掩星

(重定向自掩食

掩星(英語:Occultation)是一種天文現象,指一個天體在另一個天體與觀測者之間通過而產生的遮蔽現象。但英語的Occultation也可以指前景中的物體阻擋(遮蔽)背景中任何物體的現象。在這種一般的意義上,適用於低空飛行的飛機(或電腦成像)觀察到的視覺場景,即當前景物體的動態遮擋背景的物體時,場景隨著時間變化而改變的現象。

月掩土星的過程,2001年11月3日攝於奧地利
在這幅自1997年7月的影片中截出的靜態畫面中,明亮的畢宿五剛結束被掩蔽的現象,出現在殘月的黑暗邊緣。

一般而言,掩星時的掩蔽者視面積會較被掩者大,若相反則稱為,例如金星凌日(凌有以小犯大的意思)。有天文愛好者認為日食也是月掩星的一種。

如果較近的天體不能完全遮蔽(掩蓋)較遠的天體,那麼這樣的現象也稱為。不過,地、日、月間互相遮蔽的現象特別稱為

月掩星编辑

 
2012年7月15日發生的月掩木星過程,攝於義大利
月掩星現象的一段影片:一顆恆星在月球暗緣被遮蔽的過程。

掩星最常用於描述月球在軌道上繞著地球運動的過程中,相對頻繁經過恆星前方的情況。由於月球以平均角速度每秒鐘0.55角秒(0.55"/Sec.)或1.7μrad/s 以天球為背景在移動,恆星的角直徑最大也只有0.057角秒或0.18μrad/s。因此,一顆被月球掩蔽的恆星將在0.1秒或更短的時間,在觀測者視場中的月球邊緣消失或重新出現。因為可以免除月球本身眩光的干擾,使得觀察和計時都更為容易和精確,觀測者對發生在月球黑暗邊緣的掩星事件,特別是消失,最感興趣。

月球的軌道對黃道有少許的傾斜(見月球軌道),這意味著任何黃緯小於±6.5度的恆星都可能被它掩蔽。在這個範圍內有4顆一等星:軒轅十四角宿一心宿二畢宿五。這意味著它們可能被月球或行星遮蔽[1]。但在現代,行星不會遮蔽到畢宿五,因為對行星而言畢宿五已經太偏北了。在數千年前會被掩蔽的北河三,由於歲差的緣故,現在也不會被月球或行星掩蔽了。一些非常接近的深空天體,例如昴宿星團,也會被月球掩蔽。

 
在2005年6月16日被月球掩蔽前幾分鐘的木星(在月球右上角的明亮天體)。

在掩星預報路徑邊緣幾公里的範圍內,即所謂南界或北界,觀察者可能會看見恆星在月球不規則的邊緣經過時,斷斷續續的消失和重新出現,這種現象稱為掠掩英语Grazing lunar occultation。從觀測和科學的角度來看,這種"掠過"是最有動態和有趣的月掩星

月掩星的精確計時是由天文學家(主要是業餘天文學家)定期進行的。精確到十分之幾秒的月掩星精確計時有各種各樣的科學用途,特別是在完善我們對月球運動與邊緣地形的認識方面。對月掩星的光電分析也發現一些恆星在視覺或光譜上非常接近的聯星雙星。一些恆星的角直徑是通過掩星計時量測,對於確定這些恆星的有效溫度也是有用的。早期的電波天文學家發現月掩電波源對確定其確切位置很有價值,因為電波的波長限制了通過直接觀測獲得的分辨率。這對於明確識別具有其噴流與電波的類星體3C 273的可見光對應源至關重要[2]馬爾滕·施密特就是經由基礎天文學為前提的掩星觀測,才能發現類星體宇宙學中的性質。

每一年都可以觀察到好幾次月掩行星的現象[3]。由於行星不同於恆星的是有顯著的角度大小,月掩行星將在地球上形成一個狹窄的部分掩蔽帶。位於這一個狹窄區域內的觀測者可以觀察到行星的圓盤只有一部分被移動中的月球緩緩的遮蔽掉。同樣的機制在太陽身上也可以看到,但我們稱之為日食。因此,日食在本質上也是月掩星的現象

月掩行星的日期编辑

日期 時間(世界時 被月球掩的行星
2014年2月26日 金星
2021年4月17日 火星
2011年10月28日 水星
2012年6月17日 木星
2013年12月1日 土星
2014年8月14日 天王星
2016年6月25日 海王星

行星掩星编辑

 
天王星於1977年3月10日掩恆星SAO 158687時,地面上的天文臺對該恆星測得的光變曲線,天文學家便是藉此發現天王星的
 
卡西尼號探測器所拍攝的土衛四掠掩土衛五,攝於2005年3月

行星有時亦會掩蔽恆星,1959年,金星曾遮掩軒轅十四,而天王星的光環亦是透過掩星於1977年被發現。1989年7月2日至3日,土星遮掩人馬座28——一顆5等星。

另外,行星之間也可互相掩蔽,但是發生的機會極微。上一次出現於1818年1月3日,下一次則於2065年11月22日,兩次皆是金星在木星前面掠過。但由於當時金星的視面積比木星小,故應稱為金星凌木星。

木星和土星公轉一周期間,其赤道平面總會有兩次機會與地球軌道面平行,這時候從地球便可看到它們的衛星互相掩蔽的現象。空間探測器在行星附近航行時亦會與其衛星連成直線,產生人為的衛星掩蔽現象。(見圖)

BOSS编辑

巨型掩星可移動衛星(Big Occulting Steerable Satellite)是一枚計劃中的人造衛星,用以配合望遠鏡來觀測太陽系外行星。這枚衛星由一張大面積而輕量的薄膜,與一組推進器及導航系統組成。它能夠移動至望遠鏡與恆星的視線中間,阻擋恆星的輻射,使其行星能被觀測得到。

計劃中的衛星大小為70×70米,重量約600千克,並利用離子發動機與太陽光壓推動。它將於望遠鏡100,000公里以外,阻擋目標恆星99.998%的光線。

此衛星有兩個可能的運行模式,它可配合將來放置在拉格朗日點-2的太空望遠鏡,另一個則可以狹長軌道繞地球運行並配合地面望遠鏡,在遠地點時,衛星速度會緩慢下來,容許望遠鏡有較長時間拍攝暗弱的太陽系外行星。

19世紀至21世紀行星掩4等以上恆星或行星的日期编辑

日期 時間(世界時 掩食天體 被掩天體
1802年12月9日 7:36 水星 房宿四
1808年12月9日 20:34 水星 土星
1810年12月22日 6:32 金星 人馬座Xi-2
1818年1月3日 21:52 金星 木星
1825年7月11日 9:10 金星 金牛座Delta-1
1837年7月11日 12:50 水星 雙子座Eta
1841年5月9日 19:35 金星 金牛座17
1843年9月27日 18:00 金星 室女座Eta
1850年12月16日 11:28 水星 人馬座Lambda
1855年5月22日 5:04 金星 雙子座Epsilon
1857年6月30日 0:25 土星 雙子座Delta
1865年12月5日 14:20 水星 人馬座Lambda
1876年2月28日 5:13 木星 房宿四
1881年6月7日 20:54 水星 雙子座Epsilon
1906年12月9日 17:40 金星 房宿四
1910年7月27日 2:53 金星 雙子座Eta
1937年12月24日 18:38 水星 人馬座Omicron
1940年6月10日 2:21 水星 雙子座Epsilon
1947年10月25日 1:45 金星 Zuben-el-genubi
1959年7月7日 14:30 金星 軒轅十四
1965年9月27日 15:31 水星 室女座Eta
1971年5月13日 20:00 木星 房宿四
1976年4月8日 1:00 火星 雙子座Epsilon
1981年11月17日 14:27 金星 斗宿四
1984年11月19日 1:32 金星 人馬座Lambda
2015年12月4日 16:14 水星 天江三
2035年11月17日 15:19 金星 人馬座Pi
2044年10月1日 22:00 金星 軒轅十四
2046年2月23日 19:24 金星 人馬座Rho-1
2052年11月10日 7:20 水星 氐宿一
2065年11月22日 12:45 金星 木星
2067年7月15日 11:56 水星 海王星
2069年8月11日 20:25 金星 太微右垣一
2078年10月3日 22:00 火星 天江三
2079年8月11日 1:30 水星 火星
2088年10月27日 13:43 水星 木星
2094年4月7日 10:48 水星 木星

以上現象有可觀測地域限制,但即使位於可觀測地域,若發生時間在日間,現象亦會難於觀察。

外部連結编辑

參考資料编辑

  • Meeus, Jean: Astronomical Tables of the Sun, Moon and Planets. Richmond, Virginia: Willmann-Bell, Inc., 1995, ISBN 0-943396-45-X.
  1. ^ Occultations of bright stars by planets between 0 and 4000. [2005-06-16]. 
  2. ^ 引用错误:没有为名为HazardMackeyShimmins63的参考文献提供内容
  3. ^ See this site 互联网档案馆存檔,存档日期9 December 2018. for information.