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1、 如何进行掩星观测如何进行掩星观测 天文爱好者通常都喜欢观测一些在短时间内有明显变化的天象，诸如：水星、金星凌日，日月食等等一类的掩星事件。然而，这些天象有的时隔几年、十几年，甚至上百年才发生一次而非每年都有，即使年年都有，也常因观测条件的限制或天气原因而无法观测。但是，另外一类掩星，诸如月掩恒星等事件，却是经常发生的。如果你有一架小望远镜，外加一个计时秒表，不妨试试观测月掩星。了解了月掩星在天文研究领域的重要性，你可能就对月掩星事件刮目相看了。这种天象几乎每个月都有机会遇到，却又不能保证每回都能观测成功，颇有挑战性。尤其适合受光污染日趋严重的城市爱好者。经常练习做月掩星观测，除了能提高你的定
2、时反映水准外，还能积累观测经验，熟能生巧，以后碰到在当地百年一遇的日全食（日食也是月掩星的一种）也就不至于因仓促上阵而手忙脚乱。掩星观测的种类当今具有科学意义而又适合爱好者观测的项目有掩星、变星、双星、流星、小行星、彗星及太阳黑子等等。而只需要做一次观测，不用长时间积累观测资料的，使用简单的仪器和方法就可以完成观测的项目，就当首推掩星计时了。掩星不是一种天体的名称，它是一种天文现象。所谓“掩”，就是掩蔽、遮盖的意思。当两个天体与地球在同一个轨道平面成一条直线时，从地球上看去，便发生了一个天体被另一个天体掩蔽的现象，这种现象称为“掩星”现象。它为研究两个天体的性质提供了难得的机会，可以为天文学家
3、提供掩及被掩两颗天体不少宝贵的物理资料和轨道数据。每年各种掩星现象虽然数以千计，但在同一个地区中，如果以观测者拥有 80 毫米口径望远镜计，适合观测条件的掩星也不过百余次，同时加上天气的因素，每年可观测的掩星机会并不多。由于每次掩星都可以作为一个独立的观测项目，不用与其它观测连接，所以欠缺观测对于掩星观测毫无影响。掩星观测是很有科学意义，同时也是天文爱好者能对科学作出贡献（你的名字不会出现在任何有关机构的网站上，但你却可以为科学家的研究提供很有价值的数据）的观测项目之一 。更难得的是，天文爱好者有足够的能力进行此项观测。掩星的种类主要有：月掩星、行星掩星、行星卫星掩星和小行星掩星等。其中以月掩
4、星（包括月掩恒星、月掩行星、月掩小行星、月掩星云、星团、射电源等）最为常见。月掩星这类现象从可欣赏角度看远不如日月食或流星雨壮观，那么月掩星有什么“门道”呢？月掩星在天文学中最主要的作用就是测定被掩恒星的角直径（也许还可以用来探测望远镜不可分辨的密近双星）。目前还没有任何一颗恒星的角直径大到足以被地球上的望远镜和哈勃太空望远镜直接分辨出来，所有的恒星角直径的测量都是借助各种方法间接得到的，而月掩星的观测是这些方法中很重要的一种。下面主要对月掩星和小行星掩星的科学价值和观测方法做一介绍。月掩星简介（行星掩星和此相似）月球在天球上沿着倾斜于黄道大约 5 度的白道东移，每个月东移一周，每小时大约东移
5、一个月球直径的距离。这样任何黄纬小于 6.5的恒星皆有机会被掩，这些恒星中有 4颗属于 1 等星，包括轩辕十四、角宿一、心宿二及毕宿五。月球在东移中掩盖背景恒星（或行星）时，恒星刹那间就像被月球“吞没”了，但过了一段时间，恒星又会在月面的另一边突然冒出来。这种现象叫月掩星。当月掩行星时，就形成一个非常可观的天文现象。由于月球是离地球最近的天体，比其它天体有较大的视直径，所以月掩星现象出现的次数，远远超过其他种类的掩星现象。月掩星有两种情况，四种形式：一种是在满月之前，月亮在东移中，恒星消失在月亮阴暗部份的边缘；一种是在满月之后，恒星消失在月亮明亮部份的边缘。四种形式是：暗面入（在掩星资料的简称
6、是 DD，是指恒星从月球暗面消失）；光面出（在掩星资料的简称是 BR，是指恒星在月球的光面出现）；光面入（在掩星资料的简称是 BD，是指恒星在月球的光面消失）及暗面出（在掩星资料的简称是 DR，是指恒星从月球暗面出现）。月掩星分为全掩和掠掩两种。在见掩地区以内，不同地方见月掩星的情况也不相同。位于见掩地两个边界线之间的观测者可见普通掩星现象，称为全掩。在掩带南北边界线上的观察者可以看见恒星在月面边缘掠过，称为掠掩。掠掩时，因为月面地势有高低，所以有时会看到恒星被月面上的多个山峰所遮掩而发生数次消失及重现的现象。一颗恒星由月球的暗面进入，星点的光芒将突然消失于暗面中，因此很多天文爱好者称这为熄灯
7、现象；如果恒星由暗面走出，星点会突然出现，这现象又被称为开灯现象。由于月球的光面非常明亮，由月球的光面出或光面入的暗星会被强光所掩盖，令观测非常困难，所以初次进行月掩星观测，一般选择亮星作观测对象。为了取得较好的观测效果，大部分的掩星观测都是专注在月球的暗面上。一般在满月之前对月球暗边缘的月掩星现象（掩始）进行观测，满月之后观测恒星在月球暗边缘重新出现的时刻（掩终）。观测掩终时还要事先知道恒星在月球暗边缘的哪个方位出现，以及出现的大致时刻。等熟练之后，可进一步观测月掩暗星，提高自己的观察判断能力。在月掩暗星时，一个人的判断能力准确与否往往比他（她）的反应能力更加重要。如果观测月掩行星，由于行星
8、的像不是一个点，而是一个圆面，所以从开始被掩到完全被掩有一个过程，要分别测出行星开始被掩蔽的时刻和完全被掩蔽的时刻（即掩始外切和掩始内切）。掩终时分别测出掩终内切和掩终外切的时刻。如果观测双星，可以分别测出两颗星被掩蔽的时刻。如果观测地点和条件适当，同一地点可看见一颗恒星在两个月内都发生掩星现象。在一次月掩星观测中，一颗星被掩的时间最长可达一小时五十四分钟。见掩时间长短由下列因素决定：观测地点；月球的视差大小；月球视直径大小；被掩星体的“相对行进路径”是否接近月球的直径。观测的方法一次掩星观测，除了可作休闲的观赏外，也可作为一个有科学价值的观测。这样的观测非常简单，我们需要做的只是计时工作，得
9、出恒星进入或离开月球的准确时间便可。也就是在目视观测时记录掩始及（或）掩终的准确时刻，精确至 0.1 秒。通常掩星事件在不到一秒内结束，即使加上准备工作，实际需要用到望远镜的时间有限，基本上都可以用简单的仪器在几分钟到一个多小时内完成。对于平时较少观测，或没有特别设备和大口径望远镜以及一些工作比较忙的同好，掩星观测是十分适合的。要进行有意义的掩星观测，需要的工具包括望远镜、收音机、计时秒表（使用体育比赛用的带分段计时功能的多跑道电子秒表）。望远镜最好以赤道仪承托，因为我们可以更好地跟踪月球；而放大倍数最好在四十至六十倍之间，因过大的放大倍数会因大气扰动而引起恒星闪烁不定。同时需要利用月球表面特
10、征作参考，量度掩始及（或）掩终时恒星的方位，并记录被掩恒星是否有伴星存在。如果觉得量度方位有困难，可以不记，只记下掩星时间即可。下表为各种口径的望远镜进行月掩星观测时的可见极限星等。影响观测掩星的极限星等主要由月球和被掩星的地平高度、被掩星亮度、月相和大气透明度这几个因素有关。原则上是月球的地平高度越高，可见的被掩恒星越暗，但受月相的影响。表中所给的只是理论值。据我多年的观测经验，掩星的极限星等远远达不到此数值，实际数值还要亮两个星等或更多，主要和月相有关。望远镜口径可观测掩星的极限星等（理论值）25mm 以下25mm35mm6.2 等36mm48mm49mm67mm68mm92mm93mm1
11、27mm128mm176mm177mm243mm243mm 以上6.9 等7.6 等8.3 等9.0 等9.7 等10.4 等11.2 等12.5 等使用具有多跑道（至少 8 跑道）计时功能的电子秒表的目的是当月掩多颗恒星或掩行 星时，能够满足多次计时的需要。计时方法有两种：一是掩星现象发生前对时；二是掩星 现象发生后对时。对时的方法很简单。首先我们先把收音机调到短波 5、10、15Mhz 收听陕 西天文台 BPM 标准时间标准频率发播台的报时信号（不能使用电视台和广播电台的报时， 因为它们和标准时间源最大误差可达一秒），掩星现象发生前对时：在整时或整分时按启 动钮起跳秒表，直到掩星发生时按下
12、分段计时钮（LAP TIME）或按停秒表，记下秒表上显 示的分段时间，将对时起跳的时间加上秒表上的分段时间就是掩始的时刻。等掩星结束时， 按停秒表，记下秒表上显示的总时间，将起跳的时间加上秒表上的总时间就是掩终的时刻。 例如：在 22 时 00 分对时起跳秒表，掩始时按下分段计时钮，秒表分段时间如果走了 10 分 03.88 秒，则掩始时刻为 22h00m10m03.88s=22h10m03.88s。掩终时按停秒表，如秒表 总共走了 30 分 48.36 秒，将 22h00m30m48.36s=22h30m48.36s，这便是掩终时刻。掩终 时如果按下的是分段计时钮，这时秒表上显示出第二分段时
13、间（此时秒表将继续计时）， 那么掩终时刻就是：22h00m第二分段时间。掩星现象发生后对时：就是在掩星现象发生 时起跳秒表，掩终时按下分段计时钮，然后收听报时信号，在整时或整分时按停秒表。例 如：23 时 00 分 00 秒按停秒表，秒表显示的总时间是 22 分 18.35 秒，分段时间显示的是 12 分 34.58 秒。掩始时间就是：23h00m00s22m18.35s=22h37m81.65s,掩终时间就是： 22h37m81.65s+12m34.58s=22h50m56.23s 或者 23h00m00s（22m18.35s-12m34.58s） =22h50m56.23s。再将以上的时间
14、减去人差值之后，就是准确的掩始和掩终时间。一般为了 计算方便都采用第一种方法，即掩星现象发生前对时，这样可以避免采用后一种方法时， 有时会有算错时间的情况发生。观测完毕后填写观测记录表，可由我转交到香港天文学会掩星组，这样就完成了一次 掩星观测。由他们收集中国和东南亚的数据整理后转交到国际掩食计时协会 IOTA（International Occultation Timing Association）作实际的计算。观测的科学价值月掩星所以能够用很简单的天文设备，得到精确的数据，是因为分析观测结果是是以 月球与地球的距离（远地平均距离 405508 千米，近地平均距离为 363300 千米）和不
15、同地 方的观测者（地球直径 12700 千米）作参考源。地面上误差几米甚至几十米，与上述数字 相比是微不足道的。个别事件上特大的误差亦因全球观测的关系亦变得微不足道。这些得 出的时间数据用来修正月球轨道精确数据、月角差、太阳视差、月球质量及因地球本身不 规则的自转速度而引起预报时间与观测时间之间的差异等问题，进而研究地球自转的不均 匀性。对测定月球黄经与黄纬的改正值、历书时、研究双星，以及更准确预测月球的运动、 提高被掩恒星的位置精度等，均有重大价值。如果对月掩星作光度测量更可以发现一些难 以用望远镜分辨的密近双星，尤其是掠掩能间接得出月面边缘的准确地形，从而增加月球 地形的测量精度。因此掠掩
16、比一般月掩星更具科学价值，现象本身亦更具可观性。因此掩 星观测是非常有意义的！小行星掩星简介由于小行星数量众多，所以小行星掩星可能发生在地球表面的任何地方。虽然每年都 有数以百计的小行星掩星的现象发生，但由于大部分背景恒星都是暗星，加上掩食带很窄， 大多数只有数十至一两百千米宽，视乎小行星的大小和距离而定。同一地点每年能观测的 小行星掩星只有数次，小行星掩亮星的机会更是多年一遇。绝大多数小行星掩星都是掩 912 等甚至更暗的恒星，掩亮于 9 等的恒星相对来说比较少见。小行星一般体积很小， 距离地球非常遥远（大部分在数亿公里之外），即使用大型望远镜观测，看起来也只是一 个小光点，除非利用大型射电望远镜的雷达或派遣探测器靠近观测，否则极难直接测量它 的大小。然而小行星在运行时，从地球上看去，有时会遮掩背景的恒星，届时小行星的影 子便会投射在地球表面上。因为背景恒星极其遥远，在我们眼中看来，是真正的一“点” 星光，所以，即使是一颗很小的小行星，都可以造成全食掩，基本上不会有偏食掩现象发 生。因此小行星影子大小基本上等于它本身的大小。在掩
