什么是对日照?怎样才能看到它?这里为您讲解
对日照,它是什么?你怎么能看到它?
上图显示了处于中心的暗淡聚集光,那是难以发现的对日照也称作反晖只于最黑暗的天空中才出现的扩散点,出现在背对太阳的中心。映射于星尘太阳光导致其出现。图像来源:ProjectNightflight
对日照是观星者的传说,每一位业余天文学家都听说过,但只有少数人真正看过,极少数幸运儿拍过这片如幽灵般昏暗的幻影。正如一位观测者所说:
对日照根本就是连GoTo设备都无能为力的天体。
事实上,对日照根本就不是一个天体。下文将从头开始介绍它。
什么是对日照?
太阳系行星际空间并非纯粹的真空,其平面存在巨量的大小从一微米至一毫米不等的微小尘粒。这种行星际尘埃云是一种高动态的结构。与传统观点相反,它不是太阳系形成过程中遗留的产物。事实上现在所见的星际尘粒极可能因近期的事件(如小行星碰撞)产生,它们只有几百万年的历史,这在天文学领域来说是非常年轻的。
在星际间各种力的作用下,行星际尘粒没有稳定的轨道,而是以不断运动的状态存在于太阳系圆盘之中。其中最小的尘粒(小于一微米)甚至会被太阳风吹出太阳系,其中大些的尘粒则倾向于和更大的天体相撞,或是缓慢地被盘旋吸入太阳之中。这都意味着这些尘粒的存在寿命不会太长。
当然尘粒不仅仅会减少,小行星碰撞和彗星侵蚀也会不断补充它们,因此太阳系的行星际尘粒并非静态,而是一种新旧交替的动态结构。
请注意图中所展示的并不是对日照,而是黄道光。它可能与对日照有所联系,因为它正是主要由行星际尘埃散射太阳光而形成的。黄道光是从太阳延伸出的锥形光,一般我们可以在日落后或黎明前看到它。相比黄道光来说,对日照现象则更难被记录拍摄到。图片来源于ProjectNightflight(一个记录星空美景的志愿者组织)
黄道光与对日照
对地球上的观测者来说,这种动态的尘埃云主要以黄道光的形式可见。在黄昏之后和黎明之前,它像一个圆锥形的光线从太阳沿着黄道的路径延伸。黄道光通常被称为假黎明,它相当明亮,在任何没有受到严重光污染的观测地点都能看到,特别是当黄道位于高空时。对于北半球的观察者来说,则是春天傍晚的天空和秋天早晨的天空。
有趣的是,最近的研究表明,黄道光可能来自火星的沙尘暴。
早晨和傍晚的黄道光是行星际尘埃盘的两个区域,太阳光在这两个地方向前散射到地球,产生了明亮的银色光锥。行星际尘埃盘在黄道带的其余部分也可见,在那里它被称为黄道带。然而,与黄道光不同的是,这些区域非常难以探测,因为它们的表面亮度极低。但在太阳正对面的点上,几何形状又对我们有利,并提高了行星际尘埃的可见度。这是对日照的可见区域。
背对太阳时更加明亮
但是,为什么对日照的发光比黄道带的其他部分更亮呢?这是因为当我们从地球上看行星际尘埃盘时,背对着太阳的部分直接从我们的头后照亮。这最终导致其亮度增加,产生了冲效应。冲效应是太阳系天体中较常见的现象。比如,月亮在其对冲时即在满月前后达到明显的亮度峰值。再比如,土星环在对冲的日子里会急剧变亮。
地球上的对日照效应
这种在对立中变亮的主要原因是阴影隐藏,这意味着所有粒子都被完全照亮。如果你在户外,看你前面的地面,你可以在白天看到地球上的这个反相效应。如果地面足够粗糙,你会看到在你的头周围的影子变亮。为了记录这一现象,我们制作了下面的照片,显示了火山砾石的影响。
有趣的是,相机阴影周围的增亮物的表观直径为10度,与夜空中的反晖直径差不多。下次当你在阳光下走在粗糙的路面上时,看看这种地面的逆光。
综上所述,对日照不是物体。这是太阳系行星际尘埃盘上的光线。在反太阳点的部分的尘埃是正方形照亮,导致由于阴影隐藏的亮度增强。这种所谓的对立效应在许多场合都能遇到,但在对日照的作用下,它的出现最像幽灵,最古怪。这也许就是为什么它在业余天文学家中是如此珍贵的战利品的原因。
该如何观测对日照
在对黑暗夜空的观测和设想过程中,对日照是一个我们熟悉的伙伴。仰望星空的我们,早晚会有一个人说出这句话:
呃,今晚的对日照真亮堂啊
然后会有另一个人回答他:
是啊,真亮啊!
这段简短的对话表明我们的眼睛已达到了完全的暗适应,我们的夜视也达到了最大限度。我们常常探讨制作一张夜空的老朋友对日照的图片。但是因为某种原因始终未能完成。有时是其他的项目占用了时间,有时是天空中的位置不正确,有时是大气层的透明度不够好。
但是在2019年十月30日至31日的晚上,我们终于尝试了一次。10月30日的时候,我们已经在拉帕尔马岛上花了几天游览成像。白天里,卡利马那令人烦躁的天气模式终于告一段落,天空又一次变成本该属于这座美丽星岛的清澈的深蓝色。在一片远离人群居住的区域的独立牧场中,大约高出海平面800米(2600英尺)的地方,我们找到了对于拍摄对日照最为完美的环境。
临近午夜,当对日照亮度最高的时候,我们的器材检测到天空亮度最高为21。4高度每平方角秒。这实在过低,以至于晚些天狼星从一座山脊后面升起的时候正片景色都更亮了。
对日照本身对于肉眼是比较明显的。在白羊座之下、与黄道平齐的地方,一个大约【10度以外】的突出的亮光标记了反日点。极为微弱的贯穿整片天空的黄道带也是可见的,看起来几乎像是一个人造的黄道记号。在这些条件下,拍摄对日照成为了一项轻松的任务。
细节,细节
如果你对技术性的细节感兴趣:我们制作总时长四分钟的23个未过滤的曝光时使用的是一架【安装16毫米镜头的巴德尔版本1100D佳能DSLR】。用于天空追踪的是一个纯粹的机械设备,MiniTrackLX2。
如何观察对日照
如果你从未观测过对日照,不要把它想得像文首的照片那么明显。我们对照片进行了强烈的对比度增强处理,这样它的反光、外形和大小可以更加清晰可见。但对人类的肉眼而言,即使是在最佳的观测条件下,对日照依然只是一抹难以分辨的昏暗光芒。
我们曾多次比较对日照和银河系的目视亮度,结果发现,它和冬季银河系最暗的部分的亮度差不多。银河系中和对日照亮度最相近的是天船三星和五车二旁边的星组。那里非常昏暗,甚至周边的明亮物体(例如在冲的木星或火星)会让它难以被观测到。
除了在中心微亮,并且在所有方向上均匀变淡之外,对日照几乎没有显示出任何结构。它呈圆形或椭圆形,直径约为10度(张角),这和我们伸长手臂之后的一个拳头差不多大。
图解:2019年11月23日在奥地利一个夜空观测站观察到的对日照。那时对日点位于毕星团和昴星团的的两个星团之间。在找寻对日照时人们会看到什么,这张图片给人以一种直观的印象。(图源:ProjectNightflight)
以下五条建议将帮助你亲眼看到对日照:
第一,确定位置
在夜空中搜寻对日照之前,您应该检查它当前的位置。下图可以帮助到您。它还可以告诉您对日照是否可以被观测到,因为它的可见性很大程度上取决于它在天球上的位置。
在6月、7月和12月,对日照是完全看不见的,因为它在银河系的前面。接近明亮的行星,如火星和木星时也会产生相似的情况。这是因为当其中一个接近对日照时,它与对日照的光在天空的同一区域,就可能比反辉光更亮。
一些天文程序或观星应用也可以确定对日照的位置。如果软件能显示地球阴影的中心的信息,那也会显示当前的对日点。
这张地图告诉您要在天球的哪里寻找对日照。底部的刻度表示星座在给定日期过中天的位置,这也预估了你能在黄道线上的哪里找到对日照。例如,三月底对日照会出现在处女座。图片来自ProjectNightflight
第二,在地平线上最高处寻找它。
在当地的午夜时分,对日照总是远远高出地平线,所以这是尝试在晚上进行观测的最佳时间。此外,地平线上也不能有月亮,月光会干扰观测。但这还不是全部的因素,比如,就太阳本身而言,对日点在这一年中也有不同的顶点高度。
对于北半球的观测者来说,大约在每年12月21号冬至左右,对日点会达到它的最高点。不过可惜的是,在12月期间的对日照处于冬季银河的前面,因此无法观测到。所以,从北纬地区,也就是北半球,观测对日照最好的月份是1月和11月。
对于南半球的观测者来说,对日点会在每年的6月21号,夏至左右,达到最高度。对南方人来说,这就意味着银河也升起来了。所以人们最好在夏至前或之后进行观测,也就是5月到8月期间。
第三,尝试从你可以到达的最佳观测点进行观测
在有光污染的地方是无法观测到对日照,即使是中度光污染,也会大大减弱对日照的光辉。根据我们的观测,可以探测到的对日照的绝对最小天空亮度为21。0magarcsec2。Magarcsec2标度决定了漫射天体的表面亮度,比如星云、星系、彗星或者只是天空的背景。但这只适用于,你已经非常熟悉对日照,并且知道在哪里可以准确的找到它。
对于初次观测者,我们建议最好选择在天空亮度达到21。2magarcsec2或者更高亮度的时候再观测。当然,这些观测条件也只适用于那些远离居民区和城市的地方。在山区是最合适的,因为在海拔较高的地方气团会减少。
第四,等待良好的天气
哪怕你是在一个相对黑暗的地方,天空的澄澈程度也可能不足以你观测对日照。你需要在一个非常晴朗的夜晚观测。这说明,你的观测地点的空气需要很干燥。
如果你想要了解你目前所处的观测环境,你可以找到一些可以提供天文天气预报的网站。(比如7timer。info)这样的网站会提供每一个对流层的空气湿度。另外一种适宜观测的情况就是当地的空气清洁,没有很多灰尘和污染物。在中纬度地区,一般来说,冷锋之后或者在低气压时最适合观测。
第五,加强你的观测能力
鉴于你在黑暗中的视力很好,而且你已经有一些观察经验,有几个观察技巧你需要掌握。
首先,你需要学习如何成为真正的黑暗适应者。这可能会考验你的耐心,因为你的眼睛至少需要34个小时才能完全适应黑暗。所以,在这段时间,没有智能手机或其他手持设备。如果你不想破坏你的夜间视力,你应该只使用非常昏暗的红灯。
第二个你可能需要的方法是避开视线。在转移视线的情况下,你不会直接看一个物体,而是稍微偏一点,同时继续专注于这个物体。这样你使用的是外围视觉,它对低光水平比眼睛中心更敏感。一些观察家报告说,这种技术对他们有很大的影响,也许对你也有帮助。在任何情况下,寻找gegenschein将提高你的观察技巧很多。此外,这是一个非常有趣的项目,迟早你也可以把珍贵的观星者的奖杯放在你的书架上。
BY:EarthSkyVoices
FY:Astronomicalvolunteerteam
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