掩星

掩星

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。一般而言,掩蔽者較被掩者的視面積要大。若相反者則稱為“凌”,如金星凌日,“凌”有以小欺大的意思。有天文愛好者認為日食也是月掩星的一種。

基本信息

月掩星

月掩恆星

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,

掩星掩星

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。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。

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(更多是業餘天文愛好者)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。

月掩行星

月掩金星

月掩金星月掩金星

當金星、月球和地球排成一條直線時,就有可能出現月掩金星的天象,

它發生的原理與日食相似。日全食發生時,全世界只有小部分地區可看到;月掩金星時,全球也只有極少人可看到。

月掩木星

當木星、月亮和地球運行到一條直線時,就會發生月掩木星的特殊天象。由於掩星事件的區域性相當高,所以因各地經、緯度及高度不同,發生的時刻與復出的位置會有所不同。

月掩行星的日期

日期 ​被月球掩的行星
​2010年5月16日 金星
​2011年6月30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

卡西尼號探測器所拍攝的土衛四掠掩土衛五卡西尼號探測器所拍攝的土衛四掠掩土衛五

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。

BOSS

2005年7月6日月掩木星前數分鐘所攝的照片(拍攝者Nelson(紐西蘭))2005年7月6日月掩木星前數分鐘所攝的照片(紐西蘭拍攝者Nelson)

巨型掩星可移動衛星 (Big Occulting Steerable Satellite) 是一枚計畫中的人造衛星,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。

計畫中的衛星大小為70米×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 100,000千米以外,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。

出現日期

17世紀至20世紀行星掩4等以上恆星或行星的日期

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水星蛇夫座 Theta

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

2078年10月3日 22:00 火星 蛇夫座 Theta

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。

探測

原理

掩星掩星測量技術
GPS掩星測量技術的基本原理是利用LEO衛星在地球大氣層中降落或升起時,GPS信號傳輸過程中的延遲。這種延遲可以通過測量都卜勒頻率的飄移以及信號傳播路徑的彎曲角。
假設邊界條件已知,就可以演算得到大氣折射率、溫度、壓力、空氣密度以及水汽含量。從LEO掩星技術測量得到的彎曲角、折射率或者相位,演算出各種大氣參數的算法受到各種誤差的影響,例如多路徑效應,雷達穿透,球對稱假設,最佳化方法,初始化高度以及由每個GPS或LEO衛星天線帶來的潛在偏差。
一般來說,射線都是向近地點彎曲。如果順利穿過地球大氣面沒有撞擊地球表面,射出方向一般都已經偏離了原先的射入方向。射線在射入和射出地球大氣時的偏離角,稱作折射角。此時射線路徑穿過大氣層的過程,即為掩星事件。

探測儀

2013年9月23日,FY-3C星發射成功,GNOS掩星探測儀利用GNSS掩星信號獲得大氣折射率、溫度、壓力、濕度等物理參數剖面,同時獲得電離層電子密度剖面、電子總含量等數據,是國際上氣象及空間天氣探測技術領域最主要的探測技術之一。

空間中心空間環境探測研究室在各有關方面的支持下,完成了在數據源、探測技術、有效載荷和反演方法及模型等天地數據鏈上一系列技術攻關。

GNOS掩星探測儀是國際上首台兼容GPS和中國北斗導航系統的GNSS掩星探測儀,實現了GPS和北斗雙系統兼容的大氣和電離層探測,每天可以接收到的掩星事件多達千次,獲得上千幅大氣和電離層的剖面圖,為中國氣象數值預報及空間天氣監測提供高精度、全天候、無需定標的遙感探測數據。

生活中的自然現象

人的意識也是以自然方式發生的物質世界。人和人的意識是自然界發展的最高產物。物質世界具有系統性、複雜性和無窮多樣性。它既包括人類已知的、也包括人類未知的物質世界。讓我們一起走進自然吧~~

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