR型變星的周期變化率絕對值在0.01-0.1天每百萬年範圍內，而演化效應被認為是導致這些周期變化的重要因素之一。而一些周期變化率絕對值更大的目標（0.1-1天每百萬年）也有少量發現，理論上認為這些天體應當處於天琴RR型變星演化的初始或末尾階段。
在對眾多天琴RR型變星的研究工作中，注意到大熊座AX所表現出的不同尋常的特性，該研究團隊利用雲南天文台鳳凰山本部60厘米望遠鏡及麗江觀測站中泰70厘米望遠鏡觀測數據，對該目標進行了多波段測光觀測，並從多個巡天觀測項目收集了其光變曲線數據；採用O-C分析方法（該方法通常用來比較或評估某一物理量的觀測值與預期值或理論值間的差別，即Observed minus Calculated method），獲得大熊座AX的O-C圖（見圖1），並計算得到其脈動周期變化率為-7.75天每百萬年。這個數值要比一般的天琴RR型變星周期變化率的絕對值高一到兩個數量級。大熊座AX是目前為止場星環境下脈動周期減小最快的天琴座RR型變星，這也意味著它在赫羅圖中正快速地向左移動演化著。
研究團隊還利用傅立葉分解法等分析手段對大熊座AX的光變曲線進行了分析，得到了相應的傅立葉係數，脈動變幅以及色指數等參數。通過將這些參數與其它眾多天琴RR型變星的參數比較，發現大熊座AX表現出一顆Oosterhoff I型的天琴RRab型變星的特徵。但是，大熊座AX在光度極小時的色指數相比一般的天琴RR型變星要偏小（B-V=0.295 mag），說明其有效溫度偏高，達到7300K。結合進一步的O-C分析結果和其它證據，研究團隊認為大熊座AX擁有一顆熱亞矮星伴星，該系統應當是一個雙星演化脈動天體。
研究團隊還將大熊座AX的光變曲線與另一顆雙星演化脈動天體，OGLE-BLG-RRLYR-02792，進行了比較（見圖2），指出了它們各自的特徵，並認為這些現象與伴星吸積所導致的外層大氣物質損失有關。他們還指出了兩者的最終演化結局：前者會越過脈動不穩定帶藍邊界，最終成為一顆藍水平分支星，而後者由於損失了更多的外層物質，最後會變為一顆氦白矮星。
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圖1.大熊座AX的O-C圖。中間圖中，數據點表現出開口向下的拋物線變化趨勢，表明大熊座AX的脈動周期正在線性減小。底部圖為O-C殘差圖，可以發現其中的數據點存在多餘的周期性或准周期性變化成分。
圖2.大熊座AX與OGLE-BLG-RRLYR-02792的光變曲線相位圖。前者的光變曲線上升快，下降慢，表現出典型的天琴RRab型變星的特徵，但是在相位0.8的位置附近，缺少隆起現象；後者的光變曲線變化平緩，更像一顆長周期的天琴RRc型變星。天琴座FN（FN Lyr）是一顆典型的天琴RRab型變星，這裡用來與前兩個目標做比較。