[论文解读] Long-Term Optical Monitoring of Eta Carinae. Multiband light curves for a complete orbital period

E. Fernández Lajús, C. Fariña+9 more|ArXiv.org|Dec 9, 2008

Stellar, planetary, and galactic studies参考文献 15被引用 17

一句话总结

本研究基于2003年至2008年期间的均匀多波段 $BVRI$ 光电测光光 light curves，覆盖了一个完整的5.5年轨道周期，记录了 $η$ Carinae 的光变行为。利用拉普拉塔天文台一台0.8米望远镜获取的日差分测光数据，观测显示该系统在2006年稳步增亮至 $V \sim 4.7$，随后于2007年初开始变暗至 $V \sim 5.0$，并在此后趋于稳定，为建模双星系统在近星点通过期间的相关变异性提供了关键数据。

ABSTRACT

The periodicity of 5.5 years for some observational events occurring in Eta Carinae manifests itself across a large wavelength range and has been associated with its binary nature. These events are supposed to occur when the binary components are close to periastron. To detect the previous periastron passage of Eta Car in 2003, we started an intensive, ground-based, optical, photometric observing campaign. We continued observing the object to monitor its photometric behavior and variability across the entire orbital cycle. Our observation program consisted of daily differential photometry from CCD images, which were acquired using a 0.8 m telescope and a standard BVRI filter set at La Plata Observatory. The photometry includes the central object and the surrounding Homunculus nebula. We present up-to-date results of our observing program, including homogeneous photometric data collected between 2003 and 2008. Our observations demonstrated that Eta Car has continued increasing in brightness at a constant rate since 1998. In 2006, it reached its brightest magnitude (V ~ 4.7) since about 1860s. The object then suddenly reverted its brightening trend, fading to V = 5.0 at the beginning of 2007, and has maintained a quite steady state since then. We continue the photometric monitoring of Eta Car in anticipation of the next "periastron passage", predicted to occur at the beginning of 2009.

研究动机与目标

• 监测 $\eta$ Carinae 在一个完整轨道周期内的测光行为，以研究其长期变异性。
• 检测并表征预计2009年近星点通过期间的光学光变曲线，继2003年事件之后。
• 提供一个均匀且高精度的测光数据集，用于双星系统及其周围环境的建模。
• 探究测光变异性与5.5年轨道周期之间的关系，特别是在近星点和远星点附近的表现。
• 评估 Homunculus 星云在不同测光波段中对总观测流量的贡献程度。

提出的方法

• 使用拉普拉塔天文台的一台0.8米望远镜，结合标准 $BVRI$ 滤光片，进行日差分测光。
• 采用CCD相机（Photometrics STAR I），配备Thomson TH7883PS芯片，空间分辨率为0.296 arcsec/pixel。
• 通过一致的孔径测光法提取仪器星等，并使用参考星（如HDE303308）进行校准。
• 构建2003年至2008年的光变曲线，由于可见性限制，各观测季节之间间隔约75天。
• 将 $BVRI$ 光变曲线与历史数据（目视、照相、光电）进行比较，以追踪长期趋势。
• 在持续和计划中的观测中引入 $H\alpha$ 和 $U$-波段滤光片，以扩展光谱覆盖范围。

实验结果

研究问题

• RQ1 在完整的5.5年轨道周期内，$\eta$ Carinae 的长期测光行为如何？
• RQ2 2009年预测的近星点通过与 $\eta$ Carinae 的亮度演化有何关联？
• RQ3 2006年观测到的亮度极大值的性质是什么？是否与远星点相关，或为一次超爆发？
• RQ4 Homunculus 星云在 $BVRI$ 波段中对总观测流量的贡献程度如何？
• RQ5 观测到的测光凹陷与增亮现象能否被一个周期为2022.7天的双星模型一致解释？

主要发现

• 自1998年起，系统在所有 $BVRI$ 波段中均表现出持续增亮趋势，于2006.35年达到 $V \sim 4.7$ 的峰值，为自1860年代以来最亮。
• 2006.35年达到峰值后，$\eta$ Carinae 开始变暗，至2007年初已降至 $V \sim 5.0$，此后亮度基本保持稳定。
• 2003.5年观测到一个明显的测光极小值，紧随X射线极小值之后，支持了5.5年周期性双星食变模型。
• 光变曲线在轨道相位 $\phi \sim 0.5$ 附近呈现一个宽大的极大值，表明可能存在与远星点相关的变异性，或与该相位一致的S Doradus型爆发。
• 预计下一次光学测光凹陷将于2009年1月28日出现，其开始时间可能提前一至两个月。
• 2003年至2008年期间获得的均匀 $BVRI$ 光变曲线，为双星系统及其周围环境的建模提供了关键数据集。