天文报告-----造父变星

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1、天文報告-----造父變星物理93第六組c24891132江育廷實驗名稱：LaboratoryExerciseinAstronomy—CephidVariablesandtheCosmicDistanceScale.實驗目的：了解何謂造父變星，以及週期-光度關係（p-lrelation），學習用星等計算出星體與地球間的距離背景知識說明:a.三角視差法(MethodOfParallax)適用於距離較近的恆星。恆星在六個月期間在地球上所觀測的視位置會有所改變。因為地球繞太陽公轉時，相對於較遠的背景恆星，

2、一顆鄰近恆星的視位置會有所改變。星系與地球之間的距離[秒差,parsecs]和我們所測得的視差倒數[角秒,secondsofarc]是相等的，而三角視差測量通常有一誤差約0.005角秒。所以當所測的星團距離越遠時,測量的準確性越低。例如：當一個星系與我們相距200秒差時,其視差為1/200=0.005角秒，其視差剛好跟誤差一樣大。b.造父變星1784年被英國的業餘天文學古德里克發現第一顆有變光周期的仙王座δ星。另外，我們所熟悉的北極星也是一顆造父變星。由於造父變星的變光周期很有規律，如仙王座δ星的周

3、期為5天8小時47分28秒，而它的光變周期與視亮度之間存在著某種特定的關係。於是科學家利用這樣的關係來測出它的距離，因此，造父變星被人們譽為「量天尺」。「造父一」脈動變星的變光周期和光度有某種特定的關係，變光週期變長，就表示恆星的光度越強，但奇怪的是，週期相同的變星其光度也會一樣，天文學家將這種類型的變星統稱為「造父變星」，在天文學上可以測出恆星與我們之間的距離。BAAD’SCALIBRATION 1923年發現M31有12個造父變星,M33有22個.用同樣方法我們可以求到M31的距離是285000

4、parces,但實際上在1952年發現由於星際灰塵會使得星等質升高,實際的星等應該要減1.5距離要比以往計算的遠週期-光度關係(Period-LuminosityRelation)質量較大的造父變星體積較大、較光亮、脈動週期較長、振動較慢。大質量恆星越過赫羅圖中的不穩定區域時光度比小質量恆星高，而脈動週期也較長。根據不同的週光關係，造父變星分為I型與II型。我們可以根據週光關係推斷造父變星的距離：做法是量度造父變星的週期，然後運用週光圖推斷造父變星的絕對星等(真實亮度)，再比較真實星等與視星等(在地

5、球上觀測的亮度)，便可測定造父變星的距離。這是一種量度星系距離的重要方法。 種位在不穩定帶的恆星，是恆星演化的一個階段。恆星進行週期性的脹縮，使得它的亮度也發生週期性的變化。恆星變光週期和它的發光能力成比，所以量測造父變星的變光週期，就可以得到恆星的絕對星等。再經由距離模數數mv-Mv=5logd-5，就可以得出恆星以秒差距為單位的距離(d)，所以造父變星是很重要的距離指標。(這一段從網路取得,網址忘了) 實驗方法a.STEP1利用photoshop精確求出圖一中四個變星的視星等[至小數第一位]及週

6、期的對數值[至小數第二位]加上table1所提供之數據,作ApparentMagnitude-LogP之關係圖HVlogPmvHVlogPmv20190.2116.820601.0114.320350.3016.718731.1114.78440.3516.319541.2213.820460.4116.08471.4413.818090.4516.18401.5213.619870.5016.0111821.6013.618250.6315.618371.6313.119030.7115.6187

7、71.7013.119450.8115.2利用迴歸分析得m=-2.44logP+17.2b.Shapley’sCalibration若兩星的真實亮度[intrinsicluminosity]相等,則其視星等[apparentmagnitude]跟距地距離的平方成反比.supposeM=絕對星等m=視星等d=地球到該星的距離M=m+5-5logd所以logd=(m-M+5)/5,d=10^[(m-M+5)/5]若我們知道絕對星等和視星等,則我們可由此公式計算出星系離我們的距離STEP2參考Table2

8、做出絕對星等M與週期對數值logP之關係圖.LogPMv0.0-0.40.2-0.80.4-1.20.6-1.60.8-2.21.0-2.91.2-3.61.4-4.41.6-5.11.8-5.8*利用迴歸分析得M=-3.07logP–0.03M=-3.07logP–0.03m-M=0.63x+17.25(m-M)ave=18.32---distancemodulus