Disturbed Universe

月球觀測初階 作者：趙世英 對廣大天文愛好者和天文普及教育工作者來說，掌握月球的光學觀測，實為一技之本。 由於月球的視面大，表面清晰可辨，可觀測的專案多，而且通過認真的觀測，比較容易獲得觀測成果，因此，月球觀測是進行天文普及教育的最生動最真實的活動。 380 年前，枷裏略發明了望遠鏡後首先把望遠鏡指向了月球，就獲得了驚人的發現。過去，許多月面觀測都是由素質極高的天文愛好者來承擔的，其中不少人以此方面的 成就躍居月面學家。 觀測專案 因為月球觀測的條件特別有利，所以觀測項目十分豐富。現簡述於下： 月面整體結構的觀測 月球正面結構千姿百態，有十九個月海可見。每個月海都各具特色。綿延著十五個著名的山脈，它們巨峰突起，怪崖崢嶸。環形山更是比比皆是。 月相變化的觀測 從月牙到皓月，一直倍受天文愛好者們的青睞。對月面明暗交界線區域的觀測是撓有情趣的。在一年中，月面上每個區域要被明暗界線掃過25次，也就是要產生25次不同角度的陽光照射。 月面局部區域的特殊觀測 比如對雨海環境的觀測，對科希峭壁的觀測，對哥白尼環形山、第谷環形山、阿裏斯塔克環形山，以及它們的輻射紋的觀測等等，奇情異景，躍然入鏡。 月球天平動的觀測 由於月球天平動的影響，月球在南北方向上(即上下方向)有±6。．7的變化，就像是在抬頭和點頭。在東西方向上(即左右方向)有± 7。．6的變化，又像是在跳搖擺舞。因此，我們從地球上看到整個月面的59％。長期的目視觀測你會親有所感，長期的照相觀測，你可以獲得月面這種奇妙的留 影。 月球視直徑變化的觀測 由於月球軌道是橢圓的。它和地球的距離總在變化之中，從地球上看到月球視直徑也是在29'22-一33'26-之間變化的。憑肉眼 絕對感覺不出，但是，從月球過近地點和遠地點的照片對比中，可以明顯地反映出來。如果你的天文望遠鏡物鏡焦距是1000毫米，那麼，月球像的直徑是在8． 4-9．6毫米之間變化。 月球“灰光”的觀測 所謂灰光，就是在彎彎的月牙時，太陽沒有照到的月面部分也依稀可見，這是由於地球反射的太陽光照到月面上的緣故。 月食和月掩星的觀測 如果你掌握了月球的一般光學觀測，那麼，遇到這兩種天象時，你就完全可以得心應手的觀測了。 觀測儀器的選擇 這裏所說的光學觀測，指的是通過天文望遠鏡的觀測。那麼，用什麼類型的天文望遠鏡觀測月球最理想呢? 首先談談對光學系統的要求；因為月球屬於有延伸面的天體，主要是觀測月面的細節。所以天文望遠鏡的分辨本領要強才行。 分辨和望遠鏡的有效口徑有如下的關係：6＝140/D、D為有效口徑，以毫米表示。若要分辨月面1角秒的細節，則望遠鏡的有效口徑起碼得140毫米才行。 當然，這也絕不只是一味追求望遠鏡的口徑大，聚光多。而前題是要求望遠鏡光學系統消除色差、球差和彗差。一般來說，較優良的折射望遠鏡物鏡都是由兩塊透鏡 組成，目的就是為了消除這三種差。 同時，折射望遠鏡的相對口徑通常在1/15～1/20。它們的焦距長，底片比例尺(也就是底片上天體的線大小)較大。而反射望遠鏡的相對口徑往往在 1/3.5～1/5，比折射望遠鏡大。反射望遠鏡產生的儀器散射光也比折射望遠鏡大。因此，一般說來，折射望遠鏡比反射望遠鏡更適合月球觀測。施米特一卡 塞格林式和馬克蘇托夫一卡塞格林式望遠鏡也適宜觀測月球。誠然，質量好，並且視場較小的反射望遠鏡也可以觀測月球。折射望遠鏡物鏡口徑不要小於5釐米，反 射望遠鏡物鏡口徑不要小於10釐米。 其次，對機械系統的要求，最好是有跟蹤的赤道裝置。只有這樣，才能進行上述各項系統觀測。-、第三，對目鏡系統的要求是應備有多種目鏡。目視觀測要定位繪圖，有十字絲裝置的目鏡較理想。如果有動絲測微器就更好了。 觀測地和天氣的選擇 為了儘量獲得高清晰度的月面細節，最大限度地發揮天文望遠鏡的本領，觀測地點和天氣狀況的選擇是很關鍵的。 1、觀測地點：望遠鏡不要直接架在水泥地面上。尤其是夏季，水泥地面的氣流變化大。冬季也不要架在有雪水的地面上。觀測地要儘量減小外界的震動和煙塵的污染。最理想的是望遠鏡處在居高臨下，周圍或觀測方向上是草地、或水域、或泥土地的開闊區域。 2、天氣：一般說來，雨雪過後的晴天，大氣的透明度極佳，然而，寧靜度往往極差，這時拍下的月球照片，遠不如目視清楚。這就要觀測者根據本地小氣候的規律，掌握觀測時機。 觀測方法 從前面所述觀測項目可以看出，我們主要觀測的是月面形態。為此，只介紹目視觀測和照相觀測。 目視觀測目的就是認識月面環境，瞭解特殊結構，'進而繪製月面圖。什麼樣的月相最適宜目視觀測呢?人們往往迷戀於滿月的多姿，陶醉於它柔和的光輝。其實， 這時通過天文望遠鏡觀測，它光強刺眼，細節完全不清，月視觀測最好的日於是弦月前後。這時月光撫媚，立體感很強，月面就像石膏藝術品一樣，呈現在觀測者面 前。 目視觀測用多大的放大倍率月鏡呢?選擇目鏡主要考慮兩點：其一，選擇適當的放大倍率，而不是越大越好。我們知道，眼睛對目鏡視場內細節的分辨本領約為2角 分。如果你要觀測月面1角秒的細節，必須把它放大到2角分以上才行。也就是要選用放大120倍以上的目鏡。從衍射理論看，只要能看清天體望遠鏡就算發揮了 最大本領。要想再追求高倍率也無濟於事。而且，由於大氣抖動，要想看清0．2角秒以下的細節，那是根本不可能的。觀測月球最好的放大率為有效口徑的1．5 -3倍的數值。顯然，望遠鏡的有效口徑越小，選用的放大率也相應的要低。其二，放大率越高，視場越小，視場越暗。一位月面學家說得好：-對月球的觀測，清 晰比大小更有價值。-因此，每次觀測前，根據觀測目的，選用幾種目鏡試一試，然後從中再定。 如果要繪圖，首先應定比例尺，畫出預定的月輪，繪出月面中央子午線和東西線。有條件的還要算出(或查出)、月球的球面位置：月球自轉軸的方位角P，通過視 面中央於午線的經度L0，視面中心的緯度B0。繪製時，要從靠近月輪中心區的特徵開始。對一些重要細節結構，應用測微器測出位置和大小。 目前天文學家已編制出幾種月面詳圖。天文愛好者們通過自己的觀測對月面的認識會更深刻，更有意義。 照相觀測只要有一般攝影常識，通過天文望遠鏡進行照相觀測是不成問題的；照相觀測可分為兩類：全月面照相和局部放大照相。 關鍵是要弄清月亮在底片上成象的尺寸。這與所用望遠鏡的焦距有關。即有關係式：d＝3F‧tg(Θ/2)，d為底片比例尺，F為物鏡焦距；以毫米表示，為 月亮在天球上的角直徑，大約為30角分。若你的望遠鏡物鏡焦距為1000毫米，則在焦平面處的月亮直徑約9毫米。南京天文儀器廠生產的120折反射望遠鏡 的物鏡焦距為1500毫米，則月亮在底片上的直徑約13毫米。 不同月相的露光時間是不一樣的。一般說來，在天氣較好，月亮的地平高度在20度以上的情況下，如果用21Din黑白膠片拍攝的話，露光時間可參考下表： 日期 農曆初五或二十六 上弦或下弦 十二或十九 十五或十六 相對口徑1/12.5 1/2秒或1秒 1/8秒或1/15秒 1/30秒或1/60秒 1/60秒或1/125秒 往往有人以為滿月的面積是弦月的兩倍，亮度自然也是兩倍。實際上決不是這樣簡單的比例關係。測量表明，滿月亮度是弦月亮度的12倍左右。若以滿月的亮度為100計算，將月亮在幾種位相角時的亮度列於下表： 位相角 亮度 滿月前 滿月後 00 100(滿月) 100(滿月) 300 46.6 46.3 600 21.1 21.1 900 8.3 7.8 1200 2.5 2.6 1500 0.4 0.4 1800 0.0(朔) 0.0(朔) 這裏只講了一殷的情況，關鍵還是通過自己的實踐，多練習，多總結，逐步摸索經驗，提高水準，不斷集聚成果。