月掩星

月掩星

月掩星,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。當月亮運行到地球和太陽之間, 同時3者又恰好在一條視線上,從地球上看去,月亮遮住了太陽,於是發生了日食。同樣的道理,當月亮遮住的天體是遙遠的星星時,這種天象就叫月掩星。

基本介紹

  • 中文名:月掩星
  • 外文名:Occultations by the Moon
  • 實質:天文現象
  • 現象:天體觀測者產生的遮蔽現象
  • 特點:三者又恰好在一條視線
  • 分類:月掩恆星、月掩行星、行星掩星
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簡介

現象

日食是由於月亮運行到地球太陽之間,三者又恰好在一條視線上引起的。同樣的道理,當月亮遮住的天體是遙遠的星星時,這種現象就叫月掩星。
月亮也能掩行星,叫月掩行星。行星也能掩恆星,叫做行星掩星。它們都是比較少見的天象
月亮運行到地球和太陽之間, 同時3者又恰好在一條視線上,從地球上看去,月亮遮住了太陽,於是發生了日食。同樣的道理,當月亮遮住的天體是遙遠的星星時,這種天象就叫月掩星。

出現頻率

如果以角度來測量,月亮是個直徑約半度的天體, 在天上自西向東運動,平均以每天13度的速率在星空穿行,用27天多的時間周天1圈。一個這么大的圓盤,掩遮背景上星星是經常有的現象。
月掩星
如果月亮是個有大氣圈的天體,當月掩星之前, 將要被掩的星星的亮度會逐漸減弱,接著再消失在亮東邊緣;過一會兒,被掩的星隱約從西邊邊緣探出頭來, 一點點變亮,當月亮向東遠去後,星星才復原。然而,早在幾百年前,天文學家望遠鏡觀測月掩星時就已發現被掩的星是瞬息即逝地立即消失,而後又乾淨利落地復現。從那時起人們已知道,月亮上沒有大氣。這是月掩星現象對人類認識宇宙的一個貢獻。

神秘之處

為什麼月掩星到今天仍是天文學家的研究課題,又是天文愛好者的觀測對象呢?總的來說,人類對月亮的運動規律,已有了很好的了解:月亮和地球在相互引力作用下,繞地球公轉。然而,月亮在天上的視軌跡卻是一幅十分複雜的圖象,時快時慢,左搖右擺。難怪前人要用“月躔[chan]”一詞來形容月亮的古怪軌跡了!造成這一事實的原因,除了太陽和行星都對月亮施加引力影響外,地球和月亮本身結構並不是那么簡單的、均勻的,也是一個重要原因。所以,仔細地觀測月掩星,精確地記錄掩星從開始(稱為掩始)到 結束(稱為掩終)的時刻和方位,對比理論計算和實測的差異,找出根源所在,就能夠進而改善月亮運動理論和地球物質分布理論。
月亮還遮掩它的視軌道附近的射電源紅外源X射線源。50年代,正是根據月掩金牛座強射電源的實測,才成功地指出,這是公元1054年超新星--蟹狀星雲輻射出的光源的遺蹟。特點:月球在圍繞地球運行期間,經常會掩蔽背景的恆星。由於月球沒有大氣,恆星的視面積又非常微小,因此,被掩恆星會近乎一瞬間的消失或重現於月面邊緣。大多數觀測者都會選擇在月球暗面邊緣發生的掩星現象來觀測,因為月球的光芒不會影響觀測與計時。
由於月球軌道傾斜於黃道,任何黃經小於6.5°的恆星皆有機會被掩,這些恆星中有4顆屬於1等星,包括軒轅十四、角宿一、心宿二及畢宿五。由於歲差,北河三亦曾屬於有機會被掩的恆星之一,但現時月球不再通過該星。
月掩星月掩星
在掩帶邊緣(稱為南限或北限)數千米的地區,當月球不規則的邊緣掠過恆星的時候,觀測者會看見恆星數度消失及重現,稱為掠掩。由於觀測掠掩能間接得出月面邊緣的準確地形,因此比一般月掩星更具科學價值,現象本身亦更具可觀性。
天文學家(更多是天文愛好者)會對月掩星現象準確計時,精度達至幾分之一秒的觀測較有科學價值,尤其是可以用來增加月球地形的測量精度。對月掩星作光度測量更可以發現一些難以用望遠鏡分解的密近雙星。此外,由於早期射電望遠鏡的空間解析度不足,天文學家亦需要仰賴月掩射電源來求出射電源的準確位置。
地球觀看,一年總會發生好幾次月掩行星的現象。由於行星具有一定的視面積,因此掩帶旁邊的地區可見行星一部分被月球緩緩遮蔽。

分類

月掩星和日食一樣,不同地點發生的時間和情況是不一樣的。月掩星分為月掩恆星月掩行星兩種。

月掩恆星

月掩恆星不僅具可觀性,原來它更可以讓我們更準確預測月球的運動、測量月面邊緣地區的地形、提高被掩恆星的位置精度、偵測出恆星的密近伴星等,是非常具有科學價值的。

月掩行星

月亮能掩行星,叫月掩行星。行星也能掩恆星,叫做行星掩星。它們都是比較少見的天象。
月掩星月掩星
當月亮運行到地球和太陽之間,同事3者又恰好在一條視線上。從地球上看去,月亮遮住了太陽,於是發生日食,同樣,月亮遮住天體是遙遠星星時,這種天象叫做月掩星。研究意義如果以角度來測量,月亮是個直徑約半度的天體,在天上自西向東運動。

行星掩星

行星有時亦會掩蔽恆星,1959年,金星曾遮掩軒轅十四,而海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。
木星和土星在公轉一周期間,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。

觀測

目視

望遠鏡找到目標恆星,再將收音機調至香港電台※的頻道,在現象發生前收聽每小時由香港天文台提供的六下標準報時訊號,待第六下響起按動秒表(第六下的響聲代表該小時的0分0秒) ,當掩星發生時便立刻按停,那么掩星時刻便是報時訊號的時刻加上秒表顯示的時間。 例如你在凌晨0時以報時訊號對表,而秒表顯示的是04分55.28秒,掩星的實際發生時間便是凌晨0時4分55.28秒。
要進行有科學意義的觀測,計時必需準確至0.1秒或更佳。 而觀測地點的經緯度及海拔高度也要求準確至30米以內。 以往這些地理資料要從測繪處出版1/20000地圖自行量度出來,現在有了GPS則方便得多了。 ※ 不可利用香港電台網上廣播站, 或本港其他電台/ 電視台的報時訊號。

錄像

錄像觀測能夠免除人為誤差,是最理想的觀測方式。 但一般家用攝錄機的感光度不足,故此最好購置高感度CCTV攝影機( 0.01 Lux以下,以黑白的感光度較佳)連線望遠鏡。 此外,具1-pps時間輸出的GPS能提供準確至0.001秒或更佳的時間,不過由於香港使用的PAL影像制式所限,實際觀測精確度為0.04秒。
整個掩星現象透過影像插入器加上時間數據再輸入DV攝錄機。 利用10公分的小型望遠鏡,已可拍攝6等星甚至更暗的掩星現象。

記錄表

  • 觀測目標:月掩M45
  • 觀測日期:2007 01 28
  • 觀 測 地:烏魯木齊南山VLBI天文站
  • 經 緯 度:東經87度10分40秒、高度2080米、北緯43度28分15秒
  • 使用儀器:折反射望遠鏡
  • 口徑:235毫米
  • 焦距:2350毫米
  • 目鏡焦距:35毫米
赤道儀
手動追蹤
掩星時間(北京標準時) * 現象 ** 人差 其它(例如:有無伴星)
1----1時41分27秒09 ---1--- ---N--- ---金牛座21號星-------------
2----1時45分55秒09 ---1--- ---N--- ---金牛座22號星-------------
3----1時52分08秒30 ---1--- ---N--- ---金牛座20號星-------------
4----2時13分34秒26 ---1--- ---N--- ---HIP17664-----------------
5----2時22分29秒13 ---4--- ---N--- ---金牛座19號星-------------
6----2時24分33秒32 ---4--- ---N--- ---金牛座20號星-------------
  • 計時方法:秒表
  • 天空狀況:大氣穩定度------良、大氣透明度------良、微風
現象:
1.暗面消失
2.暗面出現
3.光面消失
4.光面出現
5.星在本影消失
6.星在本影出現
7.光度變暗
8.光度增強
9.無掩星現象
10.其它
人差 S 人差時間______秒已從觀測中修正
E 觀測方法無人差數值
N 人差時間未修正

記錄

2012年
一輪4.55天月齡的 新月移動到了金牛zeta星 (星 等為+2.9)的 前面。在格林威治,這顆恆星 在9:30pm BST被掩,那時,月亮正好在西方地平線之上25度。幸運的 是,月掩星 發生在月亮的 暗邊緣,和發生在亮邊緣的 現象相比,消失的 過程更加容易被看到。在此次事件中,金牛zeta於9:52pm再次出現。那時,月亮向著靠近地平線的 方向下沉了5度。
人們也可能在北食限路徑上觀測到“掠食”現象(graze)。這種現象只發生在北食限附近一到二英里的 範圍內,如果你足夠幸運,正好在這條狹窄的 路徑之下,那么這顆恆星 將隨機閃視,它有時消失在月球山脈的 後面,有時在月球山谷那裡再次出現。對於發生在4月25日的 事件,掠食軌跡通過蘇格蘭的 Coll和北Kilmarnock,向Carlisle和York北部前進,於9:37pm BST通過Hull並向外進入到北海。在這條界限以南的 觀測者將看到時間長短不一的 月掩星 全過程,時間長度取決於他們距離這條界限有多遠,對那些位於界限以北觀測者,月亮將划過金牛zeta的 南面。
2013年
2013年1月初,天文學家拉斐爾(Rafael Defavari)用高倍望遠鏡拍下了月球“吃掉”太陽系最大星體——木星的驚人圖像。在這些展示驚人細節的圖像中,月球似乎“吃掉”了木星,令木星“黯然失色”。
拉斐爾的拍攝地點位於巴西城市聖貝爾納多。這種不可思議的事件被稱為“月掩星”,在這種情況下一種物體會被另一種在該種物體與觀察者之間運行的物體“隱藏”,這種現象只在聖誕節並且是在南半球部分地區才能見到。木星的體積是地球體積的近122倍,拉斐爾拍攝的令人嘆為觀止的畫面展示了木星從被月球“吃掉”到再出現的整個過程。
月掩星
另外,拉斐爾拍攝的圖像還展示了隨著木星逐漸從被“吃掉”到再出現,木衛一在木星表面投下的陰影。由於木星與月球的距離很遙遠,因此這種現象更加令人印象深刻。與太陽系中星球的軌道相比,月球的軌道是傾斜的,其軌道很難與其他星球的軌道相交,因此發生這種現象尤其罕見。
月掩星

月掩星時間表

(台北時間)
月掩畢宿五
畢宿五,即金牛座α(Aldebaran,意為“追隨者”),是全天第14亮星,呈橙色,表面溫度4000開爾文。距離地球65光年。以下是月掩畢宿五的時間,供大家參考。
2015-12-24 04:25-05:12
2016-03-14 23:11-23:39
2017-01-09 22:18-23:35
2017-10-10 01:18-02:25
2017-12-03 19:54-20:37
2018-01-27 17:08-18:08

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