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土星觀測

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newcanon 发表于 2011-8-3 21:55 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自: 中国–香港 数码通

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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20028月,下次在201711月。上次土星环横向地球在20099月,下次在20253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C14Philips Toucam拍摄,其后采用C14Imaging Source DBK21拍摄,合成焦比都是F31.5
光環傾角_2002-2011.jpg

saturn_201104102341.jpg

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SSouth,南极,FFollowing,即离开暗面的方向(土星自转的方向)。有些同好还会标示PPreceding),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1969.06.28JED 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 ObserversALPO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110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110,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 ObserversALPO)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  不能观星:全天密云,甚至下雨
1  极差:大部分天区有云
2  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  有些天区清:有中度烟霞,见小北斗七星中的三至四颗星
4  部分天清:有轻微烟霞,见小北斗七星中的四至五颗星
5  天清:无云,肉眼可见银河和小北斗七星中六颗星
6  天空非常清:肉眼可见银河、M31和全部七颗小北斗七星
7  天空极清澈:肉眼可见M33M81

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。20101210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313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。



saturn_20110312.jpg

 这次土星风暴约在北纬3050多度区域出现。以下两张土星分别拍摄于世界时47日和49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。


saturn_20110408,10.jpg

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
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。


saturn_20110321.jpg

评分

参与人数 1牧夫币 +15 收起 理由
宇文蓝枫 + 15 原创内容

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倒霉孩子 发表于 2011-8-3 22:00 | 显示全部楼层 来自: 中国–江苏–徐州 电信
楼主强的没话说!!!!!!!!!!!!!!!狂顶~~~~~~~~~~~~
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magic_ln 发表于 2011-8-3 22:14 | 显示全部楼层 来自: 中国–江西–赣州 电信
提示: 作者被禁止或删除 内容自动屏蔽
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slumdog 发表于 2011-8-3 22:20 | 显示全部楼层 来自: 中国–浙江–杭州 华数
学术气息很浓,厉害。
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whyaaaning 发表于 2011-8-3 22:23 | 显示全部楼层 来自: 中国–上海–上海–徐汇区 电信
拍了很多年,从小就看到过你的作品
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太空迷 发表于 2011-8-3 22:24 | 显示全部楼层 来自: 中国–广东–江门 电信
呃。。。好牛啊。。。C14。。。。
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mingkoukou 发表于 2011-8-3 22:28 | 显示全部楼层 来自: 中国–天津–天津–河西区 联通
该贴能够提高牧夫的技术水平!
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a04147252763 发表于 2011-8-3 22:37 | 显示全部楼层 来自: 中国–辽宁–本溪 电信
强,但是能看清土星么
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星河king 发表于 2011-8-3 22:43 | 显示全部楼层 来自: 中国–河北–邯郸 联通
当然能看清了。。。。。C14灰常牛逼
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ppasm 发表于 2011-8-3 22:45 | 显示全部楼层 来自: 中国–河北–石家庄 电信
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。
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rick29 发表于 2011-8-3 22:52 | 显示全部楼层 来自: 中国–陕西–西安–雁塔区 电信
mark.                                 
感谢楼主!
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linkage 发表于 2011-8-4 00:27 | 显示全部楼层 来自: 中国–宁夏–银川 电信
好东西,一定要收藏。。。。。。
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巡天一千年 发表于 2011-8-4 02:18 | 显示全部楼层 来自: 中国–山西–太原 联通
果断顶起
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lktjnu 发表于 2011-8-4 07:01 | 显示全部楼层 来自: 中国–天津–天津–红桥区 联通
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hhbb 发表于 2011-8-4 07:22 | 显示全部楼层 来自: 中国–湖北–武汉 电信
学习,收藏!
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zxj1125yd 发表于 2011-8-4 08:17 | 显示全部楼层 来自: 中国–辽宁–鞍山 联通
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。。。
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stream80 发表于 2011-8-4 08:38 | 显示全部楼层 来自: 韩国 KT电信
好贴,学习了~
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twelve_monkey 发表于 2011-8-4 08:57 | 显示全部楼层 来自: 中国–江苏–无锡 电信
图文并茂!非常强大啊!!!
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cuicanxingkong 发表于 2011-8-4 09:00 | 显示全部楼层 来自: 中国–广东–潮州 联通
目视能达到这效果那才叫N
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开阳之辅 发表于 2011-8-4 09:21 | 显示全部楼层 来自: 中国–安徽–阜阳 电信
膜拜……楼主强大……收藏了!
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