怒后星掩毕宿四——南方天文与紫金山天文台联合观测

【前言】

     2019年11月14日,大家小伙伴还沉浸在双十一剁手之后的惨痛恢复期,宇宙的另一端正在悄悄发生着一件大事——小行星掩星。本次小行星掩星观测,闽南地区天气晴好,再加上有“南方天文”团队、厦门大学天文同好会、泉州一中天文社和中科院紫金山天文台的完美配合,取得了预想的观测结果,是天文爱好者参与专业天文研究的一个典型案例,下面就跟随我们的文章来了解一下什么是小行星掩星,我们这次观测又是怎样的一个过程,感受探索宇宙的魅力.

紫金山天文台颁发的荣誉证书

厦门大学天文同好会和紫金山天文台合作观测

泉州一中天文社和紫金山天文台合作观测

 

【怒神掩毕宿】

霸道总裁——怒后星:

    怒后星(Althaea)是第119颗被人类发现的小行星,于1872年4月3日发现。怒后星的直径为57.3千米,距离太阳2.58AU,公转周期为1515.000天,是一颗主带小行星。

会合-舒梅克号探测器拍摄到的253号小行星梅西尔德,怒后星还没有人类的探测器到访过

温婉女神——毕宿四:

    毕宿四,即金牛座γ(γ Tau,γ Tauri)是一颗位于金牛座的恒星,它是离太阳系最近的疏散星团——毕宿星团的成员之一。它和毕宿星团的其他亮星以及附近的毕宿五一起组成金牛座的头部。虽然我们把她叫做温婉女神,但实际上,她的半径是太阳的13.4倍。光度是太阳的85倍,质量是太阳的2.7倍,表面温度4970k,是一个实实在在的辣妹,太阳在她面前,只能算一个黄毛丫头。

金牛座与毕宿四 图源 虚拟天文馆

【前期准备】

     业余爱好者要观测掩星,难度非常高。早在11月初,我们就已经成立了观测小组,中科院紫金山天文台更是将价值将近万元的专用相机快递到了厦门,这是一个自带GPS天线的全局快门制冷行星相机。

QHY 174GPS时域相机,图源QHYCCD官网。

    设备到位,要做的是根据预报选择观测地点:我们选择了1号2号两个观测点,分别在泉州市安溪县和南安市境内,距离附近主要的光害来源大约50km的距离。

根据紫金山天文台的预报选定观测地点

    图中粗的蓝线是预报掩食带最中心的位置,预计掩星时长达到了6秒,细的蓝线代表掩食带的边缘,红色线代表可能的误差范围。我们的两个观测点分别位于边缘和中心区域,最大的保证了观测的成功。除了确定观测地点之外,我们要需要协调硬件、软件,比如多次检查设备连接情况,使用网络授时精准校准电脑时间,安装需要使用的设备驱动、软件等等。

【大战在即】

    在提前部署完成后,11月14日下午17:30,厦门观测队和泉州观测队陆续出发了。两只观测队集合了南方天文工作室、厦门大学天文同好会、泉州一中天文社、厦漳泉观星爱好者俱乐部的小伙伴。

大箱小箱的器材

厦门观测小组在高速休息区集合,短暂用餐的同时,做最后的观测部署。

张烊老师正在安装CEM60赤道仪

安装调试设备:厦大天文同好会的C8、紫金山天文台的QHY174GPS出镜

    时间来到了20:35,到达观测点后距离掩星还有将近90分钟,这个时间对于准备来说可一点都不多。上图中就是我们这次观测的主力设备,8英寸口径的C8望远镜,CEM60重型赤道仪、QHY174 GPS全时域行星相机。说起这个相机,它具备了全时域GPS功能,可以以全局快门的方式成像,这样一来,每一张图都可以精确的记录拍摄的地理定位和时间,精确度分别达到了半径5米和1微秒。对于掩星观测来说,时间越精确,采集的数据越有价值。

【观测开始】

     晚上9:30厦门观测队的各个设备陆续调试完毕,全面就位,准备开拍。与此同时,泉州的观测队更早进入战斗状态。

     截止到21:55分,在联合观测群的号令下,所有机位都进入战斗状态,全体联动开拍。此时距离掩星还有5分钟!

泉州一中的张老师已准备就绪,130口径APO折射望远镜和ASI290相机已经对准目标。

借助指星笔,观测小组快速将目标放到望远镜视场中心。背景是2台102口径APO折射镜。

本次立下重大战功的102口径APO折射镜、ASI224行星相机和他们的主人@丗堺冠軍

熠瑆正在操作C8系统。

@小脑fu和它的信达小黑,背景是初升的猎户座。

C8系统已经进入拍摄状态,电脑屏幕上中心的就是毕宿四。

【掩星来啦!】

    北京时间2019年11月14日22:06左右掩星终于出现了。守在电脑屏幕前的观测队惊呼起来了——“啊,掩星了!”

   “刚开始掩星的时候,我还以为是星点突然没有了,就在一瞬间就没了,过了一会儿又突然出现”——来自第一位看到掩星的观测者 @阿峰。

@丗堺冠軍使用ASI224相机和102 APO PRO望远镜拍摄的掩星

   为了保证能更准确的记录掩星的发生、结束时间,我们选择了高速行星相机,在这样的基础上,保证能够看到毕宿四,而且达到了每秒19张(19fps)静态图片的高速拍摄。

   与此同时,前后几分钟内,全国联合观测的微信群几乎炸锅了,几家欢喜几家愁,各地的小伙伴有很多传来喜讯:我们拍到啦!当然因为小行星掩星的特殊性,一部分小伙伴因为各种原因没有能成功观测。不过没有观测到掩星现象本身也具有科学价值,对于约束小行星的形状起到了重要作用。

从毕宿四身边擦肩而过的怒后星 由@张老师拍摄

比如上面这张图,泉州观测队因为预报误差,偏离了实际的掩食带,不过也拍摄到了掩星前毕宿四身边的怒后星。


【后续】

     虽然整个掩星过程就持续了几秒钟时间,但是,对宇宙自然的敬畏、追逐之心却驱使着我们,厦门、泉州两地的观测队驱车上百公里,与全国爱好者一同见证了伟大的时刻!让我们一起来个全家福吧。

厦门观测队小伙伴,图片@阿峰拍摄

厦门“南方天文”团队爱好者@丗堺冠軍(前排右一)、@小脑fu、@阿峰、@张烊、@张熠瑆、@谢文鹏(后排从左至右)、厦门大学天文同好会秦奇(前排左一)、王唯霄

泉州一中天文社@张滨泓老师(左),泉州“南方天文”团队@河豚素

    掩星观测后,我们并没有就此结束工作,而是要进行数据的处理和观测报表的填写,在中科院紫金山天文台袁烨博士——本次掩星联测的组织者的指导下,我们将数据导出并打包上传到紫金山天文台,经过一个多月紧张的分析,终于在2020年1月份我们收到了袁烨博士发来的观测初步成果(见下图)。

小行星掩星各地观测者的数据记录

【特别致谢】

    特别致谢紫金山天文台提供QHY174GPS相机;感谢@秦奇@王唯霄全程记录,文中如无特别标注,图片均出于两位摄影师。本次观测由紫金山天文台袁烨博士组织,是国内一次规模较大的爱好者联合观测活动,希望接下去又更多的爱好者加入到掩星的观测中来,想关注掩星信息的可以登录紫金山天文台的掩星预报网站:http://almanac.pmo.ac.cn/mutual-star/index.html

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