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

2022年10月6日，中國科學(xué)院大學(xué)（以下簡稱“國科大”）天文與空間科學(xué)學(xué)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(qū)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(wèi)一掩星現(xiàn)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(wèi)一國際聯(lián)測的重要部分，且觀測數(shù)據(jù)對于研究海衛(wèi)一的大小、形狀，特別是它稀薄的大氣組成，具有關(guān)鍵作用。

什么是掩星？

一顆恒星可以自主地發(fā)出光芒，此時如果一顆小而暗弱的小行星或行星的衛(wèi)星運行到我們地球與那顆恒星連線上的位置，恒星發(fā)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(fā)現(xiàn)恒星“不見”了。

在天文學(xué)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(fā)生了掩星。

掩星是較為常見的天文現(xiàn)象，但是行星的衛(wèi)星掩星較為罕見。本次掩星發(fā)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(wèi)一掩星發(fā)生在2017年10月5日，而下一次海衛(wèi)一掩星需要等到2029年1月，但這一時間中國地區(qū)處于白天無法觀測。

自人類邁入太空以來，海衛(wèi)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(wèi)一約1/3的地區(qū)，揭示了衛(wèi)星表面的低溫火山向空中噴發(fā)液氮從而形成海衛(wèi)一稀薄的大氣這一現(xiàn)象。我們目前所知道的關(guān)于海衛(wèi)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(shù)謎團等著我們?nèi)ヌ剿鳌?/p>

如何觀測掩星現(xiàn)象？

本次掩星現(xiàn)象，是海王星的衛(wèi)星——海衛(wèi)一（崔頓，Triton）“掩住”恒星 TYC 5254-00839-1。海衛(wèi)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(wèi)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(xiàn)象的“中心閃”觀測位置?！爸行拈W”是指恒星發(fā)出的光聚焦在前面的海衛(wèi)一大氣層上，從而形成光學(xué)透鏡效應(yīng)。這是很難得的觀測機會，通過分析觀測數(shù)據(jù)，可以讓科研人員獲得關(guān)于海衛(wèi)一的大小、形狀，特別是它的稀薄大氣組成信息。

海衛(wèi)一掩星時的光變曲線

“肉眼可以看到掩星現(xiàn)象嗎？”

這次海衛(wèi)一掩星的現(xiàn)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(xiàn)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(zé)觀測計劃的制定，毛益明和我負責(zé)設(shè)備的調(diào)試和拍攝，共同保證了觀測的有效性。對數(shù)據(jù)進行初步分析后，我們和國內(nèi)天文愛好者及國際天文學(xué)者進行了交流，得到了可用于科學(xué)研究的海衛(wèi)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(qū)西區(qū)的山腳下，主要包含兩臺“大型”天文觀測設(shè)備，其中一臺是2018年建設(shè)并投入使用的4.5米口徑射電望遠鏡。該設(shè)備在第二屆全國大學(xué)生天文創(chuàng)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(xué)望遠鏡。它具備深空攝影、行星攝影、近地衛(wèi)星攝影和天文測光等多種能力。

使用Planewave CDK700反射式光學(xué)望遠鏡進行海衛(wèi)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(diào)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(jīng)被著名網(wǎng)站Space Weather報道。

天文，由于其特殊性，是最容易產(chǎn)生國際合作的學(xué)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(shù)據(jù)，通過CDK 700創(chuàng)造更大的科研價值。

如何預(yù)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(zé)日常維護、數(shù)據(jù)管道完善和自動化系統(tǒng)開發(fā)，現(xiàn)在天文臺已經(jīng)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(xué)提供使用設(shè)備的機會，只要大家的觀測申請具有一定的科學(xué)、科普價值，天氣合適，且設(shè)備正常的情況下，我們都可以幫助申請人調(diào)試望遠鏡，使他們進行觀測。