獵戶座的參宿四,自2019年11月底開始被回報亮度開始異常減光,至2020年1月大概已經下降了一星等的亮度,這顆星到底亮度降至幾等了呢?

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參宿四 (Beteleuse) ,獵人肩膀處的那顆紅橙色亮星,視星等是0.45等,m(B-V)=1.54等,原本在獵戶座它的亮度是顆僅次於參宿七 (Rigel)的亮星,但現在卻變得比腰帶三顆星還要更黯淡,各式謠言不斷,有人說它是不是快炸了,也有人說它表面可能出現了超巨大暗斑,但這亮度下降的幅度過去未曾被觀測過,再加上他是顆即將死亡近距離大質量恆星,若發生超新星爆炸那會是直逼滿月般的亮度!因此業餘天文界幾乎無不期待它真的走到了即將爆炸的這天 (喂!!!)

它本身是顆脈動變星,變光週期有好幾個,從一年出頭到六年的都有,但亮度變化範圍在近百年來從未曾低於1.5等的亮度過,甚至近10年來他的星等從來沒有低於1.0等過,因此當它的亮度開始異常減光的消息傳出後,便吸引大量變星觀察者的注目,看AAVSO(American Association of Variable Star Observers, 美國變星觀測者協會)上面這幾個月如此密集的觀測資料!大家應該都不是想了解它到底發生了什麼事,而是期待它爆掉吧!

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  • AAVSO近十年來的參宿四觀測資料,過去十年來這顆星的亮度未曾低於1.0等過

 

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  • 2019年9月以來的參宿四觀測資料,可以注意到他的亮度快速的急速降低當中,二月初降到近1.7等左右的亮度,不過在二月底十似乎開始有重新回升的現象,似乎只是一次超級激烈的變光現象啊(失望)

好,既然明眼人都看得出來參宿四在變暗,但它到底是變得有多暗呢?

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上面這兩幅影像都是用手機拍攝的,但一幅是2018年11月拍攝,另一幅是2020年2月時拍攝的,可以注意到現在參宿四的亮度變得與參宿一 ~ 五般黯淡,原本它是明顯亮的多的天體,在獵戶座不是第一就是第二亮的亮星,現在卻肉眼都看得出整個暗了下去,不過,它到底還有幾個星等呢?

像參宿四這種超亮的恆星要測定他的亮度其實是相當困難的,原因就是它實在是太亮了!全天跟它差不多亮的亮星少之又少,大概不超過十個!這就算了,那些跟它差不多亮的恆星大部分都跟它一樣,是演化到後期的巨星,一樣也是屬於發光不穩定的脈動變星!用比它暗的恆星來測定他的亮度,這顆星也不能太暗,誤差也會比較大,而且他的訊噪比仍要在可接受的範圍內!因此可用做測光的標準星勢必選擇不多,看來不能用窄視野的望遠鏡拍攝了,只能用廣角視野的鏡頭,看能否多包含一點可用於測光的標準星了! (不要提醒我air mass的問題......)

原本在ALADIN中搜尋Tycho星表天體作為標準星,並排除AAVSO與GCVS已知變星,無奈星表中有的最亮星只有到3等左右,比三等更亮的天體真的是太亮了!星等每差1個星等亮度相差2.512倍,也就是說相差2~3個星等,亮度會相差6.31~15.85倍,這可是個大災難啊!拍攝的相機Canon 760D他的位元深度只有14bit, 也就是從最亮的白色到最暗的黑色總共只能用16384階來描述,也就是說最亮的位置如果讀值是最高的16384,比它暗3個星等的天體他的讀值就只剩1033左右。還好!只要曝光控制得當,應該還有一些相差3到4等亮度的天體可以使用!

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  • ALADIN中標示出參宿四附近的Tycho標準星位置

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  • 正當萬念俱灰的當下,進到ADS(Astorphysics Data System)資料庫搜尋是否有測光標準星的線索,意外發現HD35468這顆天體竟然就是顆測光標準星,位於獵戶座,向度有1.64等!而且輸入他的座標後發現,它竟然就是隔壁的參宿五!太好了!終於有顆亮度相似的鄰近天體可以就近使用了!

於是我選定了以參宿四為中心,附近可用的參考星,盡量四個方向的星體是均勻分佈的,好啦我很貪心,一口氣選了57個天體做參考星,再加上上述論文中的測光標準星,總共使用了64顆星作為測光的標準。在這些被選定的天體中大多數的亮度是在5~6等間,這不是很理想,畢竟真的星等的差異相當大!其實我對於參宿四在未過暴的情況下竟然這麼暗的星仍有不錯的訊噪比感到相當驚訝,竟然仍可輕易被軟體讀到星點訊號呢!

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由於是採用彩色感光元件拍攝的,因此使用V band作為參考星的亮度基準,透過 m1-m2 = -2.512 log(flux1/flux2)的關係,在已知標準星的星等及讀值的情況下,即可利用待測星的讀值計算出它的星等值。

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星點資料是使用Astro ART讀出,不過由於天光背景並不平,所以資料參考參考即可。

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我很貪心,嘗試把彩色影像的G和B分離來比對一下V與B兩個頻段的星等,嗯V可能還可以參考,B感覺整個失控!畢竟真的是太暗了!訊噪比太弱難以使用!但直接與V band比對後的星等,參宿四大約在1.69 +/- 0.09等左右,V band估算是1.71 +/- 0.06等,B band估算是2.76 +/- 0.49等,整個B-V與資料比對少了0.5等啊!

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