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黄道光(zodiacal light)转帖

黄道光(zodiacal light)转帖

来源:中国科普网
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位于地球上低纬度和中纬度地带的人于春季黄昏后在西方地平线上或于秋季黎明前在东方地平线上所见到的淡弱的三角形光锥。黄道光沿着黄道向上伸展,可达地平线以上30°左右。它的可见时间不长。春季黄昏后见到的黄道光,随着夜幕完全降临就逐渐消逝;秋季黎明前见到的黄道光,随着东方逐渐吐白就隐没于晨曦之中。
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1 v2 [7 x/ ~+ A' H3 s. B* `! I天文望远镜器材评测和交流论坛观测条件极佳时(例如在地球大气外),还可以看到黄道光往里一直延伸到太阳近旁,向外几乎布满整个天空。它沿着黄道形成一条较亮的带,叫作黄道带。黄道带的两侧边平行于黄道,它从黄道光光锥的顶部起朝背日方向延伸,亮度不断下降,直到离太阳135°左右的地方。此后,亮度重新上升,到反日点附近又达到极大。在反日点附近有一个大约20°×10°光景的区域显得比周围更亮,叫作对日照。
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中国在元朝初期就已有黄道光的观测记载。意大利天文学家G.D.卡西尼于1683年 3月18日开始观测黄道光,最先进行系统的研究。
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% @- t$ J0 o3 d) B+ o天文望远镜器材评测和交流论坛黄道光的起因主要是行星际尘埃对太阳光的散射。因此,黄道光的光谱与太阳光谱极为相似。通常认为行星际尘埃粒子是小行星被撞碎后或是彗星瓦解后的产物。它们基本上散布在黄道平面及其近旁,所以黄道光也就大致沿着黄道面伸展。此外,也许有一小部分黄道光是由分布在行星际空间的电子云散射形成的。在地球轨道附近,电子云中电子数的密度约为每立方厘米100~1000个的数量级。
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, z. O0 z: q$ H$ M  d天文论坛,天文,望远镜,天文望远镜,apo,ed,televue,tv,tmb,高桥,ap,tec,望远镜评测,望远镜测评,双筒望远镜,天顶,目镜,望远镜配件,赤道仪人们研究行星际物质的方法主要有两种:一是发射行星际探测器到实地取样;二是从黄道光的观测特征(包括强度、偏振、光谱、颜色等)来推求行星际物质的性质(密度、分布、形状、大小等)。前一种方法比较直接,但耗资巨大,飞行次数和范围却很有限;后一种方法虽然比较间接,但既经济又方便,而且可以长期观测,因而至今仍常采用。
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1 B" Z/ x; b6 |& P% _天文望远镜器材评测和交流论坛行星际物质大致对称地分布在太阳周围,其中有大量小到1微米甚至0.1微米的尘埃粒子,它们的分布状况是:离太阳越远,数目越少,而且小粒子的数目比大粒子多得多。由观测黄道光得出的这些结论均与空间探测器的实测结果吻合。国内专业的天文望远镜器材评测和交流论坛,致力于如高桥、televue、tmb、ap、tec等顶级望远镜和附属器材2 _  ^0 D7 R" ]- k2 B6 z0 @* s
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行星际物质的上述分布状况,必然导致黄道光的主要部分具有两种对称性:①对黄道面对称;②对通过太阳的黄经圈对称。这已为大量观测完全证实。www.astroview.com.cn) B& V# o; E7 h. v8 X2 B# b. P
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黄道光的亮度朝太阳方向单调地增强,可以认为它是外日冕的延伸。也就是说,在离太阳较近的地方,黄道光融入F日冕(尘埃冕),而成为外冕的一部分。但是,黄道光的亮度并不固定,它有短期变化也有长期变化,其原因很复杂。例如,有人指出太阳活动会影响黄道光的亮度。与黄道光重迭在一起的夜天光的性质也很复杂多变,此外,还必须区分“真黄道光”(即在地球大气外观测到的、已经作了改正的黄道光)和“视黄道光”(即被地球大气散射改变了的黄道光)。从视黄道光推求真黄道光很困难,观测结果的不确定性大多来源于此。天文家园欢迎您!2 c, q5 b8 `% x/ M6 A; t

6 K7 x0 i, l( H: H. p) j1 _3 t# t* T$ \国内专业的天文望远镜器材评测和交流论坛,致力于如高桥、televue、tmb、ap、tec等顶级望远镜和附属器材国内专业的天文望远镜器材评测和交流论坛,致力于如高桥、televue、tmb、ap、tec等顶级望远镜和附属器材# d; b( J4 a7 ~, O9 T  R
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作者:蔡章獻国内专业的天文望远镜器材评测和交流论坛,致力于如高桥、televue、tmb、ap、tec等顶级望远镜和附属器材2 q; h/ h5 k9 z: w5 b6 b" S) i5 a
难得一见的黄道光 天文家园欢迎您!9 m* {" X1 |3 W5 g6 Q
冬季到春季日落后一小时半的西天,或秋季到冬季日出前一小时半的东天,沿黄道可约略看到淡白色舌状的光芒,像是银河,其实不是银河。这种现象称为黄道光(zodiacal light)。虽然在天文书上见过黄道光三个字,但实际看过的人可能很少。
# r0 S; Y4 G# P4 G- K# x天文论坛,天文,望远镜,天文望远镜,apo,ed,televue,tv,tmb,高桥,ap,tec,望远镜评测,望远镜测评,双筒望远镜,天顶,目镜,望远镜配件,赤道仪黄道光的形状有金字塔形、透镜形、鸭嘴帽形,其中心部较为明亮,周边变淡,轮廓模糊不清。黄道光的大小和光度的强弱,容易受季节和观测地点气象的影响。黄道光的长度,即太阳至黄道光顶点之角距,约为40°至80°,有时竟达100°之长。底边之宽度,与黄道垂直计量,约为8°至30°。
9 y( z0 d- L( e( X& \5 |6 r天文论坛,天文,望远镜,天文望远镜,apo,ed,televue,tv,tmb,高桥,ap,tec,望远镜评测,望远镜测评,双筒望远镜,天顶,目镜,望远镜配件,赤道仪天文家园欢迎您!( T# X" V8 f  L9 p, j
最初观测黄道光者是十六世纪丹麦的第谷(Tycho Brahe),他认为那是薄明现象的延长;但就其长度而言,绝非薄明。按照现代的解释,在太阳周围黄道面附近的宇宙尘分布比较浓密,这些宇宙尘反射太阳光的现象就是黄道光。Lick天文台的法斯(E.A. Fath)拍摄黄道光的光谱,发现其中有些谱线与太阳的吸收光谱中G.H.K线相符,又经偏光观测,证实黄道光的一部分确有偏光现象,这是反射太阳光的证据。
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1 _9 E: f7 w5 T& j& A) I% o" Qwww.astroview.com.cn笔者于三十余年前曾在台北万华的淡水河边,观测西天的黄道光;由于都市发展迅速,现已不复可见。在灯光通明的都市附近观测黄道光非常困难,必须到没有灯光影响的乡下才能欣赏这个大自然的神秘景象。因此我们要是到郊区、海边或山上,就要把握机会好好地看看。天文望远镜器材评测和交流论坛' E6 T5 a" \9 Z
黄道光的亮度与宽度有一点像银河,但观察星空略有经验的人,就能轻易办认出来。因为银河的形状比较不规则,而黄道光较为整齐,大体形状接近「舌头状」。日落后两三小时,接近太阳的明亮部分逐渐下沈,光度也变弱。黎明前则相反,东方渐白之前,黄道光最明亮而美丽。黄道光最亮时可达银河光度的数倍。国内专业的天文望远镜器材评测和交流论坛,致力于如高桥、televue、tmb、ap、tec等顶级望远镜和附属器材4 N* B+ z- \/ `! @: }' [0 i1 J
观测黄道光,最好在空气澄清、远离都市灯光,并可瞭望东西地平方向的位置。合乎如此条件的地方,即使在上述以外的季节也可以看到比较淡的黄道光。夏季的傍晚,或春季的黎明时刻,黄道光的倾斜虽偏向南方,仰角较低,但低纬度仍可看见。在台湾,可说几乎整年都有机会观测黄道光。
8 s1 l8 Z' u7 d) R天文家园欢迎您!更朦胧的对日照
& e: j/ i  ^- o/ t+ a$ }天文望远镜器材评测和交流论坛黄道上与太阳正相反方向天空之一角有可见的微光体,就是对日照(counterglow或德语gegenschein)于十九世纪下半期由Brorsen和Barnard等开始观测。对日照的轮廓是一不太明显的椭圆形,朦胧的光斑较黄道光更难看见,实际观测到的人更少。一、二月在巨蟹座,九、十月在双鱼座出现的对日照较为鲜明。约略的大小,对黄道成直角方向的宽度为10°,对着黄道方向为20°。有一个类似对日照的现象,偶尔在月球出没前后发生,称为月球黄道光(lunar zodiacal light)。
' X$ N' p* n, e  Y% S' g天文望远镜器材评测和交流论坛目前已确认,黄道光与对日照为太阳系内的流星微尘物质所造成,惟这些微尘天体的分布范围及距离尚未成定论;因此黄道光与对日照的观测,尚待努力。因为观测对象是淡淡的光芒,很多观测者均不能持续下去。天文家园欢迎您!7 A! o% {3 ^' p7 S9 T0 z5 |
黄道光与对日照的观测,以目视的效果最好;由于国外专家和业余观测家的努力,对于太阳系微尘物质的探究已留下很多宝贵纪录。以下就其观测法和注意事项略予介绍。国内专业的天文望远镜器材评测和交流论坛,致力于如高桥、televue、tmb、ap、tec等顶级望远镜和附属器材% N3 n2 `# h# Y+ Q* f- T
黄道光目视观测
. I6 s" _2 T; S天文望远镜器材评测和交流论坛作傍晚的观测时,宜在薄明终了以后,须预先准备星图、铅笔及包红布的手电筒。因黄道光沿着黄道,拿普通星图观测极为不便,可使用以直线表示黄道的黄道星图。天文台有此图,可复印使用。天文论坛,天文,望远镜,天文望远镜,apo,ed,televue,tv,tmb,高桥,ap,tec,望远镜评测,望远镜测评,双筒望远镜,天顶,目镜,望远镜配件,赤道仪1 d( O; t8 s! T' Q- u8 H
观测对象以黄道光的形状及明亮度为主,把它忠实地描绘在星图上,熟练者可于数分钟内做到。先画下黄道光的外围,再画明亮部分的等光线,然后把明亮部分连成中心线,若外形不太鲜明可用虚线记入。(第一图)
  W" g8 _5 B7 l, }测定黄道光的明亮度最简便的方式,是与附近的银河亮度作一比较,一般用于比较的银河如下:
% L5 x2 k" C7 A- t1 i* W国内专业的天文望远镜器材评测和交流论坛,致力于如高桥、televue、tmb、ap、tec等顶级望远镜和附属器材银河所在星座  略号 强度比 一平方度之光度
9 O  x' J' h! O, Z天文望远镜器材评测和交流论坛御夫座      A   100     5.0天文望远镜器材评测和交流论坛1 d8 F: C2 b" ]2 d9 a6 o9 b
天鹅座      C   300     3.8
, g4 {2 R0 R" U+ Q天文家园欢迎您!蝎虎座~仙王座  LC  300     3.8
5 ~# x' y2 v( N/ f: _( @/ {国内专业的天文望远镜器材评测和交流论坛,致力于如高桥、televue、tmb、ap、tec等顶级望远镜和附属器材麒麟座      M   200     4.2www.astroview.com.cn' B; d, R* U, e3 m
蛇夫座      O   200     4.2
3 i- U( ^( ^% T# K" V记入星图上的等光线,附记某星座之银河的几倍或几分之一亮,记录2×A或0.5×A(附图)。记上强度比,大概相当于其附近天空一平方度内十等星的数目,在观测整理时可以利用。
& Q& \& w4 _1 c' {# W7 i天文家园欢迎您!备注栏纪录色彩或值得纪录的参考事项,如天空的气象状况等。空气透明度(seeing)尤其要记载,可按照自己经验,最澄清时定为10,有雾气最坏时定为1,亦可利用下列记号:
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; g6 U( I2 f+ c  n$ J0 W3 e国内专业的天文望远镜器材评测和交流论坛,致力于如高桥、televue、tmb、ap、tec等顶级望远镜和附属器材非常澄清     VC: z7 u' y* q7 W1 c$ ]3 u6 y
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普通       M
( W) N' R$ M$ M欠佳       rB国内专业的天文望远镜器材评测和交流论坛,致力于如高桥、televue、tmb、ap、tec等顶级望远镜和附属器材( i. ~: i9 E% j9 Q  ]: ~' J1 U* x& s
不良       B天文家园欢迎您!9 o& ]# v9 Q% R+ @' _) F/ A
风力状况亦可纪录。原则上,有月亮时,不该观测,月出没前后也要注意其散光影响。如黄道光附近有大行星时,在星图上记下其位置。国内专业的天文望远镜器材评测和交流论坛,致力于如高桥、televue、tmb、ap、tec等顶级望远镜和附属器材* e; f; G2 C( J! s# N
黄道光之观测以描绘为主,所以在星图上记载上述事项即可;但为整理方便,最好再以观测用纸纪录下来。下表为其形式:上半部分宜于观测时记载,双线以下则于观测终了后参照星图上的描绘加以记载。
0 O' B0 m. F$ ~% d/ ?www.astroview.com.cn黄经每隔10°即可。离角是黄经减当日太阳黄经,可于美国航海年历中查出(天文台有备)。明亮度系利用上述比较银河的强度比。宽度及中心线倾角均由观测图中读出,中心线偏南时为负(-),偏北时为正(+)。天文望远镜器材评测和交流论坛. V0 r; R/ E7 f: _$ g# P* `
黄道光观测注意事项
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观测黄道光时尚须注意地球上层大气所发出的夜光(night air glow);一般说来,夜辉较黄道光为强,而且布满天空。夜光强度系由天顶向地平方向增加,所以不论有无黄道光,在晴朗的夜里,整个星空会给人相当明亮的感觉,这是夜辉所造成的。黄道光混在夜辉之中,目视观测很难分开这两种光,所以正确纪录实际情形是最重要的。国内专业的天文望远镜器材评测和交流论坛,致力于如高桥、televue、tmb、ap、tec等顶级望远镜和附属器材8 q8 p& D- R) `% ^) |; k; x
太阳活动激烈时,夜辉的变化较大,黄道光可能有变动。夜辉强度比通常强大时,细心的观测者立即会看出来。所以在一个地点长期观测的人,因熟练的关系可能发现某种程度的变化,如有变化应随时纪录留作参考。天文望远镜器材评测和交流论坛0 ]& @$ E; X6 `3 P; v1 I  Y, M
对日照的观测 天文论坛,天文,望远镜,天文望远镜,apo,ed,televue,tv,tmb,高桥,ap,tec,望远镜评测,望远镜测评,双筒望远镜,天顶,目镜,望远镜配件,赤道仪' d1 L+ \& w" G& H! L
对日照的观测方法大体与黄道光相同,观测时间以夜半为最佳,需时约一、二小时。其光度较黄道光弱,在都市附近做对日照观测相当困难,所以必须选择空气澄清的乡下,尤以山中最好。纪录及星图与黄道光观测所用的相同。
* C  U' R& _( P. a1 q天文家园欢迎您!对日照与黄道光一样,可能年年有变化,需要长时期的持续观测,不管特别亮或特别暗淡都要记录。整理观测纪录时,也要考虑夜辉及大气减光的修正。夜半观测所需要的修正值最少,所以夜半是最好的观测时间。如能在每夜同一个时间观测就最理想了。目测对日照的明亮度比黄道光还困难,与银河比较的方法不适用,宜自己订出标准,在一定的地方持续观测,当可得有价值的数据。(第二图)
9 ?) d! R  K( @6 n* x7 @$ K黄道光带的观测
( E7 p( D8 M' g' ]www.astroview.com.cn黄道光的顶端并没有明确的界限,沿着黄道尚有微弱的光带延续,黄道光的明亮部分西沈后,这个光带尚能看见。对日照亦然,其左右延续于黄道光带。因此实际上黄道光、黄道光带、对日照不能严格地区分。黄道光带和黄道光、对日照的起源相同,所以黄道光带的实态观测与黄道光和对日照有连带关系。天文家园欢迎您!5 _& V( A: p$ K. r( Z) ?/ w
黄道光带大体是沿着黄道,但有时出现分枝状的微光带。按照一般解释,黄道光既为流星物质的反射光,如有特殊物质群出现,也可能发生这种微光分枝。在对日照、黄道光带、分枝微光带的观测上,应特别注意的是,在条件极佳的夜晚,即使什么也没看到,也算有价值的纪录。观测结果,不论看到或看不到,都要忠实纪录下来。

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