掩星觀測

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掩星的成因

不同天體在太空裏與我們的相對距離也不同。對於我們來說，月球及其它行星比起其它的天體也接近得多。因此，當月球或行星運行的同時，在地球便有機會看到它們遮掩了背後的天體的現象，而這便是所謂的「掩星」。掩星大致共分三種，包括有：


月掩恆星　－意即月球在星空上移動時遮蓋著背景恆星的星光。理論上，月球時時刻刻也發生著掩星現象，但由於月球的亮度非常強勁，因此只有月掩明亮恆星時我們才可觀測得到。

月掩行星　－意即月球遮蔽了在較遠距離的行星，形成一個非常可觀的天文現象。

行星掩星　－意即較大視直徑的行星遮掩了背後遙遠的恆星。


月掩星的四種情況

月掩星一般分四種：光面入、光面出、暗面入及暗面出。

「光面入」在掩星資料的簡稱是（BD），是指恆星在月球的光面消失

「光面出」在掩星資料的簡稱是（BR），是指恆星在月球的光面出現

「暗面入」在掩星資料的簡稱是（DD），是指恆星從月球暗面消失

「暗面出」在掩星資料的簡稱是（DR），是指恆星從月球暗面出現


由於月球的光面非常明亮，因此由月球的光面出或入光的星都會被強光所掩蓋，令觀測非常困難。因此大部分的掩星觀測都是專注在月球的暗面上。如一顆星由月球的暗面進入，星點的光芒將突然消失於暗面中，而因此很多天文愛好者都稱這為「熄燈」現象；如星由暗面走出，星點會突然出現，而因此這樣的現象被稱為「開燈」現象。

觀測方法

一次掩星觀測，除了可作消閑的觀賞外，亦可作為一個有科學價值的觀測。這樣的觀測非常簡單，我們只需要做的是計時工作，得出恆星進入或離開月球的正確時間便可。


要進行這樣有意義的掩星觀測，需要的工具包括有望遠鏡、收音機、計時秒錶、會訊及月面圖。望遠鏡最好以赤道儀承托，因我們將要長時間觀測月球；而放大倍數最好在四十至六十倍之間，因過大的放大倍數會因大氣擾動而引至恆星閃爍不定。利用會訊的掩星資料及月圖可助我們找出發生掩星的位置。而收音機及計時秒錶則是用來對準時間。

對時的方法很簡單。首先我們先把收音機調至香港電台的頻道，聆聽每小時的六下報時訊號。在進行掩星觀測時，首先收聽這六下的報時訊號，待第六下響起時，立即按動秒表（第六下的響聲是指該小時的0分0秒的時刻），然後直至掩星發生時便立刻按停或分段時間（Lap Time），而真正的掩星時刻便是你聽報時訊號的時刻加上秒表上顯示的時間。例如你在凌晨12點以報時訊號對錶，而秒錶顯示的是06分22.53秒，掩星的實際發生時間便是凌晨12點06分22.53秒。

觀測完畢後，可將得出的數據寫在每期會訊的觀測表上，如知道自己的個人差（即按表反應時的誤差）及觀測地點的經緯度，可連同於觀測報告中；並寄回本會。這樣便完成了一次成功的掩星觀測。本會掩星組在整理後，便會把所得的數據轉交到國際掩食計時協會（International Occultation & Timing Association）作實際的計算。


觀測的科學價值

這些得出的時間資料其實是用來修正月球軌道精確數據、月角差、太陽視差、月球質量及因地球本身不規則的自轉速度而引起預報時間與觀測時間之間的差異等問題。因此，掩星觀測是非常有意義的啊！

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掩星觀測的作用

以現代用視頻觀測，用PAL制式25fps的視頻攝像頭，在一幀的解像度，可達 0.04秒的計時精確程度，用50fps 一幅的解像度，可達 0.02秒的計時精確程度。月球相對背景恆星的運行速度大約每秒 0.3角秒，視頻輕鬆地提供了一個相對定位精度為0.012角秒(25 fps) 0.006角秒 (50 fps)的掩星觀測工具。這個精確程度遠遠少於UCAC2 星表的誤差不確定度（通常約為0.03角秒），利用掩星這種高度精確的測量，可以用來修正 Hipparcos 星表上的系統誤差。

此外，日本月亮女神太空船所得的月面數據，與掠掩觀測比較，還不具有用掠掩觀測月球相同的高度分辨率-所以月亮女神探月太空船所得結果仍然不可能取代掠掩和日全食時貝利珠的分析。

還有各地的掩星觀察者也開始利用月掩星測量雙星細節，雙星系統的離角，相對方位角度，相對大小（大部份的雙星系統都欠缺這方面精確的資料數據。）

所以月掩星觀測並非過時的觀測活動，相反它隨著現代觀測技巧的進步，擴展它的觀測及研究領域，延續了過去380年掩星觀測所引起的變化。

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如果用NTSC 制式30fps的視頻攝像頭，在一幀的解像度，可達 0.033秒的計時精確程度，用60fps 一幅的解像度，可達 0.017秒的計時精確程度。月球相對背景恆星的運行速度大約每秒 0.3角秒，視頻輕鬆地提供了一個相對定位精度為0.01角秒(30 fps) 0.005角秒 (60 fps)的掩星觀測工具。

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對於新一代全高清視頻 1920 x 1080p (60 fps)，448 x 336 (240 fps)  及 192 x 108 高達每秒 600 fps 的攝錄機，
240 fps 高速模式每幅畫像的計時解像度達 0.004 2秒，定位精度便達到 0.001 3 角秒；
600 fps 高速模式每幅畫像的計時解像度達 0.001 7秒，定位精度便達到 0.000 5 角秒