土星觀測
本帖最后由 newcanon 于 2011-8-4 11:01 编辑本文经刊载于第53期《台北星空》杂志。大气稳定度分级参照余惠俊先生网上提供的数据。土星观测
刘佳能
土星环绕太阳公转的周期约29.5年，土星冲现象相隔约378天便出现一次。由于土星环与土星的公转平面有27度夹角，在地球上看，土星环倾角会随时间而改变，并且每隔约15年横向地球一次，在小型望远镜中消失。由于土星的光线来自反射太阳光，土星环倾角愈大土星便愈明亮，有利观测和拍摄。上次土星环倾角达到最大在2002年8月，下次在2017年11月。上次土星环横向地球在2009年9月，下次在2025年3月。
土星环倾角变化 在2000年开始学习数码摄影后，笔者差不多每年都有拍摄土星。当土星环倾角达到最大，除了亮度增加，有利观测、拍摄外，我们还有机会观看到土星的南极区域或北极区域。以下图片大致记录了这些年间土星环倾角的变化。2010年前土星采用C14加Philips Toucam拍摄，其后采用C14加Imaging Source DBK21拍摄，合成焦比都是F31.5。
土星方位、中央子午线经度及其他拍摄数据
方位：笔者拍摄的行星照片，发布前都会校正方位，南向上北向下，这主要是跟从国际做法，以牛顿反射镜的目视视场方位为准，亦便于日后需要比对照片时，能实时拿自己的照片跟别人拍摄的比对。照片左上角的S是South，南极，F是Following，即离开暗面的方向（土星自转的方向）。有些同好还会标示P（Preceding），即进入暗面的方向。
中央子午线经度：Central Meridian Longitudes简写CM。土星表面不是固体，我们看到土星球体上的横纹，都是土星的大气现象，无法以固定地标来做为经度订定的依据。因此科学家经过长期观测与校订，最后订出以格林威治时间1969.06.28（JED 2440400.5）为起始点，已经可以计算出在地球上任一时刻所看到的土星中央子午线经度，提供给观测者使用。但由于自转时流体不同部分有不同的速度，赤道部分快一点，是为CM I系统，自转周期10 h 14 min 00 s，其他部分便是CM II了，自转周期10 h 39 min 24 s。从无线电波探测，又发现土星自转周期为10 h 39 min22.4 s，这便是CM III系统。
计算土星的中央经度，以及获取其他行星的基本数据，可以登入The Association of Lunar and Planetary Observers（ALPO）的网页，下载其免费程序Wimp，以下为其网上连结：http://www.alpo-astronomy.org/jbeish/UpWimp.zip
日期、时间：日期和时间我大部分标示为世界时UT，即香港时间减8小时。时间采24小时制。因为多数计算中央经度的软件都需要输入世界时，划一换算为世界时，既方便输入又方便寻找他人照片作比对。
大气稳定度：在使用菲林拍摄的年代，笔者没有记录透明度和稳定度的习惯。2000使用数码相机拍摄开始，有时我会一并拍摄位于中天的星点，以判断拍摄当晚的大气状况。大气稳定度以1至10表示，1/10最差，10/10最稳定。具体描述1/10的稳定度，是采用200多倍看土星，连土星环都不能分辨，整个土星有如一颗橄榄的样子。相反，遇上10/10的稳定度时，恒星的绕射环能清晰呈现。
大气透明度：笔者一直采用的只是一个粗疏的标准，同样是1至10，以1最差、10最好。大致上，这项资料只是给自己作为当晚透明度相对好坏的一份参考记录。要客观记录下大气透明度，可以采用Association of Lunar & Planetary Observers（ALPO）的6级标准，以观测当时肉眼可见星等极限作为等级，例如只见1等星是1级，见6等星是6级。The American Association of Amateur Astronomers亦有一套标准：
0 级 不能观星：全天密云，甚至下雨
1 级 极差：大部分天区有云
2 级 差：部分天区有云或者严重烟霞，可见小北斗七星中的一至二颗星
3 级 有些天区清：有中度烟霞，见小北斗七星中的三至四颗星
4 级 部分天清：有轻微烟霞，见小北斗七星中的四至五颗星
5 级 天清：无云，肉眼可见银河和小北斗七星中六颗星
6 级 天空非常清：肉眼可见银河、M31和全部七颗小北斗七星
7 级 天空极清澈：肉眼可见M33和M81
土星风暴
通过天文望远镜观测，大多数时间我们只能从土星表面分辨出一些平行赤道的横纹，土星大气出现白斑等是很罕有的现象。2010年12月10日，澳洲天文同好Anthony Wesley使用其14.5吋牛顿反射镜发现土星北半球出现一个巨大风暴，在今年2月初，风暴已经发展为横跨超过半个土星的大气特征，可惜该时候香港正值雾季，迟至3月13日笔者才能成功拍下风暴的面貌。通过望远镜观察，该特征有一个较黑的部分，其余部分比土星本体略光一些，而且微带绿色。下图4幅土星拍摄时间前后只相距1小时，从土星北半球的风暴位置（从下图的右往左移动），可以看见土星已自转了相当多。但需要留意，由于拍摄当晚的大气透明度非常低，在曝光不足下，土星严重偏了红色。
这次土星风暴约在北纬30至50多度区域出现。以下两张土星分别拍摄于世界时4月7日和4月9日，以CMI系统计算，中央经度相差达139度（271-132），但从照片所见，土星风暴东西伸延都达大半个土星。这显示，由风暴产生的大气特征，最少横跨了200多度，只要照片的解像度够高，不论任何时候拍摄，都一定会拍摄到这风暴，堪为奇观。
简单谈谈土星的拍摄 现今由业余人士拍摄，世界上最高水平的行星照片，都采用视频方法拍摄。这方法好处是每秒最多能够拍摄数十至一百多张单帧。若时间长度相同，采集的单帧愈多，迭加后拍摄物的噪声便愈少，能够施以较重的图像处理，显现出拍摄物的更多细节，因此不少人士倾向采用「极速」拍摄。如笔者使用的Imaging Source DBK21摄影机，解像度为640X480像素，最多能够拍摄每秒60帧的视频。但每秒60帧，每帧曝光最多便只有1/60秒，曝光这样短，拍摄月球不会有问题，拍摄木星便往往曝光不足，拍摄土星更会严重不足。
3月21日晚上，香港的空气污染比较严重，如果C14采用一贯F31.5焦比拍摄，曝光必须降到1/8秒才足够，每秒亦只能拍摄7帧。在这样的大气条件下，笔者做了一个比较，改以F24拍摄，分别采用每秒15帧、30帧、60帧，曝光则是1/15秒、1/30秒、1/60秒，看那个效果较好。以这次为例，虽然每秒15帧得到的单帧最少，但保持了足够的曝光，获取较多颜色讯息，亦得到较高讯噪比，因此最终获得较佳效果。曝光不足的视频档案，噪声大，容易偏色，要花费很多时间做后期处理、补救，即使迭合10000张也是徒劳，不会有好效果。
楼主强的没话说！！！！！！！！！！！！！！！狂顶~~~~~~~~~~~~ 学术气息很浓，厉害。 拍了很多年，从小就看到过你的作品 呃。。。好牛啊。。。C14。。。。 该贴能够提高牧夫的技术水平！ 强，但是能看清土星么 当然能看清了。。。。。Ｃ１４灰常牛逼 好资料！连顶带留名，看土星时先翻出来热乎一下。
谢谢楼主提供的好内容。 mark.
感谢楼主！ 好东西，一定要收藏。。。。。。 果断顶起::070821_09.jpg:: 学习，收藏！::070821_01.jpg:: 感觉很震撼，这是我到牧夫看的第一帖，虽然还是云里雾里！
努力学习中。。。 ::070821_19.jpg::好贴，学习了~ 图文并茂！非常强大啊！！！ 目视能达到这效果那才叫N 膜拜……楼主强大……收藏了！