天文觀測時如何解決被遮擋以及不同角度觀測的問題?

例如:
1.想觀測的星球中間有其他行星阻擋是如何解決的?
2.想觀測星球的背面是如何解決的?
3.觀測時星球處於背光,能看清嗎?


1.想觀測的星球中間有其他行星阻擋是如何解決的?
我勒個去這可是天大的好事啊,要知道行星掩恆星是比較罕見的天象,而且有很高的研究價值,天王星的光環就是通過分析掩星前後恆星的亮度變化而發現的。

2.想觀測星球的背面是如何解決的?
天體有自轉啊,轉過來不就看到了?不過有一個例外,就是月亮,由於潮汐鎖定一直是同一個面朝著地球,這種就只能發射探測器繞到後面去觀測了。

3.觀測時星球處於背光,能看清嗎?
「背光」是指距離太陽角距離過近吧?那就不觀測唄,等太陽跑遠了再說。


專業天文觀測中:

1.如果不需要藉助這種阻擋,會避開阻擋發生的那段時間。(其實這種阻擋太罕見了。。。一般都會加以利用)

2. 這要看你是觀測什麼星球。太陽系內的行星和衛星除了月亮外都會相對於我們自轉,不存在背面的定義。月球有背面,要看只能發射探測器到背面去看。其他距離很遠的天體,也不分正面背面,恆星類的都認為他們是各個方向同性質的,背面跟正面一樣,並且他們一般都只是作為一個沒有大小的亮點存在。不是各向同性的天體,比如星系什麼的,就只能通過各種手段,從一個側面的觀測推斷其全貌了,這其實是一門很深的學問。

3.「背光」只存在於地球和太陽之間天體把。這種情況沒法觀測天體本身,但也能做很多事情,比如太陽光經過日地之間的行星的大氣層時,會受到大氣的影響發生一些改變,觀測這種改變就可以研究行星大氣的成分等等。

總之題主你的這三個問題在天文研究領域對應的都是很實用的技術其實。。。。通過這些簡單的現象,往往能發現很多了不起的結果。


問題1,有行星阻擋
記得前幾年金星凌日嗎還,各路媒體大呼百年一遇..
在太陽系範圍之外這種掩星現象是大好研究恆星和行星的機會,比如根據掩星時的光譜分析行星有否大氣,大氣什麼成分;由於未知行星掩星造成的恆星微小光度變化是發現地外行星的好機會;太陽系內的掩星(一般叫凌日,不過也有例外,叫日食..)觀測精度可以很高,早起對太陽的知識絕大多數是從掩日的來的;順便還有,愛因斯坦老人家的相對論,也是1919年愛丁頓小朋友帶人在非洲觀察日全食證實了光線可以為引力所彎曲而證明。

由於恆星體積和亮度遠大於圍繞的行星,即便被阻擋住,實際也無甚影響,該幹嘛幹嘛..偷窺女神的時候不會因為有蒼蠅飛過就認為女神是蒼蠅吧...

問題2,星球背面

恆星正面背面被認為都是一個樣;行星會公轉也會自轉,總是會把後背露出來;唯一看不到全貌的是月球,只能因為天平動看到背面的18%。
至於太陽系外星球,唔..能光學觀測到已經很困難了,即使露出背面也看不到什麼細節..

問題3,背光

這個問題其實跟問題1很像,而且我實在想像不出有什麼東西能成為太陽的背光..至於這個星球是指行星的情況,沒關係啦,金星水星跑的很快一會就出去了..


我來詳細的回答一下樓主例如裡面的第一個問題吧,希望能給題主的大問題提供一些思考方向。

既然題主想問如何解決,那麼我們就不得不知道這兩個尺度
a). 背景被遮擋的星體角直徑(Angular diameter)和前景遮擋行星的角直徑大小關係
b). 背景星體和前景行星或行星系統的遮掩時長 (duration)(或者說是兩者之間的相對運動速度)
我們還得知道一點:觀測手段無非兩種測光(photometry)和光譜(spectrometry)。(這裡忽略其他手段,比如成像,事實上對於太陽系以外的星體光學或射電的干涉可以直接把遮擋和被遮擋天體天球投影形狀給成像出來)

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如果 b) 情況中的遮掩時標比較短,那麼沒有問題,我們等一等再觀測就是了 so easy。

  • 事實上我們天文學家才不會等呢,遮擋的過程中我們可以通過流量(flux)的變化得到很有用的星體多種參數,例如: *掩食 Transit (astronomy) 和 微引力透鏡 Gravitational microlensing*;通過光譜我們可以得到恆星自轉面和行星公轉面的相對傾角 Rossiter–McLaughlin effect),甚至於行星的衛星,大氣以及生命跡象。

如果掩食的時標很長很長,那就不得不比較角直徑的大小了。

  • 若行星的角直徑比背景恆星的角直徑大的話基本沒辦法觀測了(由於行星的質量小,我們也看不到強引力透鏡 Strong Lensing 所產生的愛因斯坦環 Einstein Ring)。
  • 相反若行星的角直徑小於背景恆星的角直徑(比如說自由漂浮行星Rogue planet很慢的自行速度一直遮擋著背景的光源),遮擋住的天體總歸有部分是暴露出來的,我們雖然不能移走前面的遮擋體,但是只要可以得到光,我們還是可以研究局部性質的。

回答還有待修正。


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