太阳黑子的移动
- 2013年12月12日
昨天和今天拍的十帧太阳的照片。连在一起看,可以看到因为太阳自转引起的黑子平移。中间有一个比较大的跳动,因为中间隔了十九个小时。
问:有没有可能是地球自转公转造成的错觉,仿佛太阳在转呢?
答:地球自转的偏移量太小,不足以看出这样的移动。地球公转的方向是逆时针的(从太阳系北极往南极看),只会使太阳黑子在视觉上朝图中相反的方向移动。
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昨天和今天拍的十帧太阳的照片。连在一起看,可以看到因为太阳自转引起的黑子平移。中间有一个比较大的跳动,因为中间隔了十九个小时。
问:有没有可能是地球自转公转造成的错觉,仿佛太阳在转呢?
答:地球自转的偏移量太小,不足以看出这样的移动。地球公转的方向是逆时针的(从太阳系北极往南极看),只会使太阳黑子在视觉上朝图中相反的方向移动。
看到Photoshop里的“窗口…时间轴”功能,忍不住拿它练手,把去年拍的金星凌日过程做了个动画。共用了21帧画面,每两帧的间隔200毫秒,代表20分钟的摄影间隔。
最不易把握的是太阳的倾角,因为太阳在拍摄过程中从地平线升到天中央,加了滤光膜之后周围一片黑暗。如果不把太阳“调平”,金星的位置就会跳来跳去,画面就不连贯了。还好,当天太阳表面有几颗太阳黑子,可以帮助我把太阳固定住,只让金星在画面里移动。
太阳黑子也不完全可靠,第一帧画面和最后一帧,无论如何旋转、平移,都没法让日轮和黑子同时吻合,这说明太阳在这拍摄的6个小时里发生了自转,使得黑子们在日轮里面悄悄偏移了。
测量22:15到3:30 UTC的黑子偏移,这5小时15分钟里,它们向右(太阳认为的东方)平移了10个像素,相对于384像素的太阳直径,10个像素相当于2.98度(10×360/384π)。运算得出太阳在黑子处的自转速度是13.6度/地球日(2.98×24/5.25),和太阳的实际情况吻合。
还是说清楚某事,帮助别人进步。
话说俺那篇《美图中的天文硬伤》被转过500次之后,北京天文馆馆长转此文给下属刊物和俺约稿。
次日晨,《天文爱好者》私信来“约稿”,俺答应后,刊物把编辑的微博号给俺,说,去和他联系即可。
俺发现自己忽然成了客场,从面壁的达摩变成了立雪的慧可……心里劝着自己“不要执著”,还是去找那位编辑私信“投稿”,寒暄也先说了:你家杂志介绍来的。
私信发完,一上午无回音。俺告诉刊物了,刊物说,你再试试他的信箱……这是准备壁上观的架势了。
下午编辑那边回:“看到了,你就是写了某题目的?”
俺不浪费生命了。还是和真正的一级馆打交道愉快些。另外俺也晓得,杂志看到馆长的话,必须奉命做个姿态,其实过后大家都不记得的。
常见到做系列图——如四季、十二月、二十四节气——里,使用星、月等天体作为画面构成元素的,美则美矣,却有硬伤。有些后期制作的图,在熟悉天空的人们眼里看来,十分别扭。这里举例说明,希望能对制图人有所帮助,让自己的图片更加浑然天成。
下面这四联图是从@呼吸不能说-breath制作的《月相·朔策》里挑选出来的:
《新月》是一个人站在汀洲上,水中倒映着繁星和一弯新月,很美,但是这样的月亮不可能出现。月球是被太阳照亮的,所以它发光的一侧永远对着太阳。如果新月的倒影弯向右下方,那么太阳的位置在哪里呢?必然是在高于月亮的天空中了。这样的大白天,是看不到新月的。
《渐盈凸月》的雪山,真实的光源是在左上方,所以能看到那样的明暗阴影。而月亮却被P到了右边。这就不是天文知识的事儿了,是素描基本功的问题。这幅图应该是用一张白天的照片加工出来的。
《满月》就有点惊悚效果了。熟悉北京的人们一眼就能认出,建筑是著名的午门,坐北朝南。图片意味着月亮出现在正北方的天空,清宫鬼片的开头。从左侧建筑的阴影能判断出,这也是一张白天的照片加工而成的,拍摄时间应该在下午一两点左右。
@NASA中文: 重大新闻,旅行者1号已确认飞出太阳系(博主注:无争议用词是“日球层顶”Heliopause) ,正式进入星际空间!(北京时间2013年9月13日02:16)
@NASA中文: 旅行者1号的下一个目标是Gliese 445,大约40000年后从距离它1.6光年的地方飞过,大约要到73600年后才会接近现在距离太阳最近的半人马座比邻星。
刚看到时想,为什么它要绕远到Gliese 445呢?再一查,是人家找上门来了,4万年后比比邻星离太阳更近。这期间,如果人类的知识被自己作孽清零过,或许会在那时称它为“比邻星”——假如那时的科学重构到会测量恒星距离的话。
下图来源于维基百科,是已知最靠近太阳的、及正在高速靠近太阳的恒星在8万年内的动向。目前已知自行最快的巴纳德星将在1万年后追平南门二并迅速远离,无法取代比邻星的“比邻”称号,2万年后,离太阳最近的恒星由南门二、Ross 248、Gliese 445轮流担任,而后回到南门二手里,但最终,南门二和比邻星作为“三体”,将互相旋舞着远离我们而去。
从1977年发射以来的36年,旅行者1号飞了多远呢?187亿公里。这段路如果让光来走,就是17小时23分钟。比邻星多远呢?现在离我们4.22光年。在下面这幅图里,旅行者1号还没有飞出1/300个像素……
月亮围绕地球公转的轨道是一个椭圆,所以它有时远有时近。当它离地球很近的时候,就显得大,如果恰逢满月,就出现了所谓的“超级月亮”。这个词并非天文术语,只是大家觉得好玩这么叫。
2013年6月23日,月球运行到近地点,恰逢满月,于是出现了一个“超级月亮”,张角达到33’45″,比一般的满月(30’左右)大10%。这倒不是很稀奇的事情,一般来说,月亮的张角在29.5’(当它位于远地点时)和34’(近地点)之间徘徊,近地点赶上满月,大约每1.13年一次注。
虽然这个满月比一般的满月大10%,月至中天时,由于缺少参照物,人眼很难留意到它有什么不同,所以这里的“超级”是从数据上来说,而非视觉效果上体验。占满半个天空的月亮是绝无可能出现的,最大最圆的月亮,也可以用自己伸到最远的小手指轻易地遮挡。
第一张图是今晚的“超级月亮”,第二张图是2011年12月10日的普通月亮(那一天也不普通,其实有月全食),第三张图是它们的大小对比。前两幅图都标了月球的视张角,由Stellarium天文软件推算而得。
在Photoshop上测得大月亮宽306个像素,小月亮宽275个像素,306/275 = 1.112,和Stellarium推算的张角比例相应:33’45” / 30’18” = 1.114。两次拍摄都是使用Canon 5D Mark II + 小白,把月亮拉到最近。
注:如果月球围绕地球的公转轨道是稳定的,那么近地点赶上满月的周期是每年一次。但由于近地点在缓缓地进动,方向和月球公转方向一致(从西向东,或者说,从北极向南极方向看为逆时针),周期8.85年,于是每年这个重逢的日子都要推迟48天左右。
虽然是最不信末日谣言的,我还是从天文角度客观公平地提醒一下,早在北京时间昨晚8点,21日已经在世界的某些地方开始了,而直到明晚8点,21日才会从世界的所有地方消失。末日说还是有机会翻盘的。