掩星
掩星（英语：Occultation）是一种天文现象，指的是一个天体被穿过它与观测者之间的另一个物体遮蔽时发生的事件。这个术语只在天文学中这样使用，在日常中若前景中的物体阻挡了背景中的物体，使其看不见的情况，则称为遮蔽或掩蔽（英语：Occults）。在这个一般意义上，掩蔽适用于在低空飞行的飞机上观察到的视觉场景（或电脑成像），即当前景对象动态地遮挡远处背景的对象时，场景会随着时间而变化。
如果距离较近的天体不能完全掩盖距离较远的天体，则该事件称为凌。反之，如果阴影投射到观察者身上，它被称为食。地、日、月间互相遮蔽的现象也称为食 。
掩星，特别是日食的象征是
(U+1F775 )。
月掩星[编辑]
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掩星一词最常用于描述月掩星，即月球在绕地球轨道运动过程中非常频繁地经过恒星前方的情况。由于月球以相对于恒星0.55弧秒/秒或2.7微弪度/秒的角速度运动，且具有非常薄的大气层，以及恒星具有角直径最多为0.057 弧秒或0.28微弪度，因此被月球遮蔽的恒星将在0.1秒或更短的时间内在月球边缘消失或重新出现。观测者对在月球的黑暗边缘发生的事件特别感兴趣，因为没有眩光，可以更容易地观察和计时。
月球的轨道相对于黄道略有倾斜（参见月球轨道），这意味着任何黄道纬度在-6.6和+6.6度之间的恒星都可能被它遮挡[1]。这意味着四三颗出现在这个区域内的一等，即轩辕十四、角宿一和心宿二，它们可能被月球或行星掩蔽[2]。另一颗毕宿五，因为位在行星路迳的北方，只有月球才有可能掩蔽它。此外，由于岁差的缘故，现时已不可能发生月球或行星掩北河三，然而在几千年前月掩北河三是可能的。一些特别靠近黄道的深空天体，例如昴宿星团，也能被月球掩蔽。
在掩星的预测路径边缘几公里范围内，被称为其北部或南部界限。当月球的不规则边缘移动经过该恒星时，观察者可能会看到恒星在月球不规则的边缘断断续续，间歇性地消失和重新出现，这就是所谓的"掠掩 "。从观测和科学的角度来看，这些"掠过"是月掩星中最具活力和最有趣的。
月掩星的准确计时由天文学家（主要是业余天文学家）定期进行。精确到十分之一秒以内的月掩星具有多种科学用途，特别是在完善我们对月球运动与月球地形的知识方面。对月掩星的光电分析也发现一些恒星在视觉或光谱上非常接近的联星或双星。一些恒星的角直径是通过月掩星的计时来量测的，这有助于确定这些恒星的有效温度。早期的电波天文学家发现，因为无线电波的长波长限制了通过直接观测获得的分辨率，月球对电波源的掩蔽对于确定其准确位置很有价值。这对于明确识别具有喷流与电波的类星体3C 273的可见光对应源至关重要[3]，马尔滕·施密特就是经由基础的掩星观测才发现类星体的宇宙学本质。
每年也都可以观测到好几次月掩行星的现象[4]。由于行星具有显著的角度大小，月球对行星的掩星与恒星不同。在掩星的南北界限上，除了掠掩之外，还将在其最外缘上形成一个狭窄的区域，在该区域将发生行星只有部分被月球遮蔽的掩星现象。位于该狭窄区域内的观测者可以观察到行星的圆盘只有一部分被缓慢移动的月球遮蔽住。同样的机制也可以在太阳上看到，但我们称他为日偏食，而日全食是月球将太阳全部遮蔽掉。因此，日食在本质上也是一种月掩星的现象。
行星掩星[编辑]
恒星也可能被行星遮蔽，而掩蔽明亮的恒星更为罕见。在1959年，金星曾掩蔽轩辕十四，而要道2044年才会发生再下一次发生亮星被行星掩蔽（也是金星掩轩辕十四）[2]。 天王星的环是1977年该行星掩蔽一颗恒星时首次被发现的。1989年7月3日，土星经过5等恒星人马座28的前面。冥王星在1988年、2002年和2006年的掩星，让天文学家可以通过大气边缘的探测，研究其稀薄的大气层。
在极少数情况下，一颗行星可以在另一颗行星的前面经过[5]。如果较近的行星看起来比较远的行星大，则该事件称为相互的行星掩星。上一次的行星互掩或凌发生在1818年1月3日，下一次将发生在2065年11月22日；这两次都涉及相同的两颗行星：金星和木星。
木星掩土星也很罕见。这是已知的最罕见的事件之一[6]，推算下一次出现于7541年2月10日。 这一事件在地球上的一些范围内是可见的，因为届时这两颗的位置几乎与太阳相对，位于猎户座和金牛座，接近冲的位置。在某些地区，看不到这次的行星互掩，但当通过小型望远镜观察时，仍能看见这两颗气态巨行星能在目镜的同一视野中。而上一次相同的事件发生在公元前6857年[7]。
月掩行星的日期[编辑]
| 日期 | 时间（世界时） | 被月球掩的行星 |
|---|---|---|
| 2014年2月26日 | 金星 | |
| 2021年4月17日 | 火星 | |
| 2011年10月28日 | 水星 | |
| 2012年6月17日 | 木星 | |
| 2013年12月1日 | 土星 | |
| 2022年11月8日 | 10:58-11:47 | 天王星 |
| 2016年6月25日 | 海王星 |
小天体掩星[编辑]
另一种掩星是当太阳系小天体或矮行星经过恒星前方，暂时阻挡从地球上看到的光线时[8]。这些掩星可用于测量这些天体的大小和位置，且比其它方法更精确。如果不同位置的许多邻近观察者合作观察同一天体的掩星，甚至可以确定该天物体的形状和横截面轮廓。掩星被用来计算海王星外天体的直径，如(55636) 2002 TX300、(28978) 伊克西翁和(20000) 伐罗那。协同观测的软件可从下列的网址下载：https://www.occultwatcher.net/ （页面存档备份，存于互联网档案馆）
此外，主星和它的卫星之间可能会发生相互掩星和食的事件。分析小天体的光度，已经发现大量的小行星卫星；并且探测到次级的亮度变化，可以从中得出卫星/伴星的轨道周期和对于双星的主星与伴星的直径比。
例子[编辑]
| 名称 | 弦长 | 测量 轮廓（公里） |
|---|---|---|
| (704) 因泰腊美那 | 35 | 350×304 |
| (39) 喜神星 | ~16 | 219×142 |
| (94) 彩神星 | 9 | 225×173 |
| (375) Ursula | 6 | 216±10 |
| (444) Gyptis | 6 | 179×150 |
| (48) 昏神星 | 4 | 278×142 |
小行星[编辑]
- 1983年5月29日，智神星沿着横跨美国南部、墨西哥北部和加勒比海北部的轨道掩蔽了肉眼明亮的光谱联星齐增三（狐狸座1）。来自130个不同地点的观测确定了这颗小行星大约三分之二的形状，并探测到了明亮联星的伴星；这些观测结果与智神星在1979年掩星的观测结果一起，提供了太空船访问任何小行星之前八年的完整数值资料（伽利略号太空船在1991年10月才飞掠过小得多的加斯普拉小行星。）[9]。
- 迄 2009年3月12日，9颗小行星（Io、Eukrate、Union， Penelope、Panopaea、Anacostia、Sholokhov、Brouwer和Kolga）从地球上给定的位置观察到掩蔽了星等显著的恒星[10]
- 根据尤拉（Euraster）1998年欧洲小行星掩星结果，在1998年3月3日，有超过38个天文台观测喜神星（Laetitia）的掩星，结果在这一次确定了这颗小行星许多弦的长度[11]。2014年3月20日凌晨，狮子座的轩辕十四被小行星庶女星（163 Erigone）遮蔽[12]。这是有史以来预测发生在人口稠密地区最明亮的小行星掩星。当这颗主带小行星从恒星前面经过时，它的100 km（60 mi）阴影扫掠过纽约州的拿索郡和萨福克县，纽约市的所有地区和哈德逊河谷，阴影路径的中心线大致沿着连接纽约市、怀特平原、纽伯勒、奥伦塔、罗马和普拉斯基，然后在贝尔维尔和安大略省的北湾附近进入加拿大[12][13]。但是，恶劣的天气阻碍了掩星的观测[14]。
远距天体[编辑]
BOSS[编辑]
巨型掩星可移动卫星（Big Occulting Steerable Satellite）是一枚计划中的人造卫星，用以配合望远镜来观测太阳系外行星。这枚卫星由一张大面积而轻量的薄膜，与一组推进器及导航系统组成。它能够移动至望远镜与恒星的视线中间，阻挡恒星的辐射，使其行星能被观测得到。
计划中的卫星大小为70米×70米，重量约600千克，并利用离子发动机与太阳光压推动。它将于望远镜100,000公里以外，阻挡目标恒星99.998%的光线。
此卫星有两个可能的运行模式，它可配合将来放置在拉格朗日点-2的太空望远镜，另一个则可以狭长轨道绕地球运行并配合地面望远镜，在远地点时，卫星速度会缓慢下来，容许望远镜有较长时间拍摄暗弱的太阳系外行星。
19世纪至21世纪行星掩4等以上恒星或行星的日期[编辑]
| 日期 | 时间（世界时） | 掩食天体 | 被掩天体 |
|---|---|---|---|
| 1802年12月9日 | 7:36 | 水星 | 房宿四 |
| 1808年12月9日 | 20:34 | 水星 | 土星 |
| 1810年12月22日 | 6:32 | 金星 | 人马座Xi-2 |
| 1818年1月3日 | 21:52 | 金星 | 木星 |
| 1825年7月11日 | 9:10 | 金星 | 金牛座Delta-1 |
| 1837年7月11日 | 12:50 | 水星 | 双子座Eta |
| 1841年5月9日 | 19:35 | 金星 | 金牛座17 |
| 1843年9月27日 | 18:00 | 金星 | 室女座Eta |
| 1850年12月16日 | 11:28 | 水星 | 人马座Lambda |
| 1855年5月22日 | 5:04 | 金星 | 双子座Epsilon |
| 1857年6月30日 | 0:25 | 土星 | 双子座Delta |
| 1865年12月5日 | 14:20 | 水星 | 人马座Lambda |
| 1876年2月28日 | 5:13 | 木星 | 房宿四 |
| 1881年6月7日 | 20:54 | 水星 | 双子座Epsilon |
| 1906年12月9日 | 17:40 | 金星 | 房宿四 |
| 1910年7月27日 | 2:53 | 金星 | 双子座Eta |
| 1937年12月24日 | 18:38 | 水星 | 人马座Omicron |
| 1940年6月10日 | 2:21 | 水星 | 双子座Epsilon |
| 1947年10月25日 | 1:45 | 金星 | 氐宿一 |
| 1959年7月7日 | 14:30 | 金星 | 轩辕十四 |
| 1965年9月27日 | 15:31 | 水星 | 室女座Eta |
| 1971年5月13日 | 20:00 | 木星 | 房宿四 |
| 1976年4月8日 | 1:00 | 火星 | 双子座Epsilon |
| 1981年11月17日 | 14:27 | 金星 | 斗宿四 |
| 1984年11月19日 | 1:32 | 金星 | 人马座Lambda |
| 2015年12月4日 | 16:14 | 水星 | 天江三 |
| 2035年11月17日 | 15:19 | 金星 | 人马座Pi |
| 2044年10月1日 | 22:00 | 金星 | 轩辕十四 |
| 2046年2月23日 | 19:24 | 金星 | 人马座Rho-1 |
| 2052年11月10日 | 7:20 | 水星 | 氐宿一 |
| 2065年11月22日 | 12:45 | 金星 | 木星 |
| 2067年7月15日 | 11:56 | 水星 | 海王星 |
| 2069年8月11日 | 20:25 | 金星 | 太微右垣一 |
| 2078年10月3日 | 22:00 | 火星 | 天江三 |
| 2079年8月11日 | 1:30 | 水星 | 火星 |
| 2088年10月27日 | 13:43 | 水星 | 木星 |
| 2094年4月7日 | 10:48 | 水星 | 木星 |
以上现象有可观测地域限制，但即使位于可观测地域，若发生时间在日间，现象亦会难于观察。
相关条目[编辑]
参考资料[编辑]
- Meeus, Jean: Astronomical Tables of the Sun, Moon and Planets. Richmond, Virginia: Willmann-Bell, Inc., 1995, ISBN 0-943396-45-X.
进阶读物[编辑]
- Meeus, Jean. Astronomical Tables of the Sun, Moon and Planets. Richmond, Virginia: Willmann-Bell, Inc. 1995. ISBN 0-943396-45-X.
- （德语） Marco Peuschel （页面存档备份，存于互联网档案馆） – Astronomische Tabellen für den Mond von 2007 bis 2016, Mondphasen, Apsiden, Knotendurchgänge, Maximale und minimale Deklinationswerte und Sternbedeckungen sowie ausführliche Ephemeriden für jeden Tag des Jahres, inkl. Mondauf-und Untergänge und physische Daten.
外部链接[编辑]
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维基新闻上的新闻 |
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维基语录上的名言 |
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维基文库上的原始文献 |
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维基教科书上的教科书和手册 |
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维基学院上的学习资源 |
- Occultation Studies at Williams College （页面存档备份，存于互联网档案馆）, www.stellaroccultations.info
- 国际掩星计时协会（International Occultation Timing Association，IOTA） （页面存档备份，存于互联网档案馆）, with lunar occultations
- Moon, planets, asteroid occultations （页面存档备份，存于互联网档案馆）, www.occultations.net
- Mutual occultations (and conjunctions) of planets （页面存档备份，存于互联网档案馆）, TAU astronomy Club
- Planetary Conjunctions and Mutual Planetary Occultations （页面存档备份，存于互联网档案馆） stevealbers.net
- Discovery Hints at a Quadrillion Space Rocks Beyond Neptune （页面存档备份，存于互联网档案馆）, www.space.com, August 2006
- Scientists Use Novel Technique To Watch Occultations By Planets （页面存档备份，存于互联网档案馆）, The Starry Mirror, 2007
- Asteroid Occultation Updates （页面存档备份，存于互联网档案馆）, www.asteroidoccultation.com, 2018
- Occultations by Phoebe （页面存档备份，存于互联网档案馆）, www.occultations.net
- Combining asteroid models derived by lightcurve inversion with asteroidal occultation silhouettes （页面存档备份，存于互联网档案馆）, arXiv, 2011
- Occultations of bright stars by planets between 0 and 4000 （页面存档备份，存于互联网档案馆）, Il cielo ed i suoi femomeni （意大利语）
- 行星互相掩蔽
- Big Occulting Steerable Satellite
- Lunar Occultation Workbench, (software), Durch Occultation Association
- Occult, (software), www.lunar-occultations.com
| ||||||||||||
- ^ Jean Meeus, "La périodicité des occultations", Ciel et Terre, 87 (1971), 240–252 ADS link – English translation in: Jean Meeus, "Series of occultations", in: Mathematical Astronomy Morsels (Richmond: Willmann-Bell, 1997), pp. 113–124.
- ^ 2.0 2.1 Occultations of bright stars by planets between 0 and 4000. [2005-06-16]. （原始内容存档于2016-03-04）.
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- ^ Chapter 2: PREDICTABLE NON-PERIODIC EVENTS-PART II. [2012-08-09]. （原始内容存档于2012-08-13）.
- ^ Bob King. Jupiter and Saturn Embrace in Solstice Conjunction. Sky & Telescope. 2020-12-20 [2022-10-29]. （原始内容存档于2023-04-12）.
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