2004/11/14更新

SOHO彗星搜索入門

作者:新疆省 高興 老師

一、FAQ

1、什麼是SOHO彗星
通過分析SOHO衛星拍攝的照片而發現的彗星一般稱為SOHO彗星。
SOHO(Solar & Heliospheric Observatory)計劃是由歐洲空間局(ESA)和美國航空航天總署(NASA)聯合開展的合作項目,主要參與國有美國、法國、德國、烏克蘭等國。SOHO衛星上包括有LASCO(Large Angle and Spectrometric Coronagraph)、EIT(Extreme ultraviolet Imaging Telescope)、SWAN(Solar Wind Anisotropies)等12種主要觀測設備,可以有效地對太陽本體、週邊甚至是整個太陽系範圍內的活動實施觀測。自1995年12月投入運行以來,在太陽活動及太陽系空間環境等方面取得了不少成果。
由于SOHO所拍攝的圖片是國際共享的,所以,業餘天文愛好者們也可以及時獲得並分析圖片上的信息。1999年8月1日,澳大利亞的天文愛好者T.Lovejoy在SOHO衛星的圖片網站LASCO系列圖片中連續發現了SOHO-74、SOHO-75兩顆彗星,開創了一個業餘天文與互聯網結合的嶄新領域。從此,更多的天文愛好者不斷加入到了SOHO彗星發現的行列,競爭也越來越激烈,竟然把專家們都紛紛擠出了發現擂台。(2000年專家只發現了少數幾顆,2001年只發現了1顆,顯示了業餘愛好者在這一領域的巨大熱情和強勁實力!)。

2、尋找SOHO彗星必須的設備是什麼?
你需要一台能夠訪問INTERNET的電腦。最好連接的是寬帶,對顯示器要求要稍高些,大小最好在15英寸以上,一台清晰、對比度高的顯示器對辨別暗弱彗星很有幫助 。
你還需要一些可以瀏覽圖片的軟件,比如:畫圖、ACDSEE、PHOTOSHOP等等,我推薦大家使用上海鄭浩專為SOHO彗星搜索編寫的軟件Comethunter,可到http://hallosky.lamost.org/down/comethunter/comethunter.htm下載。我也建議將IE瀏覽器換成傲遊(MyIE2),該軟件的自動刷新功能和佔用資源小的特點對搜索很有幫助。
當然,最重要的,你需要有大量的空閒時間。搜索彗星需要毅力和耐心,只有那些付出大量時間的人,才有可能獲得發現。

3、找SOHO彗星需要很高深的知識嗎?
不需要!很多人認為搞發現是專業工作者的事,其實有些方面也沒那麼神秘。比如找SOHO彗星,你只要有高中物理和簡單的數學運算基礎知識就可以了,咱們還有些初中生也在進行SOHO彗星搜索,這也說明需要的專業知識很少,但關鍵是如何運用這些基本知識解決實際問題。

4、怎麼找SOHO彗星
這個問題將在本文的第三部分做詳細介紹。

5、對尋彗者有什麼要求?
冷靜!健康的心態!
說起來容易做起來難。首先,最最重要的就是,每一位打算花時間和精力的愛好者們都必須嚴肅認真地對待這項艱苦的工作。絕對要打消在開始工作的2、3天內或一週內就有所斬獲的想法,目前這是絕對不可能的,更不能有投機冒碰的邪念。現在SOHO尋彗的國際競爭相當激烈,沒有一定經驗的、往往滿腔熱情的愛好者們不夠冷靜,誤報頻頻,對自己,對國家聲譽都不好。我們需要在一開始就虛心請教學習,多下載一些以前別人發現且得到專家認證的例子,仔細琢磨,找規律,提高看圖和判斷能力,沒有九成以上把握千萬別報,因為在那時,人們往往盲目自信,被一時的激動充昏了頭腦。專家Doug Biesecker說過:“Please, don't guess. Don't speculate. Don't hope. Watch comets which have been confirmed before trying to report one yourself.……”

6、SOHO彗星與其他彗星有什麼區別?
發現SOHO彗星要比通過望遠鏡目視發現彗星容易千倍也不止。就目前來看,對于一位新手,如果勤奮、認真、基礎知識過關、心態平和,三個月到一年內應該會有收獲。
絕大多數SOHO彗星屬于克魯茲(Kreutz)族,出沒很有規律,因此對于有一定經驗的搜索者來說,有些類似守株待兔,當然國際競爭激烈,兔子來了,能否搶得過別人就看基本功了。
SOHO彗星基本上在接近太陽的時候就熔化干淨,所以不象其他彗星那樣會長期在太空中遊蕩。通常發現的SOHO彗星最亮時會達到7、8等左右。在C3圖片中,彗星存在的時間一般是15-20小時,而在C2圖片中則基本不到3個小時就消失了。
由于是使用衛星的圖片尋找,發現者沒有命名權,發現的彗星會有SOHO編號和國際編號並在MPEC和IAUC上通報。

7、發現SOHO彗星有什麼意義?
任何一項天文發現,其科學意義似乎無法立刻回答,但就實際而言,對于業餘天文愛好者,最大的意義莫過于對自己愛好的認可、付出勞動後的回報以及取得成功後的成就感吧。

二、名詞解釋

SOHOSolar & Heliospheric Observatory,太陽及太陽系周邊環境探測衛星。

LASCOLarge Angle and Spectrometric CoronagraphSOHO衛星上的一個設備,廣角及分光光譜日冕探測儀,主要包括C1C2C3照相設備。我們所說的SOHO彗星,絕大多數都是從LASCO的C2、C3相機拍攝的照片中發現的。

 C2︰LASCO設備之一,拍攝視場3.5度,拍攝極限星等11.5等。

 C3︰LASCO設備之一,拍攝視場15.5度,拍攝極限星等9.5等。

 

*圖片左下腳數字是拍攝照片的時間(世界時)

 

Sungrazer︰掠日彗星,彗星軌道近日點非常接近太陽表面的彗星。很早人們就發現這些彗星的軌道非常相似,自從有了SOHO衛星,大量的掠日彗星被發現,揭示出很多軌道根數基本相同的掠日彗星族。

彗星族︰可能是某顆大的彗星,由於長期的營運、太陽的熔化作用以及巨大的潮汐力作用而分裂成若干顆小的彗星,這些小的彗星與母體彗星具有幾乎相同的軌道根數,且有些有聚集成團的現象。SOHO彗星中,目前發現的主要彗星族有克魯茲(Kreutz)族邁耶族(Meyer)寇里切特族(Kracht)馬斯登族(Marsden)寇里切特Ⅱ型族(Kracht Ⅱ)。它們的軌道特點各不相同,其中幾乎85%以上的SOHO彗星屬于Kreutz族,因此對于初學人首先應該掌握和重點搜尋克魯茲族(以下簡稱克族)彗星。

 

三、怎么找SOHO彗星

基礎篇

以下僅討論如何利用LASCO C2、C3圖片尋找克族彗星。

典型的彗星是什麼樣子的?

如下圖,一顆中等亮度的C3克族彗星(SOHO-840,發現者︰蘇華,發現時間︰2004年10月5日)一般會在視場的第三或第四象限中部出現,隨著其向太陽的運動而逐漸增亮,然而由於大量物質的虧損,在很接近太陽時,亮度又會下降。

而一顆中等亮度的C2彗星則一般在視場邊緣就可見,並隨著其不斷接近太陽而變暗。見下圖。(SOHO-850,本文作者發現,發現時間︰2004年10月22日)

 

 

克族彗星都會在那裡出現?

英國著名SOHO彗星獵手M.Oates曾總結過一個C2彗星圖表,可訪問http://comet.lamost.org/comet/soho-7.htm

 

  九月克族彗星軌跡        十月克族彗星軌跡          十一月克族彗星軌跡

 

例如每年10月和11月,克族彗星都會在右下部和下部出現,這張圖表也揭示出,每年4、5、6、10、11、12月C2彗星較多,事實上在1、2、3、7、8、9月則是以C3彗星為主。C3克族彗星的總結圖雖然目前沒有,但大家可以從C2圖中的軌跡反向延長大致得知。例如,9月C3彗星幾乎都是從第四象限的角平分線方向飛向太陽。

克族彗星軌跡呈現出週年循環的特點,這顯然是由於地球及SOHO衛星的繞日公轉產生的。

 

在那裡下載圖片?

C2、C3圖片分別有彩色圖和黑白圖。黑白圖(B&W)的分辨率是512×512像素,彩圖則有1024×1024及512×512、256×256三種,對于初學人應該先看1024彩圖,等有經驗后再根據實際情況看512彩圖或黑白。

在這裡(http://www.xjltp.com/3_chengguo/hxlx/14.htm)可以找到你要用到的下載位址鏈接。對于新手建議先使用NASA公佈的這個位址(http://sohowww.nascom.nasa.gov/data/realtime/)中的C2C3圖片列表。您可以使用網路螞蟻或網際快車等下載軟體下載。對于LASCO公佈的位址(如http://lasco-www.nrl.navy.mil/cgi-bin/latest_img.cgi?c3+gifs)以及報告查看頁(當月)(http://ares.nrl.navy.mil/sungrazer/recent.html)等鏈接,由於中國電信禁用,有些網路用戶可能需要設置代理伺服器的方法才能訪問(見附錄︰如何設置代理伺服器)。

SOHO圖片的文件名格式非常規範,為YYYYMMDD_TTTT_CX.gif,前8位為拍攝圖片時的年月日,中間四位為拍攝時間(世界時),CX為C2或C3圖片,gif圖片壓縮格式。一張分辨率是1024的C2圖片的大小約為750K,1024的C3彩圖約為800K。建議下載的圖片也按日期分類儲存。

 

如何查看報告頁?

對于初學人,首先一定要下載一些以前的成功實例學習研究,所以必須先會查看報告頁,得知哪些報告是真正的彗星。

報告頁的位址是http://ares.nrl.navy.mil/sungrazer/recent.html以周波同好的一個報告為例子︰

Oct 17 2004 15:09:07                       ──提交申請報告的時間(美國東部時間)

Potential comet:                            ──一顆可能的彗星

Images: C2    (0,0) Upper Left.              ──圖片類型及測量坐標原點位置(左上角)

1024x1024 images.                         ──使用圖片分辨率

2004-10-17                               ──使用的第一張圖片的拍攝日期

   Kreutz group comet.                     ──彗星族(克魯茲族)

0730  859  968      ──第一張圖片的拍攝時間(世界時)、可能彗星的X坐標、Y坐標

0754  837  946      ──第二張圖片的拍攝時間(世界時)、可能彗星的X坐標、Y坐標

0806  828  935      ──第三張圖片的拍攝時間(世界時)、可能彗星的X坐標、Y坐標

0830  807  912      ──第四張圖片的拍攝時間(世界時)、可能彗星的X坐標、Y坐標

--Bo Zhou                                ──報告申請人

一份標準的SOHO彗星申請報告應該至少引用四組坐標點,當然如果您是高手,能在少于四個坐標點內便可確認就另當別論了。初學人應當嚴格要求自己。

報告頁中還有一些其他類型的報告,包括Further to my post of(繼續為自己先前的申請報告添加坐標點)、Correction(更正自己先前報告中的錯誤)、Retracting my claim of(撤銷自己先前的申請)、Confirming comet of(確認別人的申請報告)、Known comet now entering(通知大家,已知的彗星進入C2C3圖)、Possible fragment/companion(可能的彗星碎片,這是才加入的功能)。為了限制某些新手亂報,其中后面三種報告只有曾發現過兩顆以上SOHO彗星的人才有權發布。

還有一類特殊的報告是用紅色字體標識的,那是專家的確認或發言。所有的可能彗星申請只有得到了專家的確認后才會被公認並擁有SOHO彗星編號和國際編號。下面是一個典型的專家公告︰

Jun 08 2004 16:45:40專家公告時間(美國東部時間)

Confirming: 確認︰

Soho#     Date/Time of Post   Discoverer    Tel       Group   Images of...

SOHO編號  報告申請時間   發現者   使用圖片類型  彗星群  圖片拍攝時間

================================================================

795      Jun 05,04 01:05:55    Bo Zhou        C2     Kreutz   June05

796      Jun 08,04 04:29:20    XingMing Zhou  C2     Kreutz   May08

 

I'm putting XingMing's other claim (Jun 07 2004 20:07:01) down as an X-comet.

~~K

 

在這個公告裡提到了X-comet ,是指連專家也無法確認或排除的申請,往往是因為太暗或是由於可見圖片太少,無法判斷。

如果需要了解200010月以來的所有報告,可以訪問http://ares.nrl.navy.mil/sungrazer/comets_found.old/comets_arch.html當然你也可以根據以往的報告和以下兩個位址有選擇的下載2003年2月1日以來的所有彗星實例。

http://sohowww.nascom.nasa.gov/data/realtime/realtime-c2-1024-all.html

http://sohowww.nascom.nasa.gov/data/realtime/realtime-c3-1024-all.html

 

實戰篇

會看報告了,了解如何下載圖片了,也知道注意力重點集中在圖片的哪個部位了,下一步就該判斷哪顆是彗星了。

CometHunter軟體使用指南

現下的計算機看圖軟體雖然很多,但如果用來找彗星似乎都不很稱手,鄭浩專為找SOHO編寫的軟體──CometHunter,在經過多次版本升級后,現下已經能夠勝任這項工作,特向大家推薦﹗

首先要導入已經下載到硬碟上的圖片文件(點擊“文件”(“圖片列表”,會出現如下圖的對話框來加載圖片)

選擇好圖片后點擊“打開”,“OK”,所有圖片即全部讀入內存,並顯示在主窗口內。你可以用“Page Up”、“Page Down”或鼠標滾輪來回切換圖片(圖片按文件名排列)

如上圖,我載入的是2004年11月6日的C2圖,按照克族彗星出沒規律,這時的彗星應該在白色區域內出現,所以重點看這個區域,鼠標所指位置更要重點關注﹗

每個人的習慣不同,所以軟體裡還有很多選項供大家設置,比如你可以去掉水準豎直網格,你也可以無限放大或縮小圖片,還有播放功能,可以循環播放所有圖片並可按需要設置播放圖片間隔。

添加輔助線是個很好的功能,尤其在找C3彗星的時候,需要首先確定搜索區域,你可以用兩條輔助線劃定,這樣也可以判斷多個點是否在一條直線上。

在下圖中,我使用了兩條輔助線來確定重點搜索區域,並將原圖放大到150%。

大家看到圖上有些沒有訊息的馬賽克塊,SOHO工作不正常時經常會拍出這種照片,只要不出現下關鍵搜索區域,大可不必理會。

CometHunter軟體讀取測量點坐標非常方便,只要將鼠標箭頭尖端對準待測點,在狀態欄裡就可以適時看到 坐標,如果雙擊鼠標左鍵就會自動將坐標點添加到可疑點列表中。見下圖。

上面這個列表堣狨釭漪O一顆真實的C2彗星的各圖片座標(SOHO-793,周興明發現,2004527日)。這個列表埵U欄目的資料分別表示:

圖片名稱:各圖片的拍攝時間(世界時)

X:可疑點X座標(座標原點默認為左上)

Y:可疑點Y座標(座標原點默認為左上)

dx:相臨兩圖片可疑點X座標之差(即X方向變數)

dy:相臨兩圖片可疑點Y座標之差(即Y方向變數)

dt(m):以分鐘為單位的相臨兩圖片拍攝時間之差

dy/ dxY方向變數與X方向變數之比(即彗星運動方向與X軸夾角之正切)

dx/ dtX方向移動速率

dy/ dtY方向移動速率

此列表前半部分是可疑點基本參數,後三項(dy/ dx dx/ dt dy/ dt)是非常有用的運算參數。如果這三項值對於所有圖片基本一致,且數值大小合適,則基本可以確定是顆真彗星。

以下兩張列表分別是另兩顆真實彗星的座標測量結果,大家可以自己找找規律。

1SOHO-787  C2   陳棟樺發現,2004523

2SOHO-842  C3   蘇華發現,20041012

 

可疑點判斷準則

C2C3上的星點、噪點和雜點很多,如何從眾多的干擾中挑選出可疑的目標點呢?除了多看以前確認過的彗星實例,瞭解彗星的出現位置之外,還應該掌握一些基本的判斷方法。這些方法並不複雜,主要通過彗星的運動方向、速度、亮度變化、可疑點特徵等方面來判斷。

對於克族彗星,在一段不長的時間內,彗星基本是保持勻速直線運動的。這在可疑點列表中所反映的就是(dy/ dx dx/ dt dy/ dt)這三項應該基本為一定值。如果你在報告頁上報的資料不滿足這個要求,那麼應該屬於低級誤報,甚至可稱為亂報,這種報告對愛好者自身形象的影響是巨大的,這說明上報者根本沒有尋彗的基本知識,如果不積極改正(及時撤銷),且繼續亂報,專家有可能發佈公告點名批評,那將影響到整個國家愛好者的聲譽!因此初學者應努力杜絕這種報告,不要急於求成,也不要讓別人懷疑你有投機傾向。可以這麼說,就目前這種激烈的競爭環境,如果你不很熟練的瞭解各個時間彗星出沒和運行的速度規律,想搶過那些整日整夜首在電腦旁的老手們幾乎是不可能的。正常情況下,這種從生疏到熟練的磨練時間至少在2個月或200個工作小時左右。

1)彗星的運動方向

由於地球的公轉運動,彗星在圖片中的運動方向也不相同。本文第一部分中的“克族彗星都會在那堨X現?”中已經介紹了各月中彗星的運動方向,需要明確的是,克族彗星出現時總是向著太陽運行的。彗星的運動軌跡是一條直線。這從本部分基礎篇的“典型的彗星是什麼樣子的?”的兩個實例圖中可以看出來。

2)彗星的運動速率(快慢)

根據牛頓萬有引力定律可以知道,天體的運動速率是有固定規律的,反映在圖片上就是,所有的同族彗星在某段時間內的運動方向、速率應該是幾乎一樣的,而且到底XY方向各有多快的速度應該是每月不一樣的。

舉例來說,比如在每年9月,C3圖片中的克族彗星,X方向的運動速率基本為10圖元/小時,Y方向的運動速率基本為8圖元/小時,當然大家驗證的時候還應該考慮到測量誤差以及彗星在接近太陽的時候的緩慢的加速情況。

再如,在每年10月,C2圖片中的克族彗星,X方向、Y方向的運動速率均基本為0.8-0.9圖元/分鐘。至於其他時間的彗星視運動速率,大家可以隨意下載幾顆已經確認的彗星,自己測量並簡單運算得知。

3)彗星亮度的變化

有了前面兩條判斷準則,一般的噪點都可以排除了,當然也有些噪點湊巧排列得滿足以上規律,那就需要觀察其亮度。一顆正常的彗星,在運行過程中不應出現亮度突變的現象,而如果是噪點往往做不到這樣。本部分基礎篇的“典型的彗星是什麼樣子的?”也說明了彗星亮度的變化規律。

4)可疑點特徵

彗星本身就是彌散天體,亮的彗星在圖片上應該表現出其模糊的特徵,亮而尖銳的點往往是噪點或背景甯P。

以下是一些較亮的真實彗星的截圖

      

            SOHO-793                            SOHO-807                        SOHO-811

 

               SOHO-839                               SOHO-830                              SOHO-679

以下是一些噪點和雜點的截圖,請大家做對比。

        噪點                                         雜點                                    干擾訊息

 

初學者易犯的低級錯誤

誰也不是天生就會找彗星,所以犯錯應該是難免的,更何況絕大多數彗星是非常暗弱的,就算是老手往往判斷的時候也沒有把握。但是不能因為自己是新手,就可以寬容自己犯錯,尤其是低級錯誤或同樣的錯誤,應該儘量少犯甚至避免。

義大利人T.Scarmato是著名的亂報王,包括周興明先生在內的多名SOHO高手都曾經不只一次的給他去信要求其停止這種不文明行為,專家甚至曾在報告頁公告說:“……我驗證了除T.Scarmato之外的所有人的報告……”。實在是難堪!

1)天女散花形(又稱UFO形)

這往往是些不負責任的人的報告,隨便在報告頁填寫幾個座標就輕率得上報了。

各點不在一條直線上,各點間距與時間間隔不成比例,上報的點背離太陽運行(克族彗星在出現時是不可能這樣的),甚至東一個點西一個點,實在讓人哭笑不得。

用周興明先生的話說就是:不是小學四則運算不過關就是眼睛有問題。

如果你連續發上兩次這樣的報告,相信以後慢慢就不會驗證你的報告直至警告。

2)甯P形

這樣的報告描述的是一顆甯P,比如下面的例子:

 

 

從列表看,可疑點在Y方向幾乎沒有運動,也就是說只有水平運動,這其實是背景甯P的重要特徵。另外從X方向速度來看,每分鐘只約走0.2個圖元,比克族彗星的常規運動速度慢近四倍。所以不用看圖就知道不是彗星(非克族除外,但這樣的幾率非常小)。

3)重複報告形

這種報告一般容易發生在C3彗星中,從報告看,確實報的是一顆真實的彗星,但可能已經很亮,別人在之前剛出現時(可能很暗)早都報過,你就沒必要再上報了。或者說明你在上報前沒有核對別人的報告,這當然被認為是對他人的不敬。

還有一種情況就是,專家或老手們已經用Known comet now entering告知有一顆已知的彗星出現,你還執迷不悟的上報就顯得不自量力了。因此在上報申請前一定要養成先查看報告頁的習慣。

 

如何填寫、提交報告

請一定慎重對待,這也是我寫這篇文章最擔心的地方。相信對SOHO不感興趣的同好不會發現我把這最關鍵的內容藏在這堙C這理應是SOHO尋彗人最後才需要學會的東西。還是老話——沒有九成以上的把握,請千萬別報,寧願讓別人搶去。

對於才接觸SOHO尋彗不到兩個月的新手,強烈建議您及時加入由蘇華同好建立的“SOHO彗星搜索”QQ群,群號碼為:2611583

上報頁的地址是:http://ares.nrl.navy.mil/sungrazer/cometform.html

 

續寫或撤銷報告

 

技巧篇

黑白圖比你想像的要容易

1、補圖是最好的時機

2C2技巧

3C3技巧

4、其他小技巧

……

 

 

四、國內外SOHO尋彗現狀

自從周興明先生逝去之後,SOHO尋彗的大旗誰人能扛?確實,周前輩的功績是無人能及的,包括他的競爭對手都欽佩和驚訝他的能力。好在有陳棟樺、周波、蘇華、蔡元生以及更多努力學習工作但暫還沒有獲得發現的眾多新生力量的存在,使得目前我國的SOHO彗星數量排名並沒有落後。但應當看到來自國外的競爭威脅越來越強烈。

我們的主要競爭對手來自德國、法國和美國,由於時差的關係,在我們這個經度上事實上是存在一定優勢的。比如在北京時間下午1300-1600這段時間,歐洲還沒有天亮,美國已經入眠,競爭會相對少些,對獲得發現非常有利;而對於絕大多數業餘愛好者來說可以自由支配的夜間黃金時間(晚2000—2400)卻是國際競爭最激烈的時段,這是不利的方面。對於初學者應該學會避實就虛,合理的安排工作時間。

另外,應當看到,不是每一位國外的SOHO獵手都是高手,目前我們的主要競爭對手是R.Kracht(德)、X.Leprette(法)、J.Sachs(美)和T.Hoffman(美),如果國內的SOHO尋彗者能夠儘快成長起來並且聯手,完全可能打亂他們的工作安排,亂其心緒,從而將這些對手逐個擠出發現舞臺。

如此,周君九泉英靈方得片刻安息!

 

結束語

從某種角度來講,本文將會無形中增加很多SOHO競爭者,但我衷心希望這種競爭來的更猛烈些!當然,我非常不歡迎投機者涉足這一領域!每一位搜尋者應該抱有不為功名的境界。

本人也是SOHO新手,如有概念、觀點不妥及用詞不當之處,懇請讀者不吝賜教為盼。

最後感謝蘇華等同好的無私幫助和指點,也感謝給予我無限支持的愛妻。

 

附錄:如何設置代理伺服器

 

 

(敬請密切注意更新)

 

 

水星天文台網頁http://www.astrostar.idv.tw