变星观测攻略之一——前奏及序曲
前奏——让我们一起走进变星的世界
无论是在历史上还是现在，变星一直都是天文界业余爱好者能够有所作为的为数不多的领域之一，正如美国变星观测者协会（AAVSO）创始人威廉·泰勒·欧科特（William Tyler Olcott）所说：
“……事实上，只有在变星观测领域，业余者才能让他们并不昂贵的器材实际地派上用场，并且在更广阔的领域里应用于对科学知识的研究。” 目前在我国，关于变星工作更多被提到的是学校的城市天文台，但往往忽略了个人爱好者的潜力。而笔者以为，作为一名天文爱好者，能够凭自己普通的器材，加上更多的恒心和毅力，为天文研究尽一己之力，是非常有意义的。况且，我国广大地区的天光条件相比发达国家有着不可比拟的优势，在效仿发达国家发展以恶劣环境和高技术含量为特征的城市天文的同时，我们更应当重视优良环境下平民化的天文工作的开展。相信在我国的广大地区有很多爱好者，他们没有精良的器材，也没有受过专业、系统的天文教育，但他们有为天文研究尽力的心和难得的观测条件。在这种情况下，以变星、流星观测为代表的数据积累型的工作便对他们非常适合了。
【超级链接：这里说的数据积累型的工作，是指依赖于时空分布很分散的、数目巨大的、往往需要连续监测的样本原始数据的研究。对于如此庞大而重要的数据，专业天文学家根本不可能有精力去获取；但分散在世界各地的爱好者则可以使用简单的器材和方法各自观测，然后汇总，也就是常说的“人多力量大”。在当今愈发专业的研究形势下，业余爱好者真正能做的，也许这是最简单而有用的了。】
虽说数据积累的方法很简单，对观测器材的要求也很低（对流星而言只要一双视力（矫正视力）良好的眼睛就够了，对于目视变星观测一般也只需一台50mm口径（7×50或者10×50的双筒望远镜），但为确保最终数据的可用性，观测者也需要有正确的观测方法和严谨的观测态度。只有具备了这些素质的观测者，才能真正为研究作出切实的贡献。鉴于上述原因，我将基于美国变星观测者协会的《目视变星观测手册》（目前只有英文版，中文的翻译工作正在进行）和自己两年来的观测经验，为大家介绍变星观测的基本知识和一些有用的经验技巧。出于普适性原则，这里的介绍不仅包括在上文提到的良好条件下观测的情况，也包括在大城市观测的情况。
在讨论如何进行变星观测之前，让我们先来对变星和变星观测有一个基本的认识，也就是平常说的“扫扫盲”。

笔者以为，对于居住在城市的爱好者，由于很难进行连续几夜甚至十几夜地监测，所以我们熟知的如造父型变星、大陵型变星等极为规则的短周期变星就不是合适的目标了。另外一些著名类型的变星，如天琴座RR型变星，更是由于光变幅度太小，不适合肉眼观测，尤其是对于初学者。因此，这些变星的观测数据在AAVSO数据库中也不是很多，而且多是断断续续的，甚至很难看清光变曲线的形状。当然，对于住在少光害地区的爱好者，观测这些变星以训练自己的观测精度，也是非常不错的。因此，在下面的文章中，我将为大家详细介绍一些适于爱好者观测的变星类型和它们的代表。
器材——架起我们和变星之间的桥
我们要去观测什么样的变星？首先我们需要了解我们的观测器材。
双筒镜
对于大多数平民爱好者而言，一架10×50双筒望远镜是观测变星的利器。对于口径50mm的双筒镜而言，在良好的观测环境下，其极限星等在9.5等左右（笔者在北京东北郊古北口用星特朗10×50双筒镜实测结果，此时裸眼Lm为6.5等）。当然，对于不同的观测者，这个极限值会有波动。很多爱好者反映，他们即使在很好的观测条件下裸眼也只能看到5.7等星，因此对于大多数爱好者，用50mm双筒镜观测的极限星等会比这个值差一些，但肯定也在8.5等以上。而且望远镜镀膜也对极限星等有很大影响，优质的镀膜也许会提高极限星等达十分之几星等。
（如图-2，左图为笔者使用的双筒镜。） (不是咱的双筒,是囧淼的双筒)
图-2：不同镀膜的双筒镜反光情况对比。显然右图中的望远镜增透效果要好得多。
而在城市观测条件下，以北京市政府附近为例，深夜裸眼Lm在4等时，10×50双筒镜的极限星等可达7等多。因此，可以认为一架一般透光率的10×50双筒镜可以提高目视极限星等3等，而且因为50mm口径望远镜在10倍下对面光源亮度有削减（如果认为瞳孔直径为7mm，即50mm口径7倍下面光源亮度与人眼相等的话），所以对于光害较重的地区，使用望远镜提高的极限星等数还要更高。
双筒望远镜还有一个重要的指标，就是视场。对于变星观测，显然视场要越大越好，这是因为变星观测需要将变星与证认星的亮度进行对比，然后得到变星的亮度（详细方法我将在以后的文章中介绍），如果视场太小，则可能在市视场中没有一颗能够进行对比的证认星，那么观测精度必然大打折扣。优秀的10×50双筒镜视场可以达到7度多，也就是说它的目镜是70度的广角目镜。自然，这样的望远镜会相对贵一些（￥500左右）。但笔者以为，如果有能力购买这样的双筒镜，就一定不能贪图便宜买市场狭小的双筒（有些甚至只有4度多），因为对于初学者而言，用这样的镜子在10分钟之内找到一颗变星恐怕都是问题。
综上所述，使用方便舒适的双筒镜观测的目标星，其当时亮度应以5-9等为宜（太亮的变星周围的证认星密度往往就比较小了，因为根本就没有那么多的亮星能够作为证认星）。恰当的例子如图-3所示。
图-3：小狮座R星附近天区的星图（视场范围8度）。标有两位或三位数的星即为证认星，标记数/10即为星等数。注意它的光变范围：6.3等-13.2等。当它比9.5等亮时我们就可以用10×50双筒镜进行观测。在6.3-9.5等范围内，该星附近的证认星非常多，因此这个阶段该星的亮度就可以测得比较准确。
天文望远镜
当然，对于更暗的变星，我们需要使用贯穿本领更强的望远镜。通常我们以经验公式计算某一给定口径望远镜的贯穿本领，但经过多次实测，笔者以为经验公式给出的结果还是很有问题的。以笔者使用的80/900折射镜为例，使用45度正像镜+25mm目镜时，在北京西北郊香营，裸眼Lm6.4等时，测得望远镜极限星等为12.8等。这个结果毫无疑问是令人吃惊的，因为经验公式计算出来的极限星等仅有11.3等。这充分说明了观测者的眼睛（注意：视力与眼睛是不等价的！笔者视力虽差，400度近视，戴上眼镜也只有4.9的样子，还有100多度的散光，但是对暗光的敏感程度很高，在京郊裸眼极限星等就能达到6.5等！而且据笔者所知，外国有些爱好者裸眼极限星等可达7.4等！）、望远镜增透膜质量、观测时所用目镜（即所使用的倍率，具体原因上文中已说明）都会影响望远镜观测的极限星等。所以请爱好者们有机会实测一下使用某个组合（观测地+望远镜主镜+天顶镜+目镜，最好再加上温度，因为温度也可以影响眼睛）时的极限星等，以便以后确定对于多亮的星使用什么样的器材。
一般对于初学者来说，折射镜较反射镜更容易操作。首先因为折射镜+45度正像镜可以成完全正像。对于这一点有些爱好者以为，作为天文爱好者，不应该追求所谓“舒适”的完全正像，甚至有人认为使用天文望远镜就必须使用90度天顶镜（左右颠倒的那种）。笔者以为这种想法是完全错误的。固然，对于需要高分辨率的观测者（如行星观测者），高质量的90度天顶镜较45度棱镜有很大优势；对于早已熟悉左右颠倒像的老观测者而言使用90度天顶镜也是小菜一碟；但是对于变星观测的初学者，既不用追求高分辨率，也并不熟悉左右颠倒的像，使用舒适的45度棱镜无疑是最好的选择。
数码单反相机+镜头
这样，我们的极限星等已经增加到了12等以上。但是，由于望远镜口径大了其最小倍率和舒适倍率也会正比增大，视场自然就会减小（假设使用相同视场的目镜）。笔者的80/900+25mm视场44度目镜，系统视场大约1度多，找星已经有些难度。因此，我们需要更方便的器材以提供更简便的找星方法。对于爱好者而言，使用数码单反拍摄变星就是很好的方法。
传统的PEP（光电测光管）或CCD（电荷耦合器）测光观测需要的设备要求是非常高的，专门用于测光的CCD也是十分昂贵的。但是，鉴于近年来数码单反相机的普及，使用数码单反进行测光已经受到美国变星观测者协会（AAVSO）的重视和鼓励。笔者曾专门询问过AAVSO的专家，他们说只要在上报数据时注明不是使用专业滤镜的测光就可以（具体方法以后我也会谈到）。因此，我们也十分鼓励拥有数码单反的爱好者利用好手中的器材，为天文研究尽一份力。以笔者的经验，50mm f1.8，ISO1600，曝光90秒就可以拍到12等的星，而一幅照片的范围可以达到20度。更为重要的是，这样的曝光时间对赤道仪的要求相当低，一般￥1000左右的赤道仪也能达到这样的精度。如果同好的赤道仪足够好，使用更大口径、更长焦距的镜头则可以得到更高的信噪比。
支架
最后要谈到的是目视观测时望远镜的支架问题。与一般的观测尤其是行星观测不同，变星观测需要支架比较灵活、易于滑动，而并不强调稳固。在通常情况下，观测时锁死螺丝是要松弛的。对于双筒镜观测，有些同好可能知道有一种双筒镜支架，可以把双筒镜固定在赤道仪或三角架上。但以笔者的经验，这种方式还是有很多麻烦的，尤其是观测高地平高度的目标，而且往往由于力臂太长也不稳固。与其以极难受的姿势观测，还不如多观测几次，很快地把自己的手训练成“铁手”。当然，外国有些同好发明的在自家后院固定的大型支架系统，灵活而舒适，有条件的爱好者也可以参考。

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