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不知是巧合還是我最近特別注意,總覺得今年(2013)的彗星特別多,台北天文館還把2013叫做彗星年。根據天文學家的預測,有兩顆最令人期待的大彗星:其一是三月的C/2011 L4 (PanSTARRS)泛星彗星,當時最亮達到1~2等星,我也用肉眼觀測和相機拍攝的方式記錄下來了;而第二顆便是本文的主角–C/2012 S1 (ISON)艾桑彗星了!年初預測的最高亮度達到負星等(星等越小越亮,負的星等表示天體非常亮–比0等星的織女星還亮。),甚至可能超越金星,在白天也能看見,從當時開始就滿心期待,尤其當看過泛星彗星,覺得還不過癮之後…

Stellarium模擬10/14的艾桑彗星、火星、軒轅十四位置圖。

Stellarium模擬10/14的艾桑彗星、火星、軒轅十四位置圖。

彗星經常以發現者或發現單位命名,C/2012 S1是由在俄國基茲洛沃茨克(Kislovodsk、Кислово́дск)的國際科學光學監測網(International Scientific Optical Network,簡稱ISON)望遠鏡發現,因此就命名為ISON彗星(中譯艾桑彗星)了。彗星發現當初,曾預測會達到-17等星,亦即比滿月還亮!之所以會出現如此驚人的亮度預測,是由於這顆彗星的彗核相當龐大,直徑有數公里(今年一月的預估是5公里,更新的數據是2公里)–最著名的大彗星哈雷彗星直徑約有11公里。不僅如此,它也是一顆「掠日彗星」,亦即近日點非常接近太陽。彗星之所以呈掃把狀,是因為彗核含有冰和其他揮發性物質,接近太陽時受到太陽輻射而蒸發,並使彗核中其他惰性的岩石類也跟著噴出形成碎屑,此氣體和碎屑圍繞在彗核周圍成為彗髮。彗髮受太陽風及太陽光壓的影響,往太陽的反方向飛散,便成了彗尾。因此,彗星越接近太陽,產生的氣體和灰塵也越多,亮度自然就越高了。

既然艾桑彗星是掠日彗星,表示最亮時就在太陽旁邊而已,所以就算能變得比滿月還亮,恐怕也不容易觀測。後來隨著觀測資料增加,亮度也不斷下修到-6等左右。(彗星的亮度通常無法準確預測)儘管如此,依然比除了日月之外的所有天體都亮,自然值得一看!

10/14,艾桑彗星接近獅子座主星軒轅十四,而且火星恰巧也在附近。儘管當時亮度只有11-12等左右,但我心想用「疊圖」大法應該拍得到吧。儘管肉眼完全不可能看見,相機拍攝單張照片,就算放大100%檢視,仔細尋找也無法看見;但根據星圖,彗星、火星、軒轅十四幾乎成一直線,因此不必看到彗星也知道拍到了沒有。疊完出圖,在正確的位置出現迷你的彗星狀物,比對星圖,同一位置無任何深空天體,可以確認是艾桑彗星無誤。下面照片是以190mm焦距、光圈F/5、感光度ISO1250,每張曝光2秒,拍攝128張疊合,使用DeepSkyStacker一般疊合模式。(我沒有赤道儀或導星裝置,因此所有天文攝影皆為固定攝影,拍攝多張後再以DeepSkyStacker疊圖,以提高訊噪比)

10/14的艾桑彗星。圖中下方藍色亮星是軒轅十四,中間紅色亮星是火星,中上可見艾桑彗星,和兩顆亮星連成直線。點擊可看大圖。

10/14的艾桑彗星。圖中下方藍色亮星是軒轅十四,紅色亮星是火星,中上可見艾桑彗星,和兩顆亮星連成直線。點擊可看Flickr大圖。

11/15艾桑彗星爆發,亮度由8等驟升至肉眼觀測極限的6等,眼見機不可失,決定好天氣一來就再次拍攝!11/19起了個大早–由於艾桑彗星位於太陽西方不遠,要在清晨日出前觀測–帶著相機走路到離宿舍最近、東方遮擋物少的壘球場拍攝彗星。此時艾桑彗星位於室女座主星角宿一附近,儘管由於接近滿月的月光影響加上城市光害,無法直接用肉眼看見,但仍相當易找。這天氣溫約6度,雖然晴朗,但風很大。原本不以為意,覺得腳架應該夠穩,拍了一半才心生用身體幫相機擋風的念頭。因為出門前忘記幫電池充電,拍了兩百多張就沒電了,回房間用電腦放大100%檢視一看,發現最壞的情況果然發生了–大多數的照片因為風吹腳架搖晃而無法使用,花了許多時間,手動把晃到的照片都刪除(也因此犧牲了補眠的時間…),最後能疊合的只有60張。儘管如此,經過一番功夫,用Photoshop CS6影像處理、修正平場、加強對比後,可以明顯看出長長的彗尾。下面照片是以190mm焦距、光圈F/5.6、感光度ISO1250,每張曝光2.5秒,拍攝60張疊合,使用DeepSkyStacker彗星疊合模式(對齊彗星,由於彗星相對於恆星顯著移動,背景星點會拖線)。

11/19的艾桑彗星,預估亮度約有4.0-4.5等星。

11/19的艾桑彗星,預估亮度約有4.0-4.5等星。

隨著近日點接近,關於艾桑彗星的新聞如雪片飛來,有科學家認為艾桑彗星可能撐不過近日點,甚至可能提前解體(受到太陽重力影響,彗核可能崩解)。加上彗星視角也離太陽越來越近,在儘管亮度增加卻可能越來越難觀測、不知艾桑彗星是否會解體消失的情況下,能多觀測當然要把握機會多多觀測。於是隔天11/20又是個好天氣,再度早起前往壘球場拍攝。這天氣溫比前一天更冷,只有零下2度,但無風,不僅感覺沒有前一天難受,相機也不會晃了。依然利用角宿一輕易找到彗星,索性拍了四百張,拍到天亮為止。由於前一張彗尾差點爆框,這次改用較短的焦距拍攝。由於疊合張數較多,訊噪比也顯著提升,經由Photoshop處理後,彗星反而比11/19的照片還大!下面照片是以135mm焦距、光圈F/5.6、感光度ISO1600,每張曝光2.5秒,拍攝400張疊合,使用DeepSkyStacker彗星疊合模式。

11/20的艾桑彗星。點擊可看大圖。

11/20的艾桑彗星。點擊可看Flickr大圖。

拍著拍著,不知不覺拍到水星都出來了。日出前看到這麼亮的星,而且記得此時的金星是在傍晚出現,因此不假思索就可以確定是水星。這時也有另一顆彗星在水星附近,應該也在畫面中:2P/Encke恩克彗星。但由於此彗星當時亮度僅約7等,且彗尾極小,照片中是無法看到的–我試著把照片放大檢視、增強對比,但都無法肯定地讓恩克彗星顯現。

大樓右上方亮星是水星,再右上暗星是亢宿四(室女座λ星)。

大樓右上方亮星是水星,再右上暗星是亢宿四(室女座λ星)。

艾桑彗星在11/28(國際標準時,台灣時間11/29),恰巧是美國的感恩節、以及猶太節日光明節(Hanukkah)的第一天通過近日點。原本天文學家擔心艾桑彗星會提前解體,但實際並沒有發生,讓大家鬆了口氣,也滿心期待彗星能順利通過近日點;如此一來,12月彗星會偏北,甚至接近北極星,北半球的人都可以輕易觀測。我因為感恩節,請了一天假沒上實驗室,一大早一邊準備食物,一邊就把NASA太陽動力學天文台(Solar Dynamics Observatory,SDO)的網站打開準備追蹤艾桑彗星。彗星通過近日點時我正在烤餅乾,而且是完全不看食譜自己實驗(/惡搞)的餅乾,特地加了非常多的可可粉,把麵團搓成球狀來烤,因此烤出的餅乾長得跟彗核差不多,索性命名為「彗星餅乾」(食譜將另撰文分享)。

一面吃著自己烤的彗星餅乾,一面不斷刷新SDO網站,卻遲遲不見艾桑彗星身影,心想這顆彗星十之八九提前解體消散了吧!結果晚上從朋友家吃了感恩節大餐回來,竟看見艾桑彗星再度從太陽和太陽風層探測器(Solar and Heliospheric ObservatorySOHO)的影像中出現!台北天文館甚至拍攝到過近日點13小時後的艾桑彗星。表示彗星可能起死回生了?或說至少有一部分的彗星仍然在太陽的強大重力和高熱中存活下來,但目前依然不知是否為完整的彗核、或者只是散掉的彗星殘渣。要等過一陣子之後,一般望遠鏡可直接觀測時才能得知結果!但目前通過近日點出來的彗星,已經開始顯著減光,因此無論如何,有一點大概可以肯定–艾桑彗星已不太可能變得比近日點之前還亮了…

艾桑彗星通過近日點這幾個小時充滿驚奇,天文學家和業餘彗星迷的心情大概也坐了不少雲霄飛車;雖然最後結果是以失望告終(彗星絕大部分皆已散失),不過大家先別灰心,現在依然有別的彗星可看!在今年九月才發現的C/2013 R1 (Lovejoy)洛夫喬伊彗星,在十一月底~十二月初也是最亮時,可達到4.5等星左右。而且近日點離太陽有0.812天文單位,因此視角離太陽夠遠,也沒有被太陽打爆的問題。

洛夫喬伊彗星在下半夜升起,因此今日(11/30)便再度早起觀測彗星。波士頓今年冬天冷得很快,今天早上氣溫只有-7度;幸好凌晨四點多時彗星仰角已經夠高,不必頂著寒風前往壘球場了,直接在宿舍中庭即可拍攝。早上天空相當晴朗、濕度夠低,又只有非常細小的下弦月,觀測條件相當良好,才剛開門便可看見滿天星斗!倒是城市光害依然讓彗星難以用肉眼觀測,花了一番功夫才找到,大略位於牧夫座七公增五(牧夫座β星)和招搖(牧夫座γ星)中間。拍攝單張畫面就可輕易看見彗星,想必疊圖後細節更多。拍攝中途電池電量耗盡,幸虧有了上次的教訓,這次攜帶了備用電池,所以趕在天文曙光前順利拍了375張。疊圖後彗星果然如期待地壯觀,而且比我預期大很多!這是我有生以來拍攝過最漂亮的彗星了,連三月的泛星彗星都比不上。幸好沒有貪心把鏡頭轉到300mm,否則鐵定爆框。下面照片是以190mm焦距、光圈F/5、感光度ISO1600,每張曝光2秒,拍攝358張疊合,使用DeepSkyStacker彗星疊合模式。(由於中途更換電池連拍中斷,疊出星軌中間斷線)

11/30的洛夫喬伊彗星。點擊可看Flickr大圖。

11/30的洛夫喬伊彗星。點擊可看Flickr大圖。

拍攝到如此的彗星畫面,讓我心滿意足,也為我今年的彗星觀測畫下完美的句點。遙想古代科技尚未發達時,彗星的出現,往往被迷信的人們當成不祥的預兆,甚至擔心彗星帶來的毒氣或流星雨會殺死人類。如今儘管科學家已經弄清彗星的本質,讓大家能開心地欣賞彗星,但如何準確預估彗星的亮度與彗核尺寸、掠日彗星是否會解體或蒸發…諸如此類,仍是等待解除的謎團。每當我們仰望天空,深邃無際的星空讓人體會到地球與人類的渺小;偶爾來訪的彗星,它們的不確定性讓人體會到生命的無常。或許這就是天文學的浪漫吧?