2009年7月22日昆明日偏食太陽色球觀測

趙世清，李瓊英，陶金萍，林 雋

(中國科學(xué)院國家天文臺云南天文臺，云南 昆明 650011)

2009年7月22日發(fā)生的日全食，其掩食食帶較寬，時間長，經(jīng)過地區(qū)人口眾多，實屬罕見。中國大部分地區(qū)可見到不同程度的偏食，因而本次日食備受關(guān)注。2009年7月22日的日食來臨之前，全日面Hα色球望遠(yuǎn)鏡提前做好了充分準(zhǔn)備。日偏食發(fā)生之日清晨，所有工作人員提前到位，儀器按計劃順利進(jìn)入實時觀測狀態(tài)。在保證觀測工作正常進(jìn)行的同時，協(xié)助多家媒體記者完成采訪報道任務(wù)，并盡量滿足部分天文愛好者的求知愿望。

云南天文臺Hα全日面色球望遠(yuǎn)鏡，已成功進(jìn)行過多次太陽特殊天象的觀測，1980年2月16日昆明日全食的觀測[1]，1987年9月23日昆明日環(huán)食觀測[2]，2007年3月19日日偏食觀測,每次觀測都取得了大量資料，并在太陽射電及有關(guān)課題的資料分析研究中提供了可靠依據(jù)。為方便從大量原始資料中檢索并挑選出有分析研究價值的活動現(xiàn)象，還專門制作了完整的連續(xù)閱覽日偏食的視頻動態(tài)影像。

1 使用儀器及觀測情況

安裝于云南天文臺的觀測設(shè)備是赤道式折射色球望遠(yuǎn)鏡，該地地理坐標(biāo)為Φ=+25.05°，λ=102.72°,海拔高度h=1998m。望遠(yuǎn)鏡自動連續(xù)跟蹤太陽實施觀測，內(nèi)置透過帶中心波長6562.78?,帶寬±0.5?的Lyot濾光器[3]。望遠(yuǎn)鏡有效口徑18cm，成像焦面太陽像直徑為16.8mm。采用世界標(biāo)準(zhǔn)時UT系統(tǒng)(北京時間加8小時)記錄數(shù)字圖像采集時間，誤差精度在1s以內(nèi)。

Alta 3072×2048(pixels)16Bit CCD相機和自行研制的機械快門及電控系統(tǒng)構(gòu)成終端，由計算機控制同步完成圖像資料系列采集。CCD靶面面積27.65mm×18.43mm，使用曝光時間為40ms至100ms之間，一般情況每分鐘拍攝一幅圖像。觀測直接獲取Fits格式的原始數(shù)字圖像資料，大小為12MB，經(jīng)壓縮為10.3MB后以ZIP格式保存。觀測到的原始Fits文件資料，經(jīng)過預(yù)處理后轉(zhuǎn)換為天文慣用的300KB左右的jpeg圖形文件，作為閱覽資料并保存副本或網(wǎng)絡(luò)發(fā)布。

jpeg文件的圖像畫幅面積108.5cm×72.3cm,并經(jīng)過了太陽球面坐標(biāo)日軸方位角定位及圖像坐標(biāo)改正；圖像非正常CCD熱點、盲點的消除及平滑；圖像亮、暗對比和最佳屏顯度定值。使用網(wǎng)格實測jpeg資料的圖像直徑為67cm左右，ROBERTS算法[4]測算直徑66cm。

2 觀測結(jié)果

根據(jù)中國天文年歷，昆明能觀測到日偏食的時間為:初虧8點03分57秒，食甚時間為9點08分53秒，食甚時食分為0.883(食甚時太陽的88%被月亮遮擋),復(fù)圓時間10點22分23秒。2009年7月22日昆明天氣條件不好，觀測室上空云層密布，未能觀測到初虧、食甚及復(fù)圓3個重要時間節(jié)點的數(shù)字圖像資料。在云層交錯的瞬間空隙，云南天文臺全日面色球望遠(yuǎn)鏡成功觀測到食既、生光過程中的部分資料(圖1、圖2)。雖然沒有觀測到完全連續(xù)的資料，但可完整確定月球從日面西北邊緣切入,東邊緣退出。通過獲得的圖像資料，能夠推算出當(dāng)時當(dāng)?shù)赜^測到月球在太陽圓面上的投影位置和運動方向。

圖1 食既過程中月球切入太陽圓面時的Hα色球系列圖像Fig.1 H-alpha images of the solar chromosphere during the process when the moon is passing through the solar disk and approaching the second contact

圖2 生光過程中月球退出太陽圓面時的Hα色球系列圖像Fig.2 H-alpha images of the solar chromosphere during the process the moon is leaving the solar disk and approaching the third contact

圖3 食既(右圖)、生光(左圖)時的太陽色球日面情況Fig.3 The images of the solar chromosphere at the second(—the right panel)and the third(—the left panel)contacts

本次日食發(fā)生在太陽活動低年,日食當(dāng)天沒有太陽黑子出現(xiàn)。通過食既、生光時刻的數(shù)字圖像資料，可清楚分辨出太陽色球上的活動情況(見圖3)。在整個日食過程中，日面東偏南一直存在一個譜斑區(qū)域，東北邊緣有一個寧靜環(huán)狀日珥，其二者的形態(tài)和亮度基本上一直保持不變(見圖4)，直到復(fù)圓后3個多小時太陽色球邊緣和日面都未出現(xiàn)較激烈的色球活動現(xiàn)象(見圖5)。

圖5 日食當(dāng)天太陽色球圖像Fig.5 An images of the solar chromosphere observed with the solar telescope of the Yunnan Observatory in July 22，2009

[1] 日全食觀測文集編輯組.中國云南日全食觀測文集[M].北京：科學(xué)出版社,1983：174-180.

[2] 《中國日環(huán)食觀測研究文集》編委會.中國日環(huán)食觀測研究文集[M].北京：科學(xué)出版社,1990：5-11.

[3] 林元章著.太陽物理導(dǎo)論[M].北京：科學(xué)出版社,2000：34.

[4] 胡新華，鄧元勇，王先平.FIT圖像處理技術(shù)薈萃及在太陽觀測中的應(yīng)用[J].天文研究與技術(shù)—國家天文臺臺刊，2008,5(1)：55-65.

HU Xin-hua,DONG Yuan-yong,WANG Xian-ping.Collection of Techniques on Dealing with Image Files of FITS Format and Applications to the Solar Observation[J].Astronomical Research & Technology,2008,5(1):55-65.

ObservationoftheSolarChromosphereduringthePartialSolarEclipseinJuly22，2009inKunming