美國變星協會(AAVSO)原創 台北市天文協會翻譯改寫 變星觀測 (練習) 美國變星協會(AAVSO)原創 台北市天文協會翻譯改寫

你需要學些什麼？ 這個練習大約需要15分鐘 除了學習光度的預測還有 如何使用AAVSO的星圖來尋找變星 右圖是超新星1987A 超新星也是變星 2019/11/4 台北市天文協會 陶蕃麟

你需要學些什麼？ 右圖是AAVSO的會員Lew Cook使用CCD長期觀測變星QY Per(英仙座 QY 變星)的資料 Constant (comparison) star Variable star 我們也將學會如何從雜訊中檢出有科學意義的訊息 你將學到你的觀測是非常有用的 即使你還在學習中 你的預測會越來越好 右圖是AAVSO的會員Lew Cook使用CCD長期觀測變星QY Per(英仙座 QY 變星)的資料 2019/11/4 台北市天文協會 陶蕃麟

天文學家需要你提供資料！ 天空中有許多美妙的景色可以欣賞 但是，就只是看看而不為這些宇宙中的謎題尋求解答嗎？ 右圖是哈柏望遠鏡(HST)所攝的老鷹星雲(M 16) 2019/11/4 台北市天文協會 陶蕃麟

天文的理論需要資料！ 絕大部分天文學家的發現與提出的理論都需要測量天體的光度來驗證或提供證據 2019/11/4 台北市天文協會 陶蕃麟 (Time) 2019/11/4 台北市天文協會 陶蕃麟

資料是來自儀器的訊息 天文學家使用的每一種儀器都是用來測量星星的光度 我們稱這些測量結果為光度計的資料 (photometric data) 光度計的意思就是：光度的測量 ( light-measuring) 2019/11/4 台北市天文協會 陶蕃麟

你的眼睛就是你的儀器 你要開始使用你的眼睛來進行光度的測量 這種技術稱為： 這是一種特別的技術 光度內插法 Interpolation of Magnitude 2019/11/4 台北市天文協會 陶蕃麟

什麼是內插？ 內插(Interpolation) 人類隨時都在做內插 是一個詞 科學家用來估計在兩個已知物體之間的數值 2019/11/4 台北市天文協會 陶蕃麟

內插(Interpolation) 這就是內插 當你汽車油量表的指針在1/4與空(E)之間 你會認為油箱還有1/8的油量 是該去加油的時候了 1/2 1/4 3/4 E F 2019/11/4 台北市天文協會 陶蕃麟

內插天體的光度 在理論上，估計天體的光度是很容易的 我們稱測量得到的天體光度(brightness)為星等(magnitude) 只要勤加練習 我們稱測量得到的天體光度(brightness)為星等(magnitude) 2019/11/4 台北市天文協會 陶蕃麟

星等的內插法 估計變星的光度(星等) 右圖是仙女座星系(M 31) 至少要有兩顆已知星等的參考星(比較星) 除非剛好一樣亮 一顆比目標星亮 另一顆比目標星暗 除非剛好一樣亮 右圖是仙女座星系(M 31) C Pullen 攝影 2019/11/4 台北市天文協會 陶蕃麟

星等的內插法 就像前面的油量表一樣 如果目標星的光度正好介於兩顆參考星的中間 這顆變星的星等是多少？ 假設亮的是5.0等 較暗的是6.0等 蟹狀星雲 (C. Pullen) 2019/11/4 台北市天文協會 陶蕃麟

星等的內插法 正確的數值是 在5.0和6.0的中間 就是 5.5! 2019/11/4 台北市天文協會 陶蕃麟

如何尋找變星？ AAVSO 製作了數千張的變星圖 如果所有的變星觀測者都使用AAVSO的星圖 結果會非常好 星圖就像交通地圖一樣 用來尋找變星和估計星等 如果所有的變星觀測者都使用AAVSO的星圖 有相同的標準 可以很方便的互相比較 結果會非常好 2019/11/4 台北市天文協會 陶蕃麟

如何尋找變星？ 右圖是一張AAVSO的星圖 這是天鵝座W變星的圖 那就先讓我們用他來做簡單的練習 雙筒望遠鏡就能觀測 在自家的後院就能看見 內插法 使用星圖 2019/11/4 台北市天文協會 陶蕃麟

變星和比較星 請看右邊的圖例A 變星被四條短線指示在匯聚點上 比較星的星等註記在星點右側 為避免混淆不標示小數點 2019/11/4 台北市天文協會 陶蕃麟

小數點會造成混淆 正確的星等要精確至小數第一位 但是圖上不標示小數點 比較星的星等分別是：6.4、5.1、9.1、7.5、6.1和8.5 因為小數點會造成混淆 64為6.4等、51為5.1等、‧‧‧餘類推 比較星的星等分別是：6.4、5.1、9.1、7.5、6.1和8.5 2019/11/4 台北市天文協會 陶蕃麟

星圖上的標示 數值越小是越亮的星 越大的點是越亮的星 數值最小的51是最亮的星 數值最大的91是最暗的星 最大的點是標示51的星點 是圖中最大的點 數值最大的91是最暗的星 是圖中最小的點 越大的點是越亮的星 最大的點是標示51的星點 是圖中最亮的星 最小的點是標示91的星點 是圖中最暗的星 2019/11/4 台北市天文協會 陶蕃麟

嘗試第一次的星等估計 與最亮的星(5.1等)比較： 變星是較亮還是較暗？ 答：較暗！ 2019/11/4 台北市天文協會 陶蕃麟

嘗試第一次的星等估計 與次亮的星(6.1等)比較： 變星是較亮還是較暗？ 答：較暗！ 2019/11/4 台北市天文協會 陶蕃麟

嘗試第一次的星等估計 與次次亮的星(6.4等)比較： 變星是較亮還是較暗？ 答：較亮！ 2019/11/4 台北市天文協會 陶蕃麟

可以估計變星的星等了 變星比6.4等亮 變星比6.1等岸 你估計變星的星等是： 6.2還是6.3？ 2019/11/4 台北市天文協會 陶蕃麟

內插法是一種有根據的猜測 因為變星的亮度在6.1至6.4等之間 因此，你的估計不是6.2，就是6.3 到底哪一個正確？ 2019/11/4 台北市天文協會 陶蕃麟

憑你的感覺 如果你覺得 不要計較哪一個正確 多做練習，估計就會越來越正確 比中間值亮一點 比中間值暗一點 只要跟著感覺走 答案就是6.2等 答案就會是6.3等 不要計較哪一個正確 只要跟著感覺走 多做練習，估計就會越來越正確 2019/11/4 台北市天文協會 陶蕃麟

完成第一次的估計 無論你估計的值是如何 恭喜你完成了第一次的觀測 將結果紀錄在星圖的背面 正式的做法是記錄在專用的記錄本 這是練習時的權宜之計 正式的做法是記錄在專用的記錄本 2019/11/4 台北市天文協會 陶蕃麟

為何只稱他是 估計值? 不同的人用相同的方法，會做出不同的亮度估計 當然，所有的估計都是正確的 所有科學的測量都會有變動 我們眼中的世界也都不一樣 當然，所有的估計都是正確的 沒有人能給絕對正確的答案 所有科學的測量都會有變動 我們稱之為【誤差】或是【雜訊】 2019/11/4 台北市天文協會 陶蕃麟

科學家只是使用精確的數值！ 理所當然的，數字不能過度的精確 但是，所有的測量實際上都是在做精確程度的估計 竅門只是要瞭解精確度是多少 特別是天文學 但是，所有的測量實際上都是在做精確程度的估計 竅門只是要瞭解精確度是多少 2019/11/4 台北市天文協會 陶蕃麟

資料的精確度 (Precision in data) Brightness SS Cyg Time 資料的精確度 (Precision in data) 右圖是AAVSO的部分資料 天鵝座SS變星的光度對應時間的變化曲線 時間間隔為90天 這種圖稱為【光度曲線】 SS Cyg 是位在天鵝座的一顆變星 2019/11/4 台北市天文協會 陶蕃麟

資料的精確度 (Precision in data) Brightness SS Cyg Time 資料的精確度 (Precision in data) SS Cygni 的光度每幾個月就會有戲劇性的變化 每一個點都是AAVSO散佈在全球各地的觀測者所提供的 有些觀測資料可以追溯至1911年 你也可以完成相似的測量工作！ 2019/11/4 台北市天文協會 陶蕃麟

資料的精確度 (Precision in data) Brightness SS Cyg Time 資料的精確度 (Precision in data) 光度被描繪在Y軸的方向 上下變動位置 觀測的日期和時間紀錄在X軸上 由左至右的位置 Brightness 2019/11/4 台北市天文協會 陶蕃麟 Time

資料的精確度 (Precision in data) Brightness SS Cyg Time 資料的精確度 (Precision in data) 你能察覺到資料中的雜訊 注意曲線上的點都不是完好的直線 更確切地說，每個獨立的觀測都是有寬度的帶子 2019/11/4 台北市天文協會 陶蕃麟

每個估計都是必須的 天文學家和物理學家能從有雜訊的資料中學到許多恆星如何變化的事情 經由練習，目視觀測就能估計星等達到0.1星等的精確度 不限於AAVSO的會員 右圖是藝術家眼中的SS Cyg AAVSO提供 2019/11/4 台北市天文協會 陶蕃麟

沒有完美的估計值 你的觀測結果只是估計 你不是完美的 練習能幫助你進步 因為每個人的結果都有少許的差異 只是僅可能的做好 接近完美 2019/11/4 台北市天文協會 陶蕃麟

想再嘗試嗎？ 埃斯基摩星雲 HST攝 讓我們開始新的嘗試！ 2019/11/4 台北市天文協會 陶蕃麟

更多的練習 對同一顆變星再做估計 將你估計的星等紀錄在表格中 換成不同時間拍攝的b與c圖 不同的時間變星的光度不同 2019/11/4 台北市天文協會 陶蕃麟

結果如何？ 第二次和第三次是否比較容易了？ 是否想用一顆真實的恆星來練習？ 還是再試一顆吧！ 2019/11/4 台北市天文協會 陶蕃麟

W Cyg (天鵝座 W) 我們將對 W Cyg 這顆半獨立型變星進行第二階段的光度估計 在開始之前需要一張這顆變星的星座圖 按一下滑鼠 下一張就是你要的圖 2019/11/4 台北市天文協會 陶蕃麟

你能找到目標嗎？ 按一下尋求協助！ W Cyg 2019/11/4 台北市天文協會 陶蕃麟

你還是初學者！ OK，在圖中有許多的星星‧‧‧ 你需要學習【星橋法】找到你的目標星 方法其實很間單 我們這就開始了！ 2019/11/4 台北市天文協會 陶蕃麟

對 W Cyg 做第一次的估計 注意看AAVSO的 W Cyg (aa尺寸圖)星圖 將圖順時針(向右)旋轉45度 請按PgDn鍵旋轉星圖 這會與上一張圖的位置較為吻合 2019/11/4 台北市天文協會 陶蕃麟

? 為何要改變圖的方向？ 從望遠鏡中看見的群星會因為望遠鏡形式的不同而改變方位 在不同的季節與時間看 相對的方位也會有所不同 2019/11/4 台北市天文協會 陶蕃麟

為何要改變圖的方向？ 學習如何讓星圖的方位與望遠鏡的視野一致 才可能進行實際的觀測 不過，還是回去繼續做估計星等的練習吧！ 2019/11/4 台北市天文協會 陶蕃麟

如何尋找目標 請在星圖上依序找出下列目標： 1) M39 (疏散星團) 2) 5.3等的比較星與向南延伸的一串星 2) 5.3等的比較星與向南延伸的一串星 3)ρCyg(與英文P相似的羅馬字母) 4) W Cyg 2019/11/4 台北市天文協會 陶蕃麟

應用星橋法 以天鵝座W為例 W Cyg(目標星) 先找到M 39 往南找到5.3等的比較星 順著星串往南移 找到ρ Cyg 2019/11/4 台北市天文協會 陶蕃麟

如何尋找目標 這就是【星橋法】的初步 現在用照片再試試看！ 我們將用全幅圖來顯示 同時，將逐一顯示出在星圖上用來尋找目標的指標 由最簡單易找的天體去引導出變星 現在用照片再試試看！ 我們將用全幅圖來顯示 同時，將逐一顯示出在星圖上用來尋找目標的指標 2019/11/4 台北市天文協會 陶蕃麟

搜尋圖 M39 M39 W Cyg W Cyg 5.3等的比較星與成串的星 5.3等的比較星與成串的星 ρ Cyg ρ Cyg 2019/11/4 台北市天文協會 陶蕃麟

自我測試 能自己循著指標找到嗎？ 能找到就出師了！ 找到了吧 ！ 2019/11/4 台北市天文協會 陶蕃麟

增加比較星 還有其他的比較星 你能找到嗎？ 下一張 74 55 59 67 2019/11/4 台北市天文協會 陶蕃麟

再估計一次！ 現在有足夠的比較星了 再估計看看 將結果記錄在表格上 指標指示的是目標星 W Cyg 下一張 74 55 59 67 2019/11/4 台北市天文協會 陶蕃麟

再來該怎麼做？ 完成了這一階段，下一步該如何呢？ 如果沒有，或是有任何疑惑、困難， 請在進行下一次(最後一次)的估計前提出來！ 接下來是最後一次的估計練習了 2019/11/4 台北市天文協會 陶蕃麟

這是W Cyg 82天後的照片 請估計他的光度 將結果記下 如果需要幫助，請看下一張 2019/11/4 台北市天文協會 陶蕃麟

這有幫助嗎？ 2019/11/4 台北市天文協會 陶蕃麟

這種日復一日的變化是對變星觀測者的挑戰！ 這張照片與82天前不太一樣 因為星座在天空的位置改變了 這種日復一日的變化是對變星觀測者的挑戰！ 2019/11/4 台北市天文協會 陶蕃麟

你該怎麼辦？ 估計光度是否越來越容易了？ 在尋找W Cyg 與比較星上，困難是否逐漸減少了？ 不斷的練習確實是有幫助的 別懷疑練習的效果！ 2019/11/4 台北市天文協會 陶蕃麟

你的結果是否是這樣…？ 右邊是依據AAVSO的資料完成的W Cyg變光曲線 你用來估計光度的哪兩天被用點線標示在圖上 4月28日 7月19日 April 28 July 19 2019/11/4 台北市天文協會 陶蕃麟

你的結果是否是這樣…？ 在4月28日 在7月19日 估計的星等(光度)範圍在 6.3～5.7 等之間 估計的星等(光度)範圍在 7.3～6.4 等之間 April 28 July 19 2019/11/4 台北市天文協會 陶蕃麟

你的結果是否是這樣…？ 與AAVSO的觀測者比較 結果是如何呢？ 如果你有任何一天的估計值落在前述的範圍外 你必須找出原因來 改正這項缺點！ April 28 July 19 2019/11/4 台北市天文協會 陶蕃麟

結果與AAVSO的不同！ 繼續練習！ 你必須繼續在電腦前練習 只有繼續練習！練習！再練習！ 有時候，變星觀測是非常有挑戰性的 還不能做野外實習喔！ 只有繼續練習！練習！再練習！ 有時候，變星觀測是非常有挑戰性的 2019/11/4 台北市天文協會 陶蕃麟

教你的眼睛看不同的世界 在能分辨出微小的光度差異前，多數新進的觀測者都得花許多的時間 經由練習技巧才能熟練 然後，你才能享受夜空的美景 2019/11/4 台北市天文協會 陶蕃麟

成為一位優勝者！ 渴望的這天 終於來臨... 我終於熟練觀察 變星的技巧！ 終於，我們能用你的結果與其他的觀測者一起來完光度曲線 因為：我確信你做的已經十分完美！ 雖然，這不是一項競賽 但還是該看看各家資料的優劣 為自己定出個位階 我終於熟練觀察 變星的技巧！ 渴望的這天 終於來臨... 2019/11/4 台北市天文協會 陶蕃麟

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