在校園天文臺觀測到海衛一掩星

文/葉人豪 毛益明 孫永康 鄒乾一（中國科學院大學） 圖/2022級雁棲湖天文臺觀測小組

2022年10月6日，中國科學院大學（以下簡稱“國科大”）天文與空間科學學院碩士研究生毛益明、葉人豪、鄒乾一、孫永康和沈越月，使用國科大雁棲湖校區的70cm口徑望遠鏡——Planewave CDK700，在晚上10點至11點期間觀測到了海衛一掩星現象，并用Andor iKon-L DZ936相機進行了不間斷地拍攝記錄。本次觀測是海衛一國際聯測的重要部分，且觀測數據對于研究海衛一的大小、形狀，特別是它稀薄的大氣組成，具有關鍵作用。

什么是掩星？

一顆恒星可以自主地發出光芒，此時如果一顆小而暗弱的小行星或行星的衛星運行到我們地球與那顆恒星連線上的位置，恒星發出的光線就會部分或完全被遮蔽，所以在地球上的觀察者就會發現恒星“不見”了。

在天文學中，如果離我們較近的天體A在天空運行時恰巧遮擋住了背景上另一顆恒星B，我們稱為A發生了掩星。

掩星是較為常見的天文現象，但是行星的衛星掩星較為罕見。本次掩星發生在2022年10月6日（北京時間22:39:37+-00:00:27，掩星中間時刻），上一次海衛一掩星發生在2017年10月5日，而下一次海衛一掩星需要等到2029年1月，但這一時間中國地區處于白天無法觀測。

自人類邁入太空以來，海衛一僅在1989年被旅行者二號探測器造訪過。旅行者二號拍攝了海衛一約1/3的地區，揭示了衛星表面的低溫火山向空中噴發液氮從而形成海衛一稀薄的大氣這一現象。我們目前所知道的關于海衛一的大部分信息，都來自于這次歷史性的飛行，它仍然有無數謎團等著我們去探索。

如何觀測掩星現象？

本次掩星現象，是海王星的衛星——海衛一（崔頓，Triton）“掩住”恒星 TYC 5254-00839-1。海衛一的視星等為13.4等，被掩恒星的視星等約為12等，被掩恒星要比海衛一看起來亮3.6倍。

在天文觀測中，較大口徑的望遠鏡可以收集到更多的光線，看到更暗的天體，提升觀測效率。

幸運的是，北京正在本次掩星現象的“中心閃”觀測位置。“中心閃”是指恒星發出的光聚焦在前面的海衛一大氣層上，從而形成光學透鏡效應。這是很難得的觀測機會，通過分析觀測數據，可以讓科研人員獲得關于海衛一的大小、形狀，特別是它的稀薄大氣組成信息。

海衛一掩星時的光變曲線

“肉眼可以看到掩星現象嗎？”

這次海衛一掩星的現象是無法用肉眼看見的，只有像月球掩其他較亮的恒星、星團才有機會不借助任何望遠鏡觀測到。如果借助望遠鏡，我們則有機會看到一些較亮和較大光變的掩星現象。

我們是9人的觀測團隊，在本次觀測雖然不是全員上陣，但參與觀測的5人分工明確，其中鄒乾一、孫永康、沈越月負責觀測計劃的制定，毛益明和我負責設備的調試和拍攝，共同保證了觀測的有效性。對數據進行初步分析后，我們和國內天文愛好者及國際天文學者進行了交流，得到了可用于科學研究的海衛一掩星光變曲線。

國科大天文臺是怎樣的存在？

國科大雁棲湖天文臺位于雁棲湖校區西區的山腳下，主要包含兩臺“大型”天文觀測設備，其中一臺是2018年建設并投入使用的4.5米口徑射電望遠鏡。該設備在第二屆全國大學生天文創新作品競賽中獲科技類一等獎。

在這口“射電大鍋”的旁邊，還有一個“其貌不揚”的圓頂形建筑物，里面放置的便是另一臺觀測利器——Planewave CDK700反射式光學望遠鏡。它具備深空攝影、行星攝影、近地衛星攝影和天文測光等多種能力。

使用Planewave CDK700反射式光學望遠鏡進行海衛一掩星觀測，是國科大雁棲湖天文臺自2022年1月完成初步調試、順利拍攝初光影像后，第一次成功的國際合作。目前這一成果已經被著名網站Space Weather報道。

天文，由于其特殊性，是最容易產生國際合作的學科之一。有了一就會有二、三以至更多，今后會有更多機會和國際同好一起共同利用好觀測資源與觀測數據，通過CDK 700創造更大的科研價值。

如何預約使用天文臺望遠鏡？

雁棲湖天文臺主要由我們觀測小組負責日常維護、數據管道完善和自動化系統開發，現在天文臺已經可以對“熱木星”型太陽系外行星、掩星、激變變星等天體和天象進行觀測和記錄。雁棲湖天文臺也面向全校同學提供使用設備的機會，只要大家的觀測申請具有一定的科學、科普價值，天氣合適，且設備正常的情況下，我們都可以幫助申請人調試望遠鏡，使他們進行觀測。