共生星[2]（きょうせいせい、英: symbiotic star）は、低温度星の吸収スペクトルと、高温ガスからの輝線スペクトルが同時に観測される、特異な天体である。その実態は、低温度の巨星と高温のコンパクト星からなる連星系と考えられる。低温度星からは、恒星風などによって高温度星へ質量移動が起こっており、高温度星の周りに降着円盤を形成するとみられる[2][3]。
共生星は、低温度星から高温度星への質量移動が不規則であったり、低温度巨星が脈動変光星であることも多いので、変光星として観測される。変光星として括られる場合、共生星はアンドロメダ座Z型星とも呼ばれる[3][4]。目次 共生星という名称は、生態学用語で、異なる種類の生物が一方的あるいは相互の利点のために密着して生活していること、を意味する「共生（symbiosis）」が由来であり、ポール・メリルが命名した[5]。メリル本人によれば、1941年に自身が執筆した論文が初出である[6]。それ以前は、「結合スペクトル」星などと呼ばれていた[7]。 共生星の起こりは、ヘンリー・ドレイパーカタログの編纂に際し、HD 221650に特異なスペクトルがみられるという注釈が付いたことにある。その後、この恒星は変光星であることがわかり、アンドロメダ座Z星
1 定義・経緯
2 構成
2.1 晩期型巨星
2.2 高温度星
2.3 共生星雲
3 観測的特徴
3.1 変光
3.1.1 楕円体変光
3.1.2 反射効果
3.1.3 脈動
3.1.4 回転変光
3.1.5 食
3.1.6 星周ガス
3.1.7 爆発
3.1.7.1 アンドロメダ座Z型
3.1.7.2 共生新星
3.1.7.3 回帰新星
3.2 赤外線
3.3 その他の電磁波
4 軌道要素
5 質量移動
6 脚注
6.1 注釈
6.2 出典
7 参考文献
8 関連項目
9 外部リンク
定義・経緯
メリルの定義では、スペクトルに酸化チタン分子（TiO）の吸収帯とヘリウムイオン（He II）の輝線が両方含まれることが、共生星の条件である。TiO吸収帯は、M型星に強く現れる成分で、He II輝線は、OB型星といった高温度星で観測される成分である。M型とO型は、恒星の表面温度でいうと低温と高温の極限であり、そのようなかけ離れた特徴が共存することが、共生星の特徴となる[5]。
メリル以降、1950年代から1960年代に共生星の研究が進展したことを受け、アレクサンドル・ボヤルチュク（ロシア語版）やデイヴィッド・アレン（イタリア語版）が定義を練り直していった。新しい定義では、
晩期型星の吸収スペクトル、具体的にはTiO吸収帯や金属原子・1階電離イオンの吸収線、がみえること
高度に励起されたイオンの輝線が、ドップラー幅100km/s以下でみえること
青色の連続光がみえること
恒星状の天体であること
輝線には、電離ポテンシャルが55 eV以上の高エネルギー線が含まれること
スペクトル型はG型以下の低温であり、それが示されない場合は、電離ポテンシャルが100 eV以上の輝線が含まれること
その後、新たな知見を得て共生星の定義は整理され、
晩期型巨星の吸収成分、具体的にはTiO、水、一酸化炭素、シアン（CN）、酸化バナジウム（VO）吸収帯や、カルシウム原子・イオン（Ca I・Ca II）、鉄原子（Fe I）、ナトリウム原子（Na I）吸収線など、があること
水素原子（H I）、ヘリウム原子（He I）の強い輝線に加え、次のいずれかがあること
電離ポテンシャルが35 eV以上のイオンの輝線（静穏期）
AないしF型の連続光とH I、He I、1階電離金属の吸収線（爆発時）
（TiO吸収帯などの）低温度星成分がみられない場合、波長6,825Åの輝線があること[注 1]
とまとめられている[9]。
共生星であることがわかった天体の数は180を超え、2000年に出版された共生星のカタログでは、188の共生星と30の共生星候補が掲載されている[9]。
構成 2012年にVLT/FORS2で撮影された、共生星の一つみずがめ座R星。出典: ESO[10]
共生星は連星系で、連星間には相互作用が発生している。連星を構成するのは、進化した晩期型巨星と、高温のコンパクト星で、巨星から高温度星へ質量移動が起き、高温度星の周りには降着円盤が形成される。連星の周りには、星雲状の星周構造が形成され、その起源は連星から放出された物質である[11]。
かつては、共生星を単独星と考える説もあった。初期にまとめられた共生星の特徴は、単独星であっても説明することはできたし、既知の赤色巨星と高温度星の連星系とは観測的な特徴が異なっていたからである。ただし、視線速度の変化など、連星と考えた方が都合が良いデータも存在し、1980年代以降観測技術の進歩によって得られた知見から、晩期型巨星と高温度星の連星という描像が定説となった[5][7]。 共生星の中の晩期型巨星は、多くがM型の赤色巨星だが、一部にはK型やG型の黄色巨星で構成される共生星もある[11]。また、2割程度はミラ型星などの脈動変光星である[12]。
晩期型巨星