怎样搜索STEREO彗星

作者:阮建高

前言:

2009年4月8日,我有幸发现了一颗STEREO彗星——C/2009G1,早就有跟大家分享这个经历的念头,而由于学习的原因,未能如愿。2009年末,随着SOHO项目的即将停止,我觉得是把我在搜索STEREO彗星时所学到的东西跟大家分享的时候了。本文所写的内容是告诉大家怎样去搜索STEREO彗星的,其中一些资料和图片来自许文韬的网站comethunter.lamost.org.

 

一, 什么是STEREO

STEREO(全称Solar Terrestrial Relations Observatory,日地关系天文台)是由Delta II火箭于2006年10月25日在美国弗罗里达州卡那维拉而角送上太空的。它是一对双子探测器:其中一个运行在地球公转轨道前方不远处,叫STEREO-A,另一个运行在地球轨道后方不远处,叫STEREO-B。前者以每年约22度的速度逐渐移至地球前方,后者则以约22度的速度移向地球后方。每个探测器上都分別携带着一个叫做日地关系日冕和太阳风层探测器(SECCHI)的仪器。 SECCHI由COR1和COR2日冕仪构成。STEREO被用以太阳空间物理的观测,可以得到关于太阳的三维图像。

 

 

图片说明:STEREO两个探测器同时观测太阳。

 

 

以下是关于各个设备的资料:

COR1:类似LASCO C2的內层覆盖日冕仪。拍摄范围是1.1 - 3.0个太阳半径;图片格式是2048x2048;解析度是每像素7.5角秒;滤光波长是650-660 nm,拍摄星约10-12等左右。此设备拍的图片只能用以亮彗星的搜索,一般比较少用。

 

COR2:类似LASCO C3的外层覆盖日冕仪。拍摄范围是2.0  15个太阳半径;图片格式是2048x2048;解析度是每像素15角秒;滤光波长是650-750 nm,拍摄星约10-12等左右。在彗星搜索中这种图片比较常用。这里说明一下,COR所拍摄的图片,所选用的波长不在Kreutz族彗星的波长范围内,所以只有中等亮度以上的彗星能在COR中被发现。

 

太阳风层成像仪(HI):外层覆盖日冕仪。不过与COR不同,它的遮掩盘在视场边缘而不在中心。HI由HI-1和HI-2構成。HI-1:图片格式是1024x1024,解析度每像素35角秒,沿黄道3.28-23.28 度(大约是12  92个太阳半径)拍摄,拍摄星可达14等。HI-1图在彗星搜索中是最常用的,现在大部分发现的STEREO彗星都是在这里找到的。HI-2图片格式是1024x1024,解析度每像素240角秒,沿黃道18.36-88.36 度(大约是73  318个太阳半径)拍摄,HI-2图片在彗星搜索中不常用,但是用于它的宽视场(可以覆盖黄昏和凌晨的夜空),它可以观测到较亮的地面可观测彗星。

 

 

 

图片说明:COR和HI-1拍摄视场范围对比,左边黑白图为HI-1,右边为COR。

 

 

 

二, 什么是STEREO彗星

STEREO彗星就是利用STEREO探测器拍摄的图片所发现的彗星。一般是掠日彗星(指近日点离太阳较近的彗星,如Kerutz族彗星)和少量的非掠日彗星。典型的STEREO彗星如下图:

 

 

HI-1A中的一颗Kreutz族彗星

 

HI-1B中的一颗非族彗星(C/2009G1)

 

COR中的一颗Kreutz族彗星

 

 

三.STEREO彗星出现的规律

最普遍的是Kerutz族彗星,它们一般向着太阳的方向移动,越来越亮,并且呈现彗星特有的模糊形状。以HI-1图为例,他们1,2,3月份出现在HI-1A图中,8,9,10,11月份出现在HI-1B图中,而12月则HI-1A和HI-1B中都可以看到,4,5,6,7月份则在HI-1图中难以见到。

还有少量的彗星是非Kerutz族彗星,他们一般从图片边缘进入,移动缓慢,像一个小棉花团。

HI-1图中,彗星一般会在过近日点前一天出现,而图片边缘到近日点有约16个小时的行程,所以彗星会在离开图片边缘前10个小时左右出现。(不过,由于STEREO卫星还在不断调整轨道,这个时间关系也在不断改变,要靠自己不断摸索。)

而在COR中,一年四季都可看见。

 

 

 

 

四, 搜索的步骤

1,下载并处理图片

首先,在这个网站下载图片,最少20张以上:

http://stereo-ssc.nascom.nasa.gov/data/ins_data/secchi/L0

 

下载的步骤:

以下载2009年12月1日的HI-1B图片为例

首先,进入页面,选择“b”,在出现的网页那里选择“img”,进去后找到2009/12/01的选项,进入,用快车等工具下载,也可以另存为,这样稳定些。

 

 

 

  

 

下载后你会发现,下到的图片是fit格式的,无法使用ACDsee等看图软件直接查看,这时候我们就需要名为“fitswork”的软件来处理图片,软件可以去网上下载,也可以去STEREO彗星搜索群-80668872下载。处理过程如下:

 

首先,打开fitswork,选择Datei (文件)- Masterdark/-flat erstellenMasterdark/-flat构筑),然后会出现以下的界面,按着编号的顺序做:

 

 

然后出现这样的页面:

 

点击“OK”,然后你就能得到一张名为“fit”的文件,这是去除星点之后的背景图片,接下去的工作就是利用这张背景图片将各个图片的背景去掉,只留下星点:

选择Datei(文件)——Öffnen(打开),找到你存放图片的地方,选中名为“fit”的文件,打开它,再重复Datei(文件)——Öffnen(打开),打开你要处理的图片,可以打开多张。要处理的图片在前,键盘上按住“F11”,也就是“Bearbeiten - (Hell-)Bild dividieren「(有偿)图片除法」,然后就可以得到一张具有星空的图片了:

 

 

 

然后可以用这个工具提高图片的质量:

 

 

 

由于fit图片跟拍摄时候的方向是上下颠倒的,保存前先颠倒图片,并且以普通看图软件能查看的格式保存(如png等):

 

 

 

如果处理得到的图片效果还不是很理想的话,这时候你可以用ACDsee,Photoshop等工具来近一步编辑曝光度和对比度,最后以gif格式保存。下面是一张处理好的图片的局部,可以看到太阳抛出的日冕物质(CME)。

 

 

其实处理图片的方法有很多种,这里介绍的只是其中一种而已,有兴趣的同好可以去许文韬的网站看一看,其实我也是从那里学来的。

PS:也可以到这里下载PNG格式的图片,不过质量比较次些,暗的彗星难以找出来。

2,进行搜索

1)搜索方法

将处理得到的图片导入邓浩同好开发的软件“comethunter”里面,不断切换图片,寻找移动的天体,一般需要放6张图以上,因为彗星的位移不是很大。

发现目标以后,逐张双击彗星所在的位置,最后生成报告,此时生成的报告是以图片像素坐标的形式出现的,最后复制报告,以备上报。

 

 

2)搜索技巧

搜索的技巧是由经验积累而来的,这里是几点我总结出来的一些计技巧:

图片的切换应该快速,因为彗星位移很小,不然不易找出。

可使用反底,也就是白底黑星,这样容易找出较小的彗星。

图片中经常出现小行星,他们是横向移动的,而且位移极小,不要被他们迷惑。

 

3,上报彗星

当你认为你发现了一颗STEREO彗星以后,你应该查看SOHO彗星报告页和STEREO彗星邮件组,看是否别人已经上报,确认不是已知彗星以后,将报告发往STEREO彗星邮件组:

http://tech.groups.yahoo.com/group/stereohunter/

 

上报要提供图片的日期,类型和彗星的像素坐标,坐标原点,而且坐标最少要有6个以上,最后写上你的名字。

上报以后会有其他搜索者为你判断或者专家直接判断。

 

4,彗星的后期测量和认证

 

这个就交给专家来做吧,你最后会在这里看到你发现的彗星被公布出来:

国际小行星中心的公告:http://cfa-www.harvard.edu/mpec/RecentMPECs.html

 

五, 国内外STEREO彗星搜索的现状

STEREO探测器发射以来,由于SOHO卫星的存在,目前只发现了37颗彗星。37颗中有31颗为外国搜索者发现,只有6颗为我国爱好者发现。

其中还发现了3个特别亮的克族彗星,亮度最亮的达到了将近-2等。

随着SOHO项目的停止,相信STEREO会发现越来越多的彗星,并且可能会有更多的地面可观测的STEREO彗星的发现。而且竞争会越来越激烈。

 

六, 结束语

我有机会发现一颗STEREO彗星并撰写此文,得利于许文韬同好的大力帮助,在此表示感谢。他的网站comethunter.lamost.org包含大量关于STEREO彗星的相关信息。

希望大家将SOHO彗星搜索的精神用在STEREO彗星搜索上,争取更多的发现。

最后,由于作者水平有限,如有错漏,恳请指正。