第十三届国际天文与天体物理奥林匹克竞赛实测试题

1.新星海豚座2013的测光与光谱2013年8月14日1401 UT(MJD=56518.584)Koichi hagaki发现了星等为6.8的经典新星海豚座V339(海豚座新星 2013)。专业和业余天文学家很快开始了新星的测光和光谱测量消息发出后不到10小时,当匈牙利夜幕降临时,当地天文学家使用1m望远镜接eShel echelle光谱仪拍摄了该新星的第—条光谱。根据图1.1和12回答以下问题。     

恒星物理研究室

恒星物理研究室成立于1977年。它的前身是1972年成立的选址组。全室36人。其中副研1人,助研6人,工程师5人。目前有6个研究课题组(详见附录一“人员组成表”)。 1.红外光度计研制及红外天文(目前作碳星及Mira变星测光)。 2.光谱观测手段的建立及恒星光谐(目前作长周期分光双星光谱分析)。 3.照相观测手段的建立及照相测光(目前作球状星团,BL Lac天体及爆后新星照相测光)。并致力于理论与实测相结合的一些课题。     

天鹅座1975年新星的光谱观测

北京天文台自1975年8月30日起至1976年1月24日止对天鹅座1975年新星进行了照相光谱观测。本文给出该新星主要光谱的证认结果,简述了光谱的特征和演化。极大刚过的一段时期内主要是宽的H Ⅰ和Fe Ⅱ发射线,在10月9日看到[Fe Ⅶ]6086和3760A,可见这颗新星的电离度是非常高的。根据光谱的吸收分量测得的膨胀速度在8月31日-9月3日约为2000km/S。光谱的吸收分量较弥漫,未看出表征一般新星的弥漫加强吸收系和猎户吸收系。 1975年9月2日在H_β,H_r,H_δ发射带上可看到叠加在上面的四子峰结构,以后陆续地在其他发射带上也发现四子峰结构。我们还对新星进行了目视星等估计,并绘出了光变曲线。从光变曲线可看出,该新星星等上升的幅度之大,速度之快,极大后下降3~m的速度之快都是新星纪录史上空前的。我们得到M_v=-10.~m0,这是光度最强的一颗银河新星。     

变光小行星的光电测光Ⅱ.

在完成了七颗变光小行星观测研究之后,我们用相同的仪器于1962年的第四季度和1963年的第一季度,继续进行了一些小行星的光电测光工作.从1962年10月到1963年2月期间所做的观测中,我们获得了十颗小行星完整的光变曲线,其中除了两三颗的周期曾经人们测定过以外,其余的周期都是初次测出.     

狐狸座PU(PU Vul)的一次小爆发

狐狸座PU是1979年4月8日由日本东京天文台Y.Kuwano等人首先发现的一颗光度变化特殊的类新星天体.1978—79年间,梅苞在用北京天文台40/200双筒天体照相仪对这一天区的其他天体作系统观测时,同时取得了这颗星的一批照相观测资料,在获悉有关这颗星的发现报道之前,他也曾独立地发现了这颗星的光度变化(图版Ⅰ,图2),并随即用北京天文台的60/90/1800施密特望远镜有缝摄谱仪取得了该星的部分光谱资料.此外,还用北京天文台60厘米反射望远镜进行了高速光电观测.从1978年12月到1983年3月,共取得照相观测底片和光谱片200余张以及一些光电测光资料.     

39颗变星的亮度估计

测定了用罗斯照相镜(口径10厘米,焦距80厘米)获得的195张照片.采用“勃拉日哥-尼日兰”方法估计了不同类型39颗星的亮度变化.列出了我们所观测到的亮度最大值和亮度最小值.     

NGC 4321中超新星1979_c的照相研究

1979年4月23日—12月27日,我们用北京天文台40/200cm双筒天体照相仪对旋涡星系M100(NGC 4321)中的亮超新星SN1979c进行了照相观测.本文简述了观测情况,并结合前人的观测,分析讨论了我们的结果. 它的光变曲线可以`划分为四个阶段.5月8日—6月5日间光变曲线有驼峰状突起.其光度变化既不同于Ⅰ型超新星,也与典型的Ⅱ型超新星不完全吻合. 计算得到超新星亮度极大时的绝对照相星等为M_(pg)(max)=-19~(m)78;极大光度L_SN(max)=1.076×10~(10)L⊙. 我们利用Balinskaya和Carney等人1980年发表的三色测光资料计算了这颗超新星在不同时刻的色温度变化,推算出它极大时刻的色温度约为T_c(max)≈9.0×10~3K. 爆发期间超新星辐射的总能量E_t=4.2×10~(16)L⊙. 根据这颗超新星的光变曲线、在星系中的位置及爆发期间辐射的总能量等主要特征,我们认为SN1979c是某些性质比较特殊的II型超新星.     

河外星云M84附近的超新星的照相测光

1957年5月25日接到哥本哈根5月21日发出的专电,宣布于 M84北约1.5孤分处,发现一超新星。紫金山天文台于5月25日晚,即开始用60厘米,f/5反射望远镜进行照相观测.所用的底片是 Kodak 103a-O.至7月21日止,共取得底片16张,其中有2张是和选择星区 SA80的等高照相.参加取得这项观测资料的计有天文台同人     

对Archer发现的17颗变星的光电观测

在1984年2—3月,用美国McDonald天文台91cm反射镜的UBV测光系统和云南天文台35厘米反射镜V色测光系统,对Archer 1959年在后发座用照相方法发现的24颗变(双)星中的17颗进行了观测研究,全部没有大于0~m.07的光变,其中12颗的连续观测时间长于半个周期以上,因而至少它们不是原定周期和变幅的那种变星。其他5颗或Archer未给周期,或观测复盖不够半个周期,未能肯定。最后给出这些星和比较星的星等和色指数。     

对新星宽波段测光的意见

①在新星的早期阶段,仅研究新星的大体光变时,用通常的测光归化技术是可以的.②新星进入星云阶段之后,不能使用常规的恒星观测的化归公式.无论是化归与不化归都不能自称为 U、B、V.③我们使用本台自己的光谱观测资料进行了定量计算.证明:(a)如果光电观测仪器系统反应函数的边缘部分有小的差别,就可能会导致观测结果有意外大的差别.(b)较差消光改正也不能用常法进行处理.④对如何更好地进行新星的光度工作提出了一些意见.     

1976年狐狸座新星(NQ Vul)的光谱研究

1976年11月11日-12月16日我们用60/90-厘米施密特卡氏反射光栅摄谱仪对狐狸座新星(NQ Vul)进行了照相光谱观测。在3400—6700A的波长范围内新星主要光谱成份为HI,Fell,NaI,Call,NII,Till,[OI],[NII]等,大多数谱线呈现PCyg型轮廓,根据吸收分量测得的膨胀速度是500—2200km/s。光致电离温度比色温度高,它们都随新星亮度的下降而升高。     

大天区望远镜中sCMOS相机的测光精度分析

与传统CCD (Charge Coupled Device)相机相比, s COMS (scientific Complementary Metal Oxide Semiconductor)相机被广泛装备于超大天区巡天设备,与传统CCD相机不同的是sCMOS相机采用卷帘式快门,因此对其进行测光精度的分析工作是很有意义的.首先,将s CMOS相机拍摄的图像与UCAC2 (The Second U.S. Naval Observatory CCD Astrograph Catalog)星表进行匹对,识别图像中的UCAC2标准星.接着对图中的标准星进行测光并提取测光数据进行最小二乘直线拟合,获得了相应的系统转换系数并得到仪器星等至标准星等的转换公式.然后,将转化后的仪器星等和标准星等做差并计算相应的均方根误差.最后,利用计算得到的均方根误差评估sCMOS相机的测光精度,并将标准星按星等划分后,分析了相应的测光误差.计算结果表明在标准测光夜测量亮度亮于14等的星时,测光精度优于0.15 mag.通过实测精度分析可知卷帘快门sCOMS相机具有较高的测光精度,基本满足空间碎片巡天观测的要求.     

激变变星V1159 Ori和BZ UMa的测光研究

V1159 Ori是SU UMa型中ER UMa亚型激变变星,BZ UMa介于UGem型和WZ Sge型之间,但又具有SU UMa的周期特征,存在争议.在2008年2月24日和25日,用云南天文台1米RCC(Ritchey-Chretien-Coude)望远镜对两者的测光观测显示:V1159 Ori在正常爆发的下降阶段存在superhump,这为superhump现象普遍存在于ER UMa型星中提供了观测证据;BZ UMa观测时处于爆发极大,并未观测到确凿的superhump周期,而AAVSO(American Association of Variable Star Observers)近年的BZ UMa观测亦从未发现明确的superhump;两者均表明BZ UMa可能并非SUUMa型星.基于星等变化幅度考虑,BZ UMa较WZ Sge更为接近.     

激变变星Ⅴ1159 Ori 和BZ UMa 的测光研究

Ⅴ1159 Ori 是SU UMa 型中 ER UMa 亚型激变变星,BZ UMa 介于 U Gem 型和 WZ Sge 型之间,但又具有 SU UMa 的周期特征,存在争议.在2008年2月24日和 25日,用云南天文台 1 米 RCC(Ritchey-Chretien-Coude)望远镜对两者的测光观测显示: Ⅴ1159 Ori 在正常爆发的下降阶段存在 superhump,这为 superhump 现象普遍存在于 ER UMa 型星中提供了观测证据;BZ UMa 观测时处于爆发极大,并未观测到确凿的 superhump 周期,而 AAVSO(American Association of Variable Star Observers)近年的 BZ UMa 观测亦从未发现明确的 superhump;两者均表明 BZ UMa 可能并非 SU UMa 型星.基于星等变化幅度考虑,BZ UMa 较 WZ Sge 更为接近.     

1978年天鹅座新星(V 1668 Cygni)的观测研究

本文给出新星极大后的照相星等m_(og)光谱成份、发射带结构、发射带相对强度比和核星温度。由10月11日至30日在3500—6700波长范围内它的主要光谱成份为H,FeII,NIITiII,[OI],[NII],NIII。从11月10日开始,陆续出现[OIII],HeI和HeII等谱线。H_a发射带由3个子峰构成,红移最大的子峰强度最大,每个子峰又各分成几个小子峰。核星温度随新星亮度的下降而升高,其温度上限可能为120000K左右。     

爆后新星武仙V 533的光度研究

老新星武仙V533(V533Her=武仙1963年新星)是一颗光度变化极其复杂的天体。本文给出了我们用双筒天体照相仪于1980年6月至1982年11月间对其所做的照相观测结果。从所得结果可以看到:(1)该星亮度在此期间已基本恢复到其爆前的宁静期亮度;(2)高时频观测指出V533 Her具有时标为小时级,变幅Δm～0.2~m的小幅度光变;(3)在此期间其亮度有上升趋势,上升幅度～1.5等。本文还讨论了V533 Her在爆发前后的光度变化情况,通过分析指出新星在爆发前可能有可觉察的光度变化。     

紫金山天文台15厘米折光镜的测光性能探讨——非消色差波段测光中调焦的作用

本文叙述根据较差测量法,试用柯达103a—D GG11、103a—O GG13及103a—O UG2组合,对本台口径15厘米折光镜进行 U、B、V 系统照相测光.结果表明,前两种组合的有效波长约为5610及4440,比 B、V 系统的长.焦点照相结果,星等与标准值有系统差.这具望远镜消色差在蓝紫波段,当在其他波段测光时,焦距调节对星等测定极为敏感.但存在一个焦距调节范围,在此范围内照相,可以消去系统差.这个范围对三种组合都不同.103a—D GG11,约在该组合的焦点以外2毫米处,可变范围约±0.2毫米;对103a—O GG13,从该组合焦外1.5厘米到星象显著变大的焦外;对103a—O UG2,从该组合焦外约1毫米到星象显著变大的焦外.为校验上述结果,拍摄了疏散星团M45, M45,NGC752和IC4665.用103a—D GG11还观测了红化 O 星协 CygⅥ.在我们使用这架望远镜进行照相测光工作所要求的精度下,这个方法是可以应用的.我们使用萨尔托累光瞳光度计(Sartorius Iris Photometer)测量底片,讨论了测量方法及误差.此外,还考察了导星不好的初步后果,在我们所要求的精度上没有发现显著影响.     

球状星团NGC4147的绝对自行和颜色星等图

本文以上海天文台佘山40厘米折射望远镜于1958年拍摄的3张照相底片为第一期,印度Kavalur的234米VainuBappu望远镜于1996年用CCD拍摄的4幅图像为第二期,使用Brosche等1985年发表的球状星团NGC4147天区42颗恒星的位置和绝对自行作为参考架,用中心重叠法进行天体测量归算,得到了这个星团中心附近11'×11'天区内到B＝17.6为止115颗恒星的位置和绝对自行,利用这些自行对成员概率作了估计.本文还给出了用VainuBappu望远镜CCD测光结果得到的这个星因水平文和巨星支恒星V与B-V．V－R和V－I颜色星等图,并对这些颜色星等图和团自行作了讨论,得到这个星团的赤经方向绝对自行为-2.82±0.49mas／yr,赤纬方向绝对自行为2.37±0.43mas／yr.     

活动星系核的测光——类星体3C 273的照相观测

1978年初,我们在云南天文台的SBG人造卫星跟踪照相望远镜上,对类星体3C 273进行照相观测.初步建立起一套包括照相、测量、归算以及结果验核在内的照相测光方法. 本文报道了观测类星体3C 273的照相测光结果以及对疏散星团NGC 2287中部分恒星的测光.     

IRAF软件中DAOPHOT包的应用

为了检验威海天文台1 m望远镜的测光精度,2009年10月7日晚用该望远镜观测了M39星团,并对观测数据进行测光归算。由于M39星团中个别星较密集,使用IRAF中的DAOPHOT包进行星像测光。详细介绍了IRAF软件中的DAOPHOT包及其使用。数据归算结果表明,在UCAC3星表中匹配到的星,稀疏区域亮星的星等内部精度达到0.003mag,较密集区域的暗星内部精度约为0.012 8 mag。