David Levy's Guide to Variable Stars pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Cambridge Univ Pr

作者:Levy, David H.

出品人:

页数:276

译者:

出版时间:2005-12

价格:$ 47.46

装帧:Pap

isbn号码:9780521608602

丛书系列:

图书标签:

• Variable Stars
• Astronomy
• Astrophysics
• Stellar Astronomy
• Observational Astronomy
• Amateur Astronomy
• Sky & Telescope
• David Levy
• Reference
• Guidebook

《变星观测入门指南：从基础理论到实践操作》 作者： 史蒂文·科尔宾 (Steven Corbin) 出版年份： 2024年 页数： 约 650 页 --- 内容概要： 《变星观测入门指南：从基础理论到实践操作》是一本全面、深入且极具实操性的指南，旨在为天文观测爱好者、业余天文学家以及对变星领域感兴趣的初学者提供一套系统化的知识体系和实践路径。本书摒弃了晦涩难懂的纯理论叙述，而是聚焦于如何将天文物理学的基本概念转化为实际的观测数据和有价值的科学发现。全书结构清晰，从变星分类的基础概念出发，逐步过渡到现代观测技术、数据处理流程，最终指导读者如何参与到全球性的科学合作项目中去。 本书的重点在于“赋能”读者，使其能够独立设计观测方案，执行精准的测光（Photometry），并理解观测结果背后的物理意义。 第一部分：变星天文学的基石 (Foundations of Variable Star Astronomy) 本部分为构建坚实的理论基础，确保读者能够理解所观测现象的本质。 第一章：恒星演化与变光机制 详细解析恒星生命周期的各个阶段，并重点阐述导致恒星亮度变化的主要物理机制： 结构性变化： 脉动（Pulsation）—— 解释激波理论、Kappa机制、压力波在不同类型恒星（如仙女座变星、造父变星）中的作用。 相互作用： 食双星（Eclipsing Binaries）与接近双星系统（Close Binary Systems）的几何与光度模型。 爆发与不稳定性： 解释新星、超新星爆发的前兆机制，以及矮新星（Dwarf Novae）和磁场活动引起的耀斑。 第二章：变星的分类与命名法 系统梳理国际天文联合会（IAU）认可的变星分类系统。 主要类型详述： 扼要介绍大类如固有变星（脉动、爆发）和食变星，并细致区分各子类，例如：M型脉动星（半规则与无规，RR Lyrae vs. Cepheids）的周期-光度关系（Period-Luminosity Relation）的实际应用与局限性。 命名规范： 详细讲解如何根据巴耶耳命名法（Bayer Designation）和史瓦西命名法（Schwarzschild Designation）来识别和追踪已知的变星目标。 第二部分：观测技术与仪器配置 (Observing Techniques and Instrumentation) 本部分是本书的核心实践指导，侧重于如何在业余或半专业环境下，实现高质量的变星测光数据采集。 第三章：测光基础：从概念到实践 本书强调了测光精度对于变星研究的决定性作用。 光度系统： 深入探讨U, B, V, R, I等标准滤光系统，及其在不同大气条件下的适用性。重点讲解如何选择合适的滤光片组合以最大化信噪比（SNR）。 仪器选择： 详细对比CCD（电荷耦合器件）与CMOS传感器在变星观测中的优劣。提供了不同焦距和口径望远镜的选配指南，特别是针对大视场巡天与高精度单点跟踪观测的配置建议。 大气效应校正： 详细分解大气消光、瑞利散射和折射对观测数据的影响，并提供基于标准星场（Standard Fields）进行逐帧校正的详细步骤。 第四章：望远镜操作与导星策略 针对变星研究对长时间曝光和精确跟踪的要求，本章提供了专业的现场操作指导： 跟踪精度要求： 计算恒星视运动（Annual Motion）对长时间曝光的影响，并指导读者如何根据目标亮度选择合适的曝光时间（Exposure Time）与增益设置（Gain Setting）。 精确对焦与视宁度评估： 教授如何使用“巴伐利亚对焦法”（Bahtinov Mask）或迭代分析法确保最佳焦点，并指导读者通过“视宁度圆”（Seeing Disk）评估大气质量，以决定是否进行观测。 自动化与远程控制： 介绍当前流行的天文控制软件（如ASCOM、INDI平台）的应用，实现望远镜、赤道仪和相机的集成控制，为实现高效的长时间序列观测打下基础。 第三部分：数据处理与分析 (Data Reduction and Analysis Workflow) 高质量的原始数据需要经过严谨的处理才能转化为可发表的科学成果。本部分详细阐述了现代变星光变曲线（Light Curve）的生成流程。 第五章：CCD图像预处理流程 本章教授如何使用开源或商业软件（如MaxIm DL, PixInsight的特定模块）处理原始FITS文件。 基本校正： 详细指导暗场（Dark Frame）、偏置场（Bias Frame）和零场（Flat Field）的采集与应用。强调了零场对于去除图像中不均匀响应和微尘斑点的重要性。 定位与恒星识别： 使用诸如“盲源提取”（Blind Source Extraction）算法定位目标星和多颗标准参宿（Comparison Stars）。 第六章：差分光度学与光变曲线生成 这是将图像数据转化为物理数据的关键步骤。 差分测光（Differential Photometry）： 解释为何必须使用差分法，以及如何计算并应用气辉因子（Sky Background Factor）和透射因子（Transmission Factor）。 参宿选择原则： 提供了选择稳定、亮度与目标星接近的参宿的实用标准，以最小化因大气变化带来的误差。 光变曲线绘制与平滑： 演示如何将时间戳与相对亮度数据进行耦合，生成初步光变曲线，并讨论了使用Savitzky-Golay滤波器等方法进行适当平滑，同时避免过度拟合（Overfitting）。 第四部分：周期分析与科学报告 (Period Analysis and Scientific Reporting) 最终，观测数据需要通过数学工具提取周期信息，并以规范的方式报告。 第七章：周期确定技术 本书深入讲解了用于识别变星周期性的核心算法： 傅立叶分析（Fourier Analysis）： 介绍经典的施特雷尔法（Schuster-Lomb Method）和功率谱密度（Power Spectrum Density）分析，用于识别单周期和多周期信号。 希德格里法（Hoyle-Jenkins Method）与希尔法（Horn Method）： 针对数据稀疏或存在长期趋势的观测数据，提供更鲁棒的周期估计方法。 时间序列的周期性检验： 如何使用统计显著性检验来区分真正的物理周期变化与随机噪声。 第八章：撰写观测报告与数据共享 指导读者如何将观测成果转化为对全球天文学界有贡献的数据集： 数据标准： 遵循AAVSO（美国变星观测者协会）或VSOLJ（日本变星观测联盟）的数据提交格式要求。 误差分析： 重点讲解系统误差（Systematic Error）和随机误差（Random Error）的量化，以及如何计算最终光度读数的标准偏差（Standard Deviation）。 参与科学网络： 如何有效地向主流变星数据库贡献数据，参与到例如“快速巡天项目”或“失踪恒星追踪计划”中。 --- 本书特色： 1. 高度的实践导向： 超过三分之一的内容由详细的软件操作截图和命令行示例组成，确保读者能够“边看边做”。 2. 跨平台适用性： 涵盖了主流的商业软件操作流程，同时也提供了大量基于Python（如AstroPy库）和R语言进行分析的开源解决方案。 3. 案例驱动学习： 书中穿插了数十个详细的“观测案例分析”，涵盖从脉动变星的周期漂移到食双星的轨道倾角估计等实际问题。 4. 适合所有级别的观测者： 理论部分足够深入，供高级爱好者进阶；操作部分足够简洁明了，帮助新手快速上手。 本书旨在培养新一代具备独立解决问题能力的变星观测者，将业余观测提升到准专业的科学数据采集层面。

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