《彗星的搜寻与观测》.ppt

天文学基础与观测 制作人 光辉 彗星的搜寻与观测 一 彗星主要特点二 如何发现与报告彗星三 彗星的照相观测四 彗星的CCD成像观测五 彗星的分光观测 一 彗星主要特点 彗星主要由冰块和尘埃 包括金属物 组成 当它远离太阳的时候 看起来只是个云雾状的小斑点 当它接近太阳时 彗星物质在太阳的光和热作用下迅速蒸发 气化 膨胀 进而喷发出来 并被太阳强大的辐射压和太阳风推向背离太阳的方向 从而形成了彗头和彗尾 彗头中央最明亮的部分为彗核 它的外面包围着彗发 再外面还包着一层稀薄的氢云 称为彗云 彗尾总是背向太阳 且离太阳越近 彗尾越长 彗尾的形状多种多样 有的细而长 有的短而粗 有的呈扁形 有的呈针叶状 细长的彗尾主要由电离的离子 气体分子组成 叫离子彗尾 这种彗尾呈蓝色 短粗而且弯曲的彗尾主要由尘埃粒子组成 叫尘埃彗尾 呈黄褐色 有的彗星两种彗尾兼而有之 如海尔 波普彗星 多数彗星只有一条彗尾 但也有的彗星出现两三条彗尾甚至更多 彗星是阳系内的 流浪汉 行踪很不定 运行周期在200年以内的叫短周期彗星 大于200年的叫长周期彗星 短周期彗星的轨道倾角一般在30 左右 多数是自西向东绕日运转即顺行 极少数是逆行 长周期彗星和非周期彗星轨道倾角的范围很大 顺行的逆行的都有 有的彗星轨道倾角可以达到90 还有的甚至超过90 如哈雷彗星的轨道倾角是162 2 二 如何发现与报告彗星 一般来讲 选用10 15厘米口径 放大率20倍左右 视场大于2 的望远镜就可以做搜寻彗星的工作 当然口径更大的望远镜更有利 南京天文仪器厂生产一种口径12厘米 焦距102 4厘米的折射望远镜 配备特制的五片型目镜 观测视场可达3 8 可用于搜寻彗星 寻彗观测必需的工具还有星图 钟表 笔 记录本 照明器等 1 怎样搜寻彗星A 选重点天区搜寻彗星 彗星在近日点附近时反射太阳光才会比较亮 因此绝大多数彗星都是在离太阳角距90 以内发现的 也就是说 寻彗观测的重点是围绕太阳90 角距以内的那部分天区 如果在这一范围内没有找到目标 再向大于90 角距的星空搜寻 显然 前半夜西半天球是重点 逐渐转向西北半天球 午夜前后转向北半天球 后半夜重点搜寻东北天球 到黎明前转向东半天球 为了能在背景上区分出略亮于背景的斑块 自然应选择尤月光的晴夜做巡天观测 有月光时 因天空背景增亮 只能看到很亮的彗星 根据彗星过近日点附近的三个点的观测资料 位置和经过此点的时刻 可确定彗星的轨道根数 因此 对某一彗星至少要进行三次以上的观测 注意要准确记录每次的观测时刻 彗星的位置 赤经 赤纬或地平高度 方位角 等 以便确定它的轨道参数 B 注意彗星与其他天体的区别 发现新彗星是非常激动人心的 彗星最初出现在繁星中间是一个不太亮的模糊的小斑点 但它相对于周围的恒星有缓慢的移动 搜寻彗星 就以这种模糊的亮斑为对象 一旦找到这样的天体 还不能 说已经发现了彗星 因为这个斑块也有可能是星云或者星团 这就要看星图上这一位置是否有已知的星团或星云 另外 要观测斑点有无相对于恒星背景的运动 如果相隔几十分钟就看出它相对背景恒星有明显的移动 它就不是星团或者星云 而很可能是彗星 当然 相对于恒星背景有运动的天体还有小行星 人造地球卫星 流星或者火流星等 暗的小行星一般不可能在较小的望远镜里看到 而人造地球卫星的移动要比彗星快得多 流星或火流星稍纵即逝 亮度变化迅速 和彗星有明显的区别 因此彗星是比较容易辨认的 C 搜寻彗星的具体方法 进行彗星的巡天观测要非常熟悉星空 具体可采用三种观测方法 等高平移法 即 之 字形扫描 将望远镜安装在地平装置上 使望远镜指向略高于地平的 个角度 在左右各90 的范围内逐渐改变方位角 扫过这一高度的天空 若没有找到 再升高望远镜的视角高度 注意引高的角度要使扫视的区域与第一层扫视区衔接 然后固定望远镜 重复改变方位角的扫视 为避免疏漏 每一层要来回各扫视一次 这样层层改变高度 直至天顶为止 沿垂直方向的平行带对天空作上下扫描观测 这些平行带应稍有重叠 选区扫视法 如果已知可能出现彗星的大致天区 就可以采取选区扫视法 选区扫视法可以突出重点 提高搜彗效率 2 怎样撰写彗星发现报告发现雾状斑点 并排除了它是星团或者星云的可能性之后 应详细记录有关情况 并尽快通过传真或互联网向国际天文联合会 IAU 第20组 小行星 彗星 流星专业委员会 报告 以争取量先发现权 彗星发现报告包括以下内容 观测者姓名 观测地址 邮编 电话或电子信箱号 发现的日期和时刻 世界时 彗星的亮度 位置 赤经 赤纬或方位角 地平高度 彗星的颜色 形态 彗头形态 彗发直径 彗尾长度 彗星在恒星间移动的方向及移动速度 观测所用的仪器 望远镜的口径 焦距 类型 若目视发现要注明望远镜的放大率 若照相观测发现 要说明照相方法 底片类型 感光度 开始和结束露光的时间 显影液 温度 显影时间 能拍到的最暗星等 天气状况 大气的能见度 云量覆盖情况等 三 彗星的照相观测 彗星的照相观测是天文爱好者常用的方法 它比目视观测更有优越性 这不仅因为可以准确地测定彗星相对于恒星的位置 而且可以累积曝光时间 便于发现暗弱的彗星 其形状也会更清晰 对于较亮的彗星 用普通相机和广角镜头相机均可进行固定拍摄 拍摄时相机要固定在三角架上 露光时间为几秒钟至半分钟 如果彗星恰在地平附近 由于可将地面景观同时摄人镜头 更为照片增色 在带转仪钟的望远镜 如门径10 20厘米 焦距大约1米左右的望远镜 物镜的焦平面附近加一个接口 将去掉镜头的135相机安装在接口上 即可组成一个专用的彗星照相望远镜 对彗星进行跟踪拍摄 观测时利用导星镜对准彗核导星 则能拍出相当好的彗星照片 采用感光度 ISO100或400的胶卷 露光时间可从几分钟到1小时 照片可显示彗星细节 还能拍到背景恒星 若再拍摄上地景 就能得到一张很漂亮的彗星照片 四 彗星的CCD成像观测进行CCD成像观测需要有一套CCD成像装置 以及驱动电路和电源 致冷没备 用于科研的CCD用液氮致冷 科普用的CCD一般用半导体致冷 和计算机 装入相应的软件 通过接口把CCD成像装置接在望远镜的焦平面附近 即可进行CCD成像观测 图 五 彗星的分光观测 彗星的分光观测对了解彗星的结构与成分 进而了解天体起源 演化等有重要意义 把摄谱仪接到望远镜上 就可构成能够拍摄天体光谱的仪器 天体光谱仪 其工作原理见图 摄谱仪是光谱仪最核心的部件 它由三部分组成 准直部分 包括狭缝和准直镜 它的作用是把入射光变成平行光 色散元件 如棱镜或光槽 它的作用是把入射的平行光分解成光谱 照相部分 利用照相机使光谱成像 然后用底片或用CCD接收 从而获得光谱 采用不同的色散元件就构成不同的光谱仪 天文爱好者对彗星进行分光观测可使用口径10 20厘米 焦距50厘米以上的折射望远镜 一定要有跟踪装置 在焦平面用一个接上卸去镜头的135相机机身 并在物镜前面安装一个小顶角为10 15 左右的棱镜 棱镜要略大于