土星观测指南

Alan MacRobert 文 比邻星 译

这颗行星的观测价值决不仅仅在其美丽的光环……

  如果你问起业余天文爱好者夜空中最迷人的天体是什么,你得到的回答一定是土星。事实上,第一次观测土星时获得的震憾引领不少人走向天文的道路。从高质量的天文望远镜中对土星光环的一瞥,往往能使不少外行人长吸一口气,那是因为他们看惯了经过塑造的卡通造型的土星光环,而真实的光环给他们带来了难以言喻的震憾。

[图片说明]:Damian Peach于2002年12月24日拍摄了这张土星照片,使用了11英寸施密特-卡塞格林望远镜和SBIG的ST-5cCCD照相机。颜色会对比度都经过了增强处理。南位于上方。

  但你永远都无法如自己想像那般随心所欲地对土星进行观测。在望远镜中看来,土星是微小的。其最佳对比度时的视角大概只有21"。土星环系的直径约为土星直径的2.25倍,仍然比最佳对比度的木星视角来得小。光环的面积只有木星的1/6左右。如果你对土星放大过多,那么影像将会变得模糊不清。这样的土星如同一颗珍珠,精致而细小。

  只要你愿意付出时间和耐心,再加上一个4英寸(或更大口径的高质量望远镜)就能观测到这颗行星更多的奥秘。但是千万别指望你的业余天文望远镜能表现地和哈勃一样出色。

应该寻找什么?

  即使是利用25倍率的小望远镜,也应该能够看到土星的光环。一架3英寸50倍的高质量望远镜应该能将土星光环与中央的星体分离开来。

[图片说明]:哈勃空间望远镜1997年10月拍摄的土星照片,其中的暗色条纹和明亮区域十分明显。南位于上方。

  比起其他的天体,土星在望远镜中看起来更有三维立体感,这是我在6英寸口径望远镜中所见的情形:土星的边缘部分显得昏暗,这使得土星看起来像一颗棕黄色的玻璃珠而不是一个扁平的圆盘,周围如剪纸般的光环更是为其增添了少“亮点”。

  土星在其光环上投下的阴影为土星增添了绝妙的立体感,你可以获知阳光是从哪边入射的。

  光环在星体表面的投影是十分暗淡的,且时有时无。从地球的角度看,光环的投影每6个月从其一侧变换到另一侧。当阴影位于外侧(朝向我们这一侧)时,土星显得更加漂亮。一道淡淡的黑线将光环与星体分离开,增添了立体感。

  在良好的观测条件下,你可以利用小型望远镜看到光环的细节。最明显的是A环及B环间的卡西尼环缝。能否看到这条环缝是对大气视宁度及望远镜光学质量很好的经验。光环的明暗分布也很容易观测。外部的A环要比内部较亮的B环暗一些。在我看来,不论是A环还是B环,它们都在卡西尼环缝边缘有部分的增亮。

  星体表面存在暗带和亮区。他们要比木星表面的环带模糊许多,而我甚至无法从模糊的望远镜中看到这些环带。当然,你可以观测土卫。通过一个2英寸口径的望远镜能看到泰坦,而借助于一个10英寸的望远镜可以看到半打的土卫。

  以上是土星带给普通观测者的礼物——事实上还有不少其他值得观测之处。

进一步观测

  利用一个6到8英寸口径的高质量望远镜,在一个观测条件良好的夜晚,可以看到土星环系更有意思的部分:A环外部是所谓的恩克(Encke)环缝——一般很难被分辨出来。在一个视宁度良好的夜晚,我使用12.5英寸450倍的反射镜首次观测到了恩克环缝。

[图片说明]:1981年“旅行者1”号探测器拍摄的土星环颜色增强照片,当时“旅行者1”号探测器到土星的距离为160万千米。除了F环之外,从地球上可以看到图中标出的所有特征结构。

  土星的环系还有许多其它的暗带,月亮和行星观察协会(ALPO)的联系人Ulius Benton声称至少有12个暗带可通过更大口径的望远镜观测到。“其中只有4个的可见度随观测时间的不同而发生周期性的改变。有趣的是,这些暗带的显著性及位置都不时地有微小的起伏。

  C环:呈朦胧的纱状,有时极难辨认,而有时又极易寻找。许多人可能无意中观测到C环却不知道那是什么。当环系在土星表面的投影朝向我们时,C环便极易被观测到。B环内部靠近中央星体处的暗区便是C环。

  环带的变化:对于长期坚持观测土星的爱好者来说是极其明显的,这是持之以恒带来的收获。把观测到的环带画下来是最好的记录方法。你的望远镜口径越大,就越容易观测到更多的细节。

  斑点及一些偶尔出现在土星星体表面的现象:大斑点大约每30年出现一次,其他次要的暗斑出现得比较频繁。为了预言在同一区域何时会再次出现类似的斑点,请先记住土星赤道部分的自转周期为10小时14分钟。高纬部分旋转较慢,周期约为10小时38分钟。

[图片说明]:1994年9月份土星上出现了一个罕见的风暴,在图中是位于赤道白色的箭头状的结构。

  土星表面的颜色同样有变化,但较难察觉,最好的记录方法是利用红色、绿色和蓝色滤光镜分别进行观察,记下各区域间的相对亮度。奇怪的是,环系内外两侧的颜色会有一些不同。你不妨使用红色或蓝色滤光镜,观察其一边看起来是否比另一边明亮。

  综合起来说,我发现黄色滤光镜能够增强整个土星的对比度,这种效果可能是通过增强土星大气湍流的区别而得到的。一个浅绿色的滤光镜能够稍微增强星体表面暗区和亮带的对比度。

[图片说明]:哈勃空间望远镜在2000年11月得到的土星照片。






出自:Sky & Telescope
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2001-2009 火流星工作组制作


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