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發表於 2011-8-3 21:44
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土星觀測　　　　　　　　　　　　　 劉佳能
　　土星環繞太陽公轉的周期約29.5年，土星衝現象相隔約378天便出現一次。由於土星環與土星的公轉平面有27度夾角，在地球上看，土星環傾角會隨時間而改變，並且每隔約15年橫向地球一次，在小型望遠鏡中消失。由於土星的光線來自反射太陽光，土星環傾角愈大土星便愈明亮，有利觀測和拍攝。上次土星環傾角達到最大在2002年8月，下次在2017年11月。上次土星環橫向地球在2009年9月，下次在2025年3月。

土星環傾角變化
　　在2000年開始學習數碼攝影後，筆者差不多每年都有拍攝土星。當土星環傾角達到最大，除了亮度增加，有利觀測、拍攝外，我們還有機會觀看到土星的南極區域或北極區域。以下圖片大致記錄了這些年間土星環傾角的變化。2010年前土星採用C14加Philips Toucam拍攝，其後採用C14加Imaging Source DBK21拍攝，合成焦比都是F31.5。
http://forum.hkas.org.hk/attachments/month_1108/1108032108b4b0ec4f533d3e94.jpg
http://forum.hkas.org.hk/attachments/month_1108/110803210912b6abe91491fc9b.jpg

土星方位、中央子午線經度及其他拍攝資料
　　方位：筆者拍攝的行星照片，發布前都會校正方位，南向上北向下，這主要是跟從國際做法，以牛頓反射鏡的目視視場方位為準，亦便於日後需要比對照片時，能即時拿自己的照片跟別人拍攝的比對。照片左上角的S是South，南極，F是Following，即離開暗面的方向（土星自轉的方向）。有些同好還會標示P（Preceding），即進入暗面的方向。

中央子午線經度：Central Meridian Longitudes簡寫CM。土星表面不是固體，我們看到土星球體上的橫紋，都是土星的大氣現象，無法以固定地標來做為經度訂定的依據。因此科學家經過長期觀測與校訂，最後訂出以格林威治時間1969.06.28（JED 2440400.5）為起始點，已經可以計算出在地球上任一時刻所看到的土星中央子午線經度，提供給觀測者使用。但由於自轉時流體不同部分有不同的速度，赤道部分快一點，是為CM I系統，自轉周期10 h 14 min 00 s，其他部分便是CM II了，自轉周期10 h 39 min 24 s。從無線電波探測，又發現土星自轉周期為10 h 39 min22.4 s，這便是CM III系統。
　　計算土星的中央經度，以及獲取其他行星的基本數據，可以登入The Association of Lunar and Planetary Observers（ALPO）的網頁，下載其免費程式Wimp，以下為其網上連結：http://www.alpo-astronomy.org/jbeish/UpWimp.zip

　　日期、時間：日期和時間我大部分標示為世界時UT，即香港時間減8小時。時間採24小時制。因為多數計算中央經度的軟件都需要輸入世界時，劃一換算為世界時，既方便輸入又方便尋找他人照片作比對。

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發表於 2011-8-3 21:45
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大氣穩定度：在使用菲林拍攝的年代，筆者沒有記錄透明度和穩定度的習慣。2000使用數碼相機拍攝開始，有時我會一併拍攝位於中天的星點，以判斷拍攝當晚的大氣狀況。大氣穩定度以1至10表示，1/10最差，10/10最穩定。具體描述1/10的穩定度，是採用200多倍看土星，連土星環都不能分辨，整個土星有如一顆橄欖的樣子。相反，遇上10/10的穩定度時，恆星的繞射環能清晰呈現。

　　大氣透明度：筆者一直採用的只是一個粗疏的標準，同樣是1至10，以1最差、10最好。大致上，這項資料只是給自己作為當晚透明度相對好壞的一份參考記錄。要客觀記錄下大氣透明度，可以採用Association of Lunar & Planetary Observers（ALPO）的6級標準，以觀測當時肉眼可見星等極限作為等級，例如只見1等星是1級，見6等星是6級。The American Association of Amateur Astronomers亦有一套標準：
0 級　不能觀星：全天密雲，甚至下雨
1 級　極差：大部分天區有雲
2 級　差：部分天區有雲或者嚴重煙霞，可見小北斗七星中的一至二顆星
3 級　有些天區清：有中度煙霞，見小北斗七星中的三至四顆星
4 級　部分天清：有輕微煙霞，見小北斗七星中的四至五顆星
5 級　天清：無雲，肉眼可見銀河和小北斗七星中六顆星
6 級　天空非常清：肉眼可見銀河、M31和全部七顆小北斗七星
7 級　天空極清澈：肉眼可見M33和M81

土星風暴
　　通過天文望遠鏡觀測，大多數時間我們只能從土星表面分辨出一些平行赤道的橫紋，土星大氣出現白斑等是很罕有的現象。2010年12月10日，澳洲天文同好Anthony Wesley使用其14.5吋牛頓反射鏡發現土星北半球出現一個巨大風暴，在今年2月初，風暴已經發展為橫跨超過半個土星的大氣特徵，可惜該時候香港正值霧季，遲至3月13日筆者才能成功拍下風暴的面貌。通過望遠鏡觀察，該特徵有一個較黑的部分，其餘部分比土星本體略光一些，而且微帶綠色。下圖4幅土星拍攝時間前後只相距1小時，從土星北半球的風暴位置（從下圖的右往左移動），可以看見土星已自轉了相當多。但需要留意，由於拍攝當晚的大氣透明度非常低，在曝光不足下，土星嚴重偏了紅色。
http://forum.hkas.org.hk/attachments/month_1108/110803211071cac6d9f5cfb859.jpg
　　這次土星風暴約在北緯30至50多度區域出現。以下兩張土星分別拍攝於世界時4月7日和4月9日，以CMI系統計算，中央經度相差達139度（271-132），但從照片所見，土星風暴東西伸延都達大半個土星。這顯示，由風暴產生的大氣特徵，最少橫跨了200多度，只要照片的解像度夠高，不論任何時候拍攝，都一定會拍攝到這風暴，堪為奇觀。
http://forum.hkas.org.hk/attachments/month_1108/11080321117a9e0c374a29251f.jpg

簡單談談土星的拍攝
　　現今由業餘人士拍攝，世界上最高水平的行星照片，都採用視頻方法拍攝。這方法好處是每秒最多能夠拍攝數十至一百多張單幀。若時間長度相同，採集的單幀愈多，疊加後拍攝物的雜訊便愈少，能夠施以較重的圖像處理，顯現出拍攝
物的更多細節，因此不少人士傾向採用「極速」拍攝。如筆者使用的Imaging Source DBK21攝影機，解像度為640X480像素，最多能夠拍攝每秒60幀的視頻。但每秒60幀，每幀曝光最多便只有1/60秒，曝光這樣短，拍攝月球不會有問題，拍攝木星便往往曝光不足，拍攝土星更會嚴重不足。
3月21日晚上，香港的空氣污染比較嚴重，如果C14採用一貫F31.5焦比拍攝，曝光必須降到1/8秒才足夠，每秒亦只能拍攝7幀。在這樣的大氣條件下，筆者做了一個比較，改以F24拍攝，分別採用每秒15幀、30幀、60幀，曝光則是1/15秒、1/30秒、1/60秒，看那個效果較好。以這次為例，雖然每秒15幀得到的單幀最少，但保持了足夠的曝光，獲取較多顏色訊息，亦得到較高訊噪比，因此最終獲得較佳效果。曝光不足的視頻檔案，雜訊大，容易偏色，要花費很多時間做後期處理、補救，即使疊合10000張也是徒勞，不會有好效果。
http://forum.hkas.org.hk/attachments/month_1108/1108032112d689dca311be180b.jpg